復雜地質條件下超深地下連續墻成槽施工工藝研究

摘要：利用徐工XG700E液壓抓斗跳挖施工工法，對富含地下水的上軟下硬超深地下連續墻進行成槽施工，對整個施工工藝流程和重點注意事項進行了探討分析，可為類似復雜地質條件下超深地下連續墻的施工提供借鑒。

關鍵詞：徐工XG700E;復雜地質;超深地下連續墻;成槽施工

0" "引言

為了緩解城市交通壓力，我國各大城市都在加大力度發展地鐵軌道交通的建設。隨著地鐵施工的進一步發展，車站深基坑圍護結構的研究成為了人們關注的焦點和熱點。地下連續墻具有施工周期短、噪聲低、剛度大、抗滲性強等諸多優點，在車站深基坑圍護結構中應用越來越普遍。但是地下連續墻施工工藝在工程實踐中仍然存在諸多安全問題，究其原因，主要是對不良地質的認識不夠以及施工設備選用不當。

近些年，地下連續墻施工工藝已從單純的淺層連續墻向深層連續墻發展，由此導致在特殊地質區進行超深地下連續墻施工時，成槽質量和施工安全難以保證[1-5]。為了對類似工程提供一個較為完整的施工方案，本文以某富含地下水的上軟下硬超深地下連續墻施工項目為例，從設備選型到成槽質量檢測這一全套施工工藝進行分析，以期能為類似復雜地質條件下超深地下連續墻的施工提供支持。

1" "工程概況

某車站為地下三層結構，車站的長度為155m，寬度為21.4～27m，車站開挖深度為23.5～5.7m。車站主體圍護結構采用1m的地下連續墻，連續墻的埋深為62.7m，嵌巖深度≥2m。地下連續墻的混凝土強度設計等級為C35，鋼筋采用HRB400和HPB300。

車站主體結構處地下水埋深約為1.3～3.2m，主體結構底板位于地下水下約15.54m，地層從上往下依次為雜填土、素填土、淤泥質粉質黏土、粉質黏土、粉質黏土夾粉砂層、粉細砂層、細砂層，最終進入風化泥巖持力層。工程施工區地質條件復雜，上部結構以軟土為主，下部結構以含承壓水的地層為主，流變性較強，受擾動后的變形大，且車站周圍人口密集，各類型管線交錯分布，極易發生因不良地質引起的工程事故。

2" "工程特點及整體施工工藝流程

根據工程所處的地質和周邊環境，地下連續墻施工存在如下重難點：工程主體區域上部軟土+下部含水砂層較厚，地下連續墻的施工深度達到62.7m，屬于超深地下連續墻施工，易出現槽孔坍塌等地質問題，成槽質量較難控制。由于屬于超深地下連續墻，鋼筋籠的長度也達到62.7m，鋼筋籠總質量超過70t，吊裝安裝風險大。超深地下連續墻施工會造成周邊地層較大擾動，對周邊地層變形控制的難度加大。地下水位下的超厚砂層易發生坍塌現象，成槽難度加大。超深地連續混凝土防繞流控制難度較大。超深地下連續墻的成槽垂直度、接頭質量等難以控制。

鑒于本工程施工特點，決定采用液壓抓斗法成槽施工技術進行地下連續墻施工，其主要施工工藝流程見圖1。

3" "成槽施工工藝

3.1" "設備選型

常用的成槽施工設備主要有徐工XG700E、金泰SG60、利勃海爾 HS855HD，成槽設備選型必須根據工程地質條件、槽深、槽厚、施工條件、設備參數、工程造價、工期情況等多種因素綜合考慮，3種成槽設備的主要性能參數見表1。

本工程是典型的上軟下硬復合巖層，且需要穿越很厚的富水砂巖層，對成槽機的性能要求較高。從表1中可知：3種成槽設備在成槽深度和厚度上均能滿足施工要求，且均具有功率大、抓斗質量大等特點，但是SG60的最大提升力明顯小于XG700E，而HS855HD作為國外進口設備，引進和使用的成本過高，因此最終選擇徐工XG700E作為本次連續墻施工的成槽設備，并輔以300t起重機進行輔助施工。徐工XG700E型成槽機見圖2。

3.2" "水泥攪拌樁加固施工

本工程上部分布著厚度為11.5～22.8m的淤泥質粉質黏土，具有流塑狀、低強度、觸變性、高靈敏度、工程性質差等特點，成槽坍塌風險大，且施工效率低下，因此決定此采用水泥土攪拌對上部土層進行加固施工，保障成槽側壁穩定劑施工安全。

水泥土攪拌樁加固施工的主要參數見表2。水泥土攪拌樁的加固施工流程為：測量放養→溝槽開挖→攪拌機就位→預拌下沉→漿液制備→噴漿攪拌提升→下一循環施工。車站基坑外側（迎土側）的成樁順序為先中間后兩邊，車站基坑內側（開挖側）的成樁順序為先兩邊后中間，且搭接長度應≥0.25m，見圖3。水泥攪拌樁施工完成后，對樁身水泥進行了抗壓強度檢測，檢測結果顯示，平均抗壓強度達到1.2MPa，滿足設計要求。

3.3" "連續墻導墻施工

連續墻的導墻是控制地下連續墻各項指標（如標高、垂直度）的基準，并且起到支撐平臺、擋土以及防止泥漿漏失等作用，是低下連續墻施工的關鍵工序之一?？紤]到本工程連續墻施工過程中，重型機械頻繁在導墻間移動，將承受很大的荷載，再加上工程上部地層為流塑狀松散軟土，因此工程連續墻導墻采用“┐┍”型導墻進行施工。

導墻采用厚度為0.2m的C35鋼筋混凝土結構，且沿縱向每隔1m加設兩道1.2m寬的支撐，導墻的中心偏差、凈空許可偏差、墻頂表面平整度均為±10mm，垂直深度偏差<0.3%。考慮到XG700E抓斗寬度達到2.8m，且形狀為圓弧，因此將導墻的拐角往外側放30cm，以保證拐角處的導墻斷面沒有缺損。導墻結構如圖4所示。

導墻的施工流程為：測量放樣→土方開挖→鋼筋綁扎→支模板→復測驗收→混凝土澆筑→混凝土養護→拆?！D下一段導墻施工。

3.4" "泥漿護壁施工

本工程地層以淤泥質粉質黏土和砂土層為主，砂層富含地下水，因此泥漿黏土的黏度須大于成槽時的黏度。淤泥質粉質黏土泥漿靜置24h后黏度應為20～25s，重度為1.03～1.05g/cm³，含砂率lt;3%，砂土黏度應為25～30s，重度為1.06～1.09g/cm³，含砂率lt;4%。

根據工程特點及泥漿指標控制要求，選用膨潤土+水+分散劑+增粘劑+加重劑的配置方式制備泥漿，膨潤土采用200目鈉基膨潤土加黏土進行造漿，分散劑采用碳酸鈉（Na₂CO₃），增黏劑采用高黏度鈉羧甲基纖維素，加重劑采用重晶石，泥漿配比情況見表3。泥漿護壁施工標準段的單幅用漿量為375m³。施工工藝流程見圖5。

3.5" "成槽施工

連續墻“一”字型槽段有5m、5.5m、6m三種幅寬，按照施工順序劃分為首開幅、順序幅和閉合幅3類。在成槽過程中采用跳槽施工方法，先完成首開幅，再完成順序幅，最后完成閉合幅，且均采用“三抓成槽”順序進行單元槽段開挖。成槽施工順序見圖6。

4" "成槽質量檢測

利用超聲波檢測方法對連續墻成墻質量進行檢測，結果見圖7。在全部已完成的12幅地下連續墻施工中，平面位置平均偏差僅為16mm，平均超挖深度僅為0.243m，平均超挖方量僅為1.449m³，混凝土澆筑的平均充盈系數為1.097，連續墻垂直度良好，未發現槽壁頸縮或槽壁坍塌等嚴重質量事故。由此可見，采用徐工XG700E型成槽設備進行跳槽和三抓成槽的施工工藝，能夠保證本工程地下連續墻的施工質量。

5" "結語

地下連續墻具有施工周期短、噪聲低、剛度大、抗滲性強等諸多優點，在車站深基坑圍護結構中應用越來越普遍。但是地下連續墻施工工藝在工程實踐中仍然存在諸多安全問題，究其原因，主要是對不良地質的認識不夠以及施工設備選用不當。

本文針對富含地下水的上軟下硬超深地下連續墻，提出利用徐工XG700E型成槽機跳挖施工工法進行施工，從設備選型、水泥攪拌樁加固施工、連續墻導墻施工、泥漿護壁施工、成槽施工等多個施工流程進行了詳細分析。經成槽質量檢測表明，采用徐工XG700E型成槽機進行跳挖法和三抓成槽的施工工藝，滿足工程質量要求，對類似復雜地質條件下超深地下連續墻的施工具有一定的指導意義。

參考文獻

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