流朔状淤泥地质地下连续墙成槽前技术管控要点

流朔状淤泥地质地下连续墙成槽前技术管控要点

国辉

中铁一局集团第二工程有限公司  唐山 063004

摘要：本文以杭州至德清市域铁路浙工大站深基坑围护结构为例。结合目前地下连续墙既有的技术，以实际工程险情为例，重点分析地下连续墙施工前应控制的技术管理要点。

关键词：市域铁路；地下连续墙；流朔淤泥地质；深基坑

随着我国基础设施建设的快速发展，市域铁路施工的兴起，地下明挖车站在淤泥地质、地基基础软弱，地下连续墙成槽过程存在塌孔、缩颈、槽壁滑移等问题，特别是在首次遇到该地层首开幅时，浪费大量的人力、物力、财力，对地层的认知度不高的情况下施工安全风险较高，安全隐患大。

本文系统分析了杭州至德清市域铁路工程土建施工浙工大站的施工特点，通过实践系统的总结提升技术管理控制要点。

1 工程概况

浙工大站为地下两层结构，主体结构基坑长191.6m，宽20.1～24.8m，标准段深17m，端头段深18.77m。围护结构在暗塘、暗浜区段采用三轴搅拌槽壁加固+地下连续墙。成槽深度为32.5m～35m。

1.1水文地质情况

本工程场地的主要不良地质为浅层沼气、暗浜暗塘。根据浙工大站地质勘察报告，地质从上至下为①1碎石填土、①2素填土、①3淤泥质填土、④1淤泥质黏土、⑥1淤泥质粉质黏土、⑥2粉质黏土、⑦1淤粉质黏土、⑫4圆砾、⑬1粉质黏土、⑬2粉质黏土、㉚a-1全风化粉砂质泥岩层，基底位于④1淤泥质黏土层，墙址位于⑬1粉质黏土层。

1.2 设计及准备情况

根据地质、开槽宽度、槽深等情况设备选型为ZD60 型液压成槽机，既有道路为沥青混凝土市政道路，满足承载力需求，结构层下有2～3m宕渣路基，以下为卧软弱层结构。

首开幅为N24幅，根据详勘提供资料及卫星图前后对比，该处位于暗浜区域， 槽深为32.7m。槽宽宽度6m（首开开槽宽度7.8m），厚度0.8m。设计槽壁加固范围地面下12m。

1.3 问题描述

要求采用山东膨润土，实际采用安吉膨润土泥浆制备时间3月27日（20:00），新泥浆比重1.07，粘度27s，3月28日（13:10）开槽前泥浆比重为1.06，槽壁加固等强9天。

3月28日13:18开抓，次日5:00成槽，深度31m，成槽机移除，开始场地平整；

3月29日（6：05）发现N24地连墙南侧沥青路面沉降，6：54进行超声波检测，发现槽壁存在孔口位移、缩颈、槽壁加固有明显弯折现象。随后南侧既有沥青混凝土路面塌陷，时间为7：15，孔壁失稳底部在13m位置。

2 原因分析

2.1 槽壁加固

经查看卫星图前后对比及查阅详勘资料，该位置为暗浜区域，早期处理回填深度16m，槽壁加固深度12m，简化为顶端锚固在导墙内的悬挑结构，加上槽壁施做完成仅9d，不满足设计龄期要求，抗折能力差。且失稳深度为13m，勘察报告13m位置为④-1淤泥质黏土，容重为17.0KN/m³。新制备泥浆比重为10.8KN/m³，成槽施工时，槽内泥浆比重为11.5KN/m³。泥浆比重小于淤泥，当诸多因素叠加槽壁失稳，泥浆支撑不了流朔淤泥造成槽壁失稳，是造成失稳的原因之一。

2.2 泥浆选型及制拌

在策划过程泥浆的选型为山东潍坊膨润土，施工队伍进场为安吉膨润土。当时环境问题10～15℃，新拌泥浆发酵时间不足24h，槽内泥浆比重各项指标偏小，对孔壁的护壁效果不佳，支撑能力不足，也是造成失稳的原因之一。

2.3 首开幅幅宽

N24设计幅宽为6m，因为是首开幅，钢筋笼按照设计图纸加工+两侧的锁口管幅宽达到7.8m。在一抓和二抓完成后，简化为2等跨连续梁，跨度L为2.8m，中间部分2.2m未抓部分做支点，当第三抓完成后，简化为跨度L为7.8m的简支梁，根据，L增大为4次方的关系，为了减小变形，在荷载、材料不变情况下职能优化L跨度，故首开幅7.8m宽也是造成失稳的原因之一。

2.4 路面硬化

成槽前，项目部对中分带进行换填并浇筑钢筋混凝土，深度约1.8m深，本次塌陷范围为既有的沥青混凝土，下面结构层及基础深度约1.8m，虽然两种未受力下结构层工况差异不大，但通过上部的荷载传递及土的扩散角来分析，整体的主动土压力的滑移范围，刚好在淤泥范围内，沥青混凝土的自身刚度不大，机械上部操作的动载传递至淤泥层使淤泥液化，也是造成路面塌陷的原因之一。

3  技术指标管理要点

项目部总结失败经验及教训，同时沉着冷静对待，将塌陷部位回填并采取加固措施。结合问题分析及成本控制计划复工前从前三个主要问题入手。

3.1 设计优化

为了防止暗浜区域成槽过程孔壁坍塌，在暗浜区域采取三轴搅拌加固Φ850mm@600mm，长度16m，穿过暗浜区域锚入原始河床底4m，水泥掺量15%。成桩施工过程中，随时检查作业记录和计量记录，成桩后按照设计要求28d后钻取芯样验证抗压强度，并根据收集过程的相关技术参数宜作为指导地墙全面施工的技术参考数据。

3.2 拌制泥浆

选用优质的山东潍坊膨润土，拌制新泥浆环境气温18℃，发酵时间不少于48h控制，并采用压缩空气充分搅拌。配置配合比：水：膨润土：CMC：纯碱=100：（8～10）：（0.1～0.3）：（0.3～0.4）。泥浆指标控制表如下：

泥浆质量的控制指标

3.3 首开幅宽度优化

槽段分幅宽度是影响槽壁稳定性的主要因素，特别是首开幅，通常适宜幅宽在5～7m内。相比而言，槽段深度对稳定性的影响并不显著，结合上面的分析。单元槽段宽深比的大小影响土的拱效应的发挥，宽深比越大，土拱效应越小，槽壁越不稳定。本工程将首开幅优化至5.5m，影响首开宽度的因素有打灰架尺寸1.5m+顶拔器尺寸1.5。在地质条件不好存在下卧软弱层时，首开幅在满足灌注混凝土附属机具和顶拔器同时安放下部影响彼此功能，尽量减少宽度。

3.4 减少地面超载

若成槽过程中有超载的情况下对壁的稳定亦是有影响,负孔隙水压力值远大于无超载时负孔隙水压力。另一方面，由于超载的存在大大加大了槽壁及其附近的土体的剪应力值，就有可能超过破坏线，从而使槽壁附近的土体破坏。项目部采取铺设钢板的形式增加受力面积，同时要求其他大型设备及自卸车绕行。

4  结语

综上所述，结合项目实例，通过对设计、施工前准备两个阶段的优化调整，在施工过程中严格按照各工序的技术要点及管控措施开展施工，并做好每道工序的过程管控和验收工作，最终历时46d单机完成76幅地下连续墙，按照检测频率抽检全部为一类墙身。

参考文献：

[1]基坑工程手册（第二版）刘国彬 王卫东 主编 刘建航 侯学渊 顾问 －北京：中国建筑工业出版社，2009 ISBN 978-7-112-11552-5。