谈地下连续墙成槽施工技术

2012-07-16崔连有

山西建筑 2012年30期

崔连有

(中铁十二局集团第二工程有限公司，山西太原 030032)

1 工程概况

1.1 工程简介

长沙地铁五一广场站位于长沙市五一大道与黄兴中路交叉口下。为2号线与1号线“十”字岛—岛换乘站，2号线车站顺五一大道东西向布置，1号线车站顺黄兴中路南北向布置，2号线车站主体结构形式为地下三层跨岛式车站。采用明挖顺筑法施工。2号线基础开挖深度24.5 m，围护结构采用1 000 mm地下连续墙+内支撑，地下连续墙深30 m～35 m。地下连续墙按永久结构考虑，使用阶段主体结构和围护结构一起承载，一起组成复合墙体系围护结构体系。

1.2 施工区域地质情况

五一广场站站点工程地质情况依次为:①回填土;②粉质粘土;③中砂;④卵石;⑤强风化泥质灰岩;⑥中风化灰岩;⑦微风化灰岩，除微风化灰岩为Ⅴ级次坚石外，均为Ⅰ级松土～Ⅳ级软石，均属一般岩土体。

2 导墙施工

2.1 导墙选型

导墙起锁口和导向作用，直接关系到连续墙顺利成槽和成槽精度。根据表层为回填土，土质结构差的工程地质情况以及成槽施工要经过液压抓斗抓土，冲桩机冲孔等工序，施工周期长的特点，导墙采用“］［”形现浇钢筋混凝土结构，导墙的高度为1.5 m。在导墙内侧每隔2 m加设上、下两道支撑。根据原地面下杂填土及素填土的分布厚度，为了保证槽内的水头，导墙底铺垫高塑性指数的粘土并夯实，以保证成槽施工平面位置、成槽垂直度，防止塌壁。

2.2 导墙的施工要点

1)开挖至导墙基底时，对基底以下1 m～2 m范围内进行钎探，探明基底以下有无混凝土基础、木桩及各种管线等障碍物存在，若有则进行清除。2)在混凝土强度达到70%时拆模，立即加对口撑，上一层设［10槽钢支撑间距2 m，下一层设80 mm×80 mm木枋支撑间距2 m，保证顶面高程、内外墙间距、垂直度满足设计要求。3)导墙未达到设计强度，严禁重型机械设备接近，并不在导墙顶上放置过重物件，防止导墙受压变形。

3 地下连续墙成槽施工

车站主体围护结构采用1 000 mm厚地下连续墙，地下连续墙槽段设计幅宽为6 m，车站主体连续墙共73幅，有“一”形、“L”形和“Z”形等。

地下连续墙挖深约30 m～35 m，嵌入中、微风化岩体深度约为3.0 m～7.0 m，墙底主要位于微风化岩层中。

3.1 地下连续墙成槽工艺流程

连续墙成槽工艺流程图见图1。

3.2 机械成槽

机械成槽工序是地下连续墙施工的关键工序之一，既控制工期又影响质量。根据本工程地层地质结构特点，成槽采用“抓冲结合”的方法。土层、砂层、卵石层、强风化灰岩采用液压抓斗直接成槽;中风化岩及微风化采用冲桩机冲孔、再用抓斗清槽。冲孔成槽过程中根据不同地层变化及时提取岩样，以确定入微风化岩槽体深度。

图1 地下墙成槽工艺流程

1)单元槽段的长度为6 m。根据连续墙的施工工艺，分①，②期槽段施工，当施工一个①期槽段后，中间隔开一个②期槽段，进行下一个①期槽段施工，当两个①期槽段达到2.5 MPa后，进行中间的②期槽段的成槽与其他工序，见图2。2)抓土按每一幅槽段划好的油漆标志，依照预先排好的施工顺序进行。成槽时应及时补浆，防止塌方，泥浆液面应高于地下水位不小于0.5 m。垂直度由成槽机纠偏装置自行控制，垂直度不大于1/500。3)对于二期槽段与一期槽段的接触面，开孔时圆锤贴先浇槽段边下落，保证把先前预埋的泡沫板冲干净。修孔时，应采用特殊的带钢丝刷的方锤冲刷接头，确保接头不夹泥还必须采用钢刷钻头进行接头清刷，使用冲击钻机带上自加工的带钢丝刷的专用冲击头对两槽段接触面进行反复清刷，除去附着的泥渣，确保接缝的洁净，保证止水效果。4)土层至中风化岩层上部再采用成槽机液压抓斗直接抓土成槽，并收低使抓槽底部基本平整，为后续冲桩机冲孔创造条件。5)下部岩层为中、微风化灰岩，采用CZ30冲钻机进行跳孔冲击成孔施工(见图3)。先在导墙上标出主副孔位置，先完成主孔冲击(1，2，3，4 孔)，再进行副孔冲击(5，6，7 孔)，冲孔完毕后，再用冲击桩机配方锤打夹修孔，冲击掉主副孔之间凸出槽壁上岩体。在冲桩过程中，采用分砂机进行泥浆分砂，可加快冲桩进尺速度。一个槽段配备两台钻机，可加快施工进度。6)角隅施工。角隅槽段为“L”“Z”形。由于抓斗成槽的抓斗张开尺寸为3.5 m，有些槽段长度小于此尺寸，采用冲桩机直接冲孔，成孔后换方锤劈打修整，修整时应更加认真、仔细防止修壁时造成塌壁。7)清槽。由于重锤冲击后形成的石屑粒径比较大，数量多，石屑在泥浆中下沉速度快，容易在槽底板结，给连续墙的施工质量带来隐患。清槽工序必须分两步进行，成槽后，先用液压抓斗抓除槽底岩渣，再用空气压缩机配合分砂机反循环对未被抓斗抓除的石屑清除。分砂时间根据槽段入岩深度及现场测定的含砂量确定，本工程标准槽段分砂时间大致在6 h～8 h。分砂完毕后，为保证钢筋与混凝土的握裹力，必须以小比重泥浆置换护壁泥浆，在清孔过程中，要不断向槽内泵送小比重泥浆，但必须保持槽内的水头比地下水位高出至少1.0 m，防止塌孔。

4 泥浆质量控制

图2 连续墙分期施工示意图

图3 岩层段冲击成孔示意图

在成槽过程中，泥浆具有护壁、携渣、冷却机具和润滑等作用，泥浆的使用是保证成槽质量的关键。

本工程泥浆制作采用膨润土造浆、粘土造浆及冲击粘土层自造浆三种形式。

1)新鲜泥浆质量控制:拌好的新鲜泥浆的性能要适合于地基条件和施工条件，定期对其进行质量控制试验，当泥浆不能满足所需性能时，分析原因，采取修正配合比、更换材料等相应措施。在挖槽过程中，从泥浆池向正在挖的槽段供给泥浆。在向沟槽供泥浆之前确保沟槽内始终有性能良好的新鲜泥浆。

2)槽内泥浆质量的控制:对沟槽内的泥浆，可按挖槽过程中和挖槽完了到浇筑混凝土前的放置期间分别进行质量控制。挖槽过程中的泥浆质量控制，重点是保持泥浆所需的性能，保持槽壁的稳定所需要的预定泥浆液面。挖完槽时对泥浆做充分的质量调整，为保持泥浆的良好状态，适当的往槽内补充新鲜的泥浆并定期进行质量调整。检验泥浆的性质，经常注意泥浆的液面变化以及周围条件(如雨水的流入和地下水位等)的变化。从沟槽里循环出来的泥浆送进沉淀池排除土渣。当泥水分离性不好时要在泥浆中加入分散剂或者水;并通过泥浆性能试验，查明泥浆质量恶化原因并采取相应的质量调整措施，使之成为良好的泥浆。

3)对混凝土置换出来的泥浆质量控制:置换出来的泥浆进行质量控制试验，根据试验结果，判断其能否继续使用。认为可以使用的泥浆直接送到优质泥浆池中;认为通过再生处理可以使用的泥浆进行再生处理。