张汉武易敏崔海涛王晓敏
中国建筑第六工程局有限公司天津300000
摘要：随着我国经济建设的快速发展，地下连续墙在各类土木工程中应用越来越多，且所处的施工环境也越来越复杂，对地下连续墙施工控制技术要求也越来越高。依托于轨道交通Z4线一期工程土建施工第13合同段新城三站地连墙施工，详细分析了厚粉砂层地质条件下地连墙成槽施工控制，并对厚粉砂层地质条件下地连墙成槽施工进行了总结。
地下连续墙具有结构整体性好、刚度大、抗渗性和耐久性好等诸多优点。目前在国内外基础工程领域中，地下连续墙已占据了重要地位，但是地下连续墙施工影响因素多，工程质量难控制，尤其是成槽施工质量控制，更是重中之重，稍有不慎，就可能出现“鼓包”、坍塌、偏斜等现象，影响施工质量，也可能造成安全事故，因此，施工中必须严格监管。本工程对类似复杂地质条件下地连墙成槽施工具有一定的借鉴意义。
关键词：厚粉砂层地下连续墙成槽施工质量控制
1工程概况
轨道交通Z4线一期工程土建施工第13合同段标段，新城三站～新城五站（不含），共1站1区间。设1座车站，线路长度约2.1km，其中，新城三站为地下三层岛式车站，与规划B1线换乘。车站建筑面积约20674平方米，最大基坑深度26米。车站有效站台中心里程右DK4+585.511。车站纵向由小里程向大里程为2‰下坡。车站全长210.80m，正线线间距16.8m，站台宽13.6m，主体结构标准段宽为23.4m。车站共设2组风亭，3个出入口。
新城三站围护结构采用1000mm厚地连墙，接缝采用工字钢接头。地连墙长度47.5m。水平支撑：本站主体基坑标准段竖向设6道支撑+2道倒撑。第一道、第四道为钢筋混凝土支撑。竖向支撑：主体基坑内设施工阶段临时格构柱作为竖向支撑。格构柱截面尺寸为560mm×560mm，采用1.20m直径钻孔灌注桩作为立柱桩。
工程总平面图
2水文地质情况
地层主要为第四系全新统人工填土层、第Ⅰ陆相层、第Ⅰ海相层、第Ⅱ陆相层、第Ⅲ陆相层、第Ⅱ海相层、第Ⅳ陆相层、第Ⅲ海相层。
上部潜水：埋深0.50～3.00m（高程-0.34～2.17m）。
第一层微承压水：主要赋存在粉砂中，含水层厚度达30m，基本呈层状分布。
根据地勘报告，地下连续墙埋深0-20范围内，主要是粉土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土等软弱土层，地下连续墙埋深20-50范围内，主要是粉砂层，且含承压水。
工程水文地质横断面图
3施工重难点
新城三站地下连续墙需穿越淤泥质土、粉土、粉砂、细砂等不良地层，成槽过程容易出现塌孔现象。在地面下20～50m范围内主要为粉砂层，而且由于该层粉砂和细砂含微承压水层，地下水丰富，孔壁稳定性差，可能发生流变，因此20m深度以下的砂土层更易发生塌孔，对成槽垂直度影响很大，而且砂层对泥浆性能的污染，导致其比重和含砂率增大，给清孔和混凝土浇注带来影响。
因此，在施工过程中合理地配置泥浆、控制成槽进度，控制沉渣厚度，防止塌孔，做好地连墙接缝，保证围护结构的和止水效果，对于确保基坑安全，周围周边环境稳定，具有十分重要的意义。因此，地下连续墙的施工质量本工程的重难点。
4成槽施工质量控制措施
4.1严格控制坑边荷载
成槽机本身重量约60t，施加到上部的软弱地层很容易导致土体产生滑移，使槽段发生塌孔或导墙坍塌。所以在成槽机施工过程中在成槽机下铺设钢板或路基箱，将成槽机对土层形成的附加应力分散，减小土体内的应力，保证土体稳定。同时，在成槽施工范围5米内禁止大型机械行走。挖出的土方及时由装卸车运到临时堆土场地放置，严禁在槽边堆放土方。
在控制坑边荷载后，若在挖槽时仍出现上部槽段塌方，则在导墙下、槽段两侧进行水泥搅拌桩或粉喷桩加固施工，提高土体的粘聚力和强度，控制塌方事故槽壁坍塌的的发生。另外，在挖槽初期慢速挖槽，控制槽段内液面高于地下水位1.0m以上；在砂层中开挖，控制抓斗上行下行的速度进尺，不能过快；以免扰动泥浆形成负压导致塌槽。
4.2泥浆指标控制
在砂土层中挖槽时提高泥浆比重，控制在1.2左右；但是严格控制其含砂量，对循环泥浆用大功率震动除砂器进行除砂，处理后含砂率仍不符合要求的（>8%），予以废弃。以免因含砂量大导致沉渣过厚、减小对压油管的磨损。
针对泥浆比重大导致混凝土浇筑困难的情况，在完成钢筋笼、导管下放后，对槽底进行清孔，当槽底泥浆比重小于1.15时，立即进行混凝土浇筑。同时，对槽内的泥浆也进行置换，减小比重和含砂率。
4.3挖槽垂直度控制
地下连续墙施工过程中，采用液压抓斗的垂直度显示仪和自动纠偏装置来控制成槽垂直度。挖槽过程中抓斗的中心线与导墙的中心线重合，抓斗入槽、出槽应慢速、稳定，抓斗下放时，应靠其自重缓速下放，不得放空冲放，并根据成槽机的仪表显示的垂直度情况及时纠偏，如出现较大偏斜，纠偏困难时，应暂时停止挖槽，采用优质粘土回填至偏斜位置以上1～2米，待回填土沉积密实后，先用旋挖钻机打导向孔，再用成槽机顺着导向孔继续挖槽，以使成槽满足精度要求。
4.4槽段接头质量控制
按要求焊接接头工字钢，浇筑混凝土之前认真刷壁，不少于20次，且毛刷无泥。及时检查钢丝刷和与一期槽段混凝土的密贴性及时检查钢丝刷和与前幅槽段混凝土的密贴性，接头处清刷干净，无夹泥砂。
同时，制作特殊的绕流混凝土铲刀，安装到液压抓斗上，对已施工的地连墙绕流混凝土进行清理，保证顺序幅、闭合幅地连墙施工。
4.5塌孔处理
如在挖槽或混凝土浇筑过程中发生轻微塌槽，使用空气吸泥机或其他吸泥设备吸掉泥土后继续挖槽或继续浇筑。如发现大面积坍塌，应及时将抓斗提出地面，用优质粘土（渗入20%水泥）回填至坍塌处以上1～2m，待沉积密实在槽壁外侧注浆后再行挖槽。
5小结
综上，厚粉砂层地质条件下地连墙成槽施工主要控制少扰动、泥浆比重及含砂率、成槽垂直度控制、塌孔处理等。
以上只是工程阶段性的总结，希望对类似地质条件下地连墙成槽施工有所帮助。总之，地下连续墙成槽施工是一个复杂的施工过程，技术要求较高。在施工过程中要加强技术管理，提高工人素质，对于可能出现的质量问题，应该要有充分的认识，采取相应的预防和处理措施，然后总结经验，才能缩短工期、降低工程造价、保证工程质量。
参考文献：
[1]《地下铁道工程施工及验收规范》[J]GB50299-1999
[2]丛霭森《地下连续墙的设计施工与应用》[M]中国水利水电出版社，2004
[3]朱合华《地下建筑结构》[M]中国建筑工业出版社，2006