富水砂層地下連續(xù)墻施工質量探討

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摘要：南通市特有的富水砂層地質對地下連續(xù)墻成墻質量影響較大。南通市軌道交通1號線基坑開挖過程中，部分地下連續(xù)墻墻面出現(xiàn)較大鼓包、漏筋等缺陷。通過分析發(fā)現(xiàn)在沒有槽壁加固的情況下，采用降水與優(yōu)化泥漿配比等措施可較好地控制缺陷發(fā)生，可為后續(xù)城市軌道交通建設提供參考。

關鍵詞：城市軌道交通；富水砂層；地下連續(xù)墻；質量；穩(wěn)定性；泥漿配比

地下連續(xù)墻是車站圍護結構的一部分，在城市軌道交通工程結構中發(fā)揮至關重要的作用，然而富水砂層條件下地下連續(xù)墻施工質量控制難題卻一直困擾著工程建設者[1]。若不采取合理措施，富水砂層條件會使槽壁變形過大，甚至失穩(wěn)，導致地下連續(xù)墻產生鼓包、漏筋等質量缺陷，進而延緩施工進度、威脅施工安全。南通市特有地質條件又使這一問題較為突出，文章結合南通市軌道交通1號線實際建設情況，對相關問題進行初步探索。

1工程概況與地質水文

南通市軌道交通1號線一期工程北起平潮站，途徑港閘區(qū)、崇川區(qū)，止于南通經濟技術開發(fā)區(qū)振興路站，全長39km，共設車站28座，全部為地下車站。車站主體圍護結構采用地下連續(xù)墻+混凝土支撐+鋼支撐的支護體系，地下連續(xù)墻標準幅寬6m，厚800～1000mm，深30～50m，基坑采用明挖法施工。根據(jù)勘察資料，基坑開挖范圍內地層屬第四系全新統(tǒng)（Q4）長江下游三角洲沖積層，自上而下可分為7層：①填土層，②粉砂夾粉土層，③-1粉砂夾粉土層，③-2粉砂層，④-1粉質黏土層，④-2粉質黏土與砂質粉土互層，⑤-1粉砂夾砂質粉土層，⑤-1t粉質黏土夾粉砂層，⑥粉砂層，⑦中砂層，局部④層缺失。車站標準段及端頭井底板一般位于③-2粉砂層，地下連續(xù)墻墻趾插入④-2層，局部位于⑤-1t層。南通市地表水資源豐富，較大地表水體為長江、通呂運河、九圩港河等，根據(jù)勘察揭示的地層結構和地下水埋藏條件，施工涉及的地下水類型主要為上層滯水及第一承壓水。潛水埋藏于①、②、③層中，勘察期間實測潛水穩(wěn)定水位埋深1.6～2.8m，年變化幅度為1～2m。第一承壓水埋藏于④層以下，局部賦存于⑤-1t砂質粉土夾粉砂層中，埋深3～4m。

2地下連續(xù)墻施工

工程開工后，針對富水砂層施工難題，各參建單位在圖紙與規(guī)范指導下結合施工經驗進行了大膽嘗試，取得了較好效果，部分地下連續(xù)墻墻面平整、干燥，缺陷較少。但也有部分墻面出現(xiàn)較多鼓包、漏筋等缺陷，最大鼓包尺寸5m×2m，最大漏筋面積6m×3m，如圖1、圖2所示。施工單位花費大量人力物力用于缺陷處置，給施工帶來較大干擾，相關施工措施及效果分析如表1所示。

3原因分析

針對施工過程中出現(xiàn)的問題，結合南通市地質水文條件，初步分析原因為以下幾方面。（1）砂層地質透水性強，結構松散，不利于泥皮的生成與穩(wěn)定，且成槽機在上下提斗時會對槽壁產生局部負壓，頻繁的上下運動使槽壁保持穩(wěn)定較為困難。（2）在富水砂層中進行成槽施工時，受地下水和砂粒污染影響，泥漿質量惡化速度較快。砂粒在泥漿循環(huán)過程中，容易破壞已形成的泥皮，導致泥漿對槽壁的支撐作用受到破壞[2-5]。（3）由于地下水位高，穩(wěn)定水位埋深淺，泥漿對槽壁的支撐壓力較小，槽壁變形大[6]。（4）砂層特別是粉細砂層承載力低、沉降形變大，加之受管桿線遷改影響，局部填土不實，后期受施工荷載、負壓等因素影響，槽壁易產生較大變形甚至塌孔。（5）成槽后受換漿、鋼筋籠吊裝、混凝土供應等因素影響，澆注等待時間太長，槽壁變形大。

4控制措施

4.1主要控制措施。綜合工程實踐經驗與缺陷形成原因，要有效提高富水砂層地下連續(xù)墻施工質量，需在優(yōu)化泥漿配比、降水等方面加強探索。（1）槽壁加固。建議地下連續(xù)墻設計時優(yōu)先考慮槽壁加固工作量，地下連續(xù)墻轉角、重要部位選用三軸攪拌樁加固，地下連續(xù)墻接縫采用旋噴樁注漿加固，該法可有效控制地下連續(xù)墻質量缺陷。（2）優(yōu)化泥漿參數(shù)。富水砂層條件中，泥漿比重、黏度等參數(shù)需適當調大，比重適當增大到1.1左右[7]，黏度增大到30s左右，控制含砂率在4%，相關參數(shù)還需結合工點實際合理優(yōu)化，不是越大越好。泥漿優(yōu)先選用新型復合鈉基膨潤土泥漿[8]，配置簡單，效果好。（3）勤換漿、勤廢漿。富水砂層中泥漿質量惡化嚴重，成槽過程中需多次對槽段內泥漿性能進行檢測，認真執(zhí)行換漿、廢漿措施。建議每修筑2～3幅地下連續(xù)墻后，將原有泥漿全部廢棄，全部重新配置新漿，確保泥漿性能指標，勤廢漿對提高地下連續(xù)墻質量效果明顯。（4）降水。建議成槽前合理降水，每2～3幅地下連續(xù)墻挖一口井，降水6～8m。在槽壁加固缺失的情況下，降水對提高槽段土體穩(wěn)定性效果較好。（5）控制泥漿液面高度。在地下水位較高情況下，為有效控制槽壁穩(wěn)定性須嚴格控制泥漿液面高度，英國學者認為至少要高出地下水位0.9～1.2m，日本文獻則指出在松砂地層中最好高出2m以上[9-10]，可借鑒上述經驗合理控制，必要時可采用高導墻，提高泥漿液面。4.2施工過程管理。富水砂層地下連續(xù)墻施工過程中還應加強細節(jié)控制，建議重點做好下述施工過程管理。（1）合理調整抓斗寬度。適當增加抓斗寬度，每側可增加10～15mm，防止縮孔露筋。（2）重視時空效應。開槽后應加快施工，爭取在時效因素降低之前，結束槽段混凝土的澆筑，防止槽壁產生較大變形。因各種因素導致混凝土不能及時澆筑時，及時用成槽機輕抓1次。（3）嚴禁堆載。地下連續(xù)墻施工期間槽段兩側應禁止大量堆載（大型施工設備、鋼筋原材、型鋼等），鄰近地表可采用剛性地面或鋪設鋼板加以保護，避免堆載造成槽段側壓力過大，產生塌孔。（4）嚴格控制提斗速度。在成槽過程中，抓斗的形狀、循環(huán)往復的提升和下降運動會改變槽段中泥漿的流動方式，使槽壁周圍土體的孔隙水應力上升，當泥漿的流動方式從層流變化為湍流時，槽壁上的泥皮或土顆粒會受到沖蝕，使槽壁局部失穩(wěn)甚至整體破壞的風險增加。因此，應嚴格控制抓斗的操作速度，不宜太快，這樣有利于降低泥漿質量的劣化速度，控制抓土施工對槽壁的影響[11-15]。（5）加強管線遷改施工質量控制。管線遷改過程中加強對回填土類型與壓實質量控制，必要時重新?lián)Q填、復壓。

5結語

富水砂層條件下地下連續(xù)墻施工，必須采取有效的輔助措施，建議合理考慮增加槽壁加固工程量，對防治地下連續(xù)墻鼓包、漏筋、接縫滲水效果較好。在沒有槽壁加固的情況下，提前降水，合理配置泥漿、做好細節(jié)管理等措施是施工的關鍵。通過南通市軌道交通1號線的實踐經驗，為類似地質環(huán)境區(qū)域的地下連續(xù)墻施工質量管控提供借鑒，后續(xù)還需結合監(jiān)測資料加以研究總結。

作者:曾紅兵 陸宏鑫 單位:1.南通市建設安全生產監(jiān)督站 2.南通城市建設集團有限公司