王 洋，寇亞超，黃沛東

（北京逸群工程咨詢有限公司，北京 102488）

0 引言

為了加強(qiáng)地下水資源的管理和保護(hù)，減少水資源的浪費(fèi)，防止地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，《北京市建設(shè)工程管理辦法》強(qiáng)調(diào)不降水少降水，合理利用水資源。建議采取帷幕隔水的方案。地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼作隔水帷幕，整體性好，防滲漏能力強(qiáng)，必將更多地被使用。北京地鐵使用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)是近幾年才逐漸發(fā)展起來的，地下連續(xù)墻施工中或多或少存在各種問題。

1 工程概況

地鐵某號(hào)線，兩站兩區(qū)間施工順序?yàn)?A 站，A 站 -B 站區(qū)間風(fēng)井，B 站?；泳捎玫叵逻B續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)。A 站槽寬 600 mm，標(biāo)準(zhǔn)段墻深 27.05 m，鎖扣管接頭。B 站槽寬 800 mm 盾構(gòu)井墻深 30.25 m，鎖扣管接頭。A站-B 站區(qū)間風(fēng)井墻深 45.284 m，接頭形式為工字鋼接頭。

2 導(dǎo)墻

導(dǎo)墻是沿地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)軸線兩側(cè)、澆筑與地下連續(xù)墻軸線平行、帶有模槽的鋼筋混凝土墻體。導(dǎo)墻在成槽前修筑，主要為成槽起到定位、導(dǎo)向作用，同時(shí)兼有擋土、支撐部分地面荷載和存蓄一定泥漿等作用［1］。

2.1 A 站導(dǎo)墻坍塌

A 站導(dǎo)墻采用倒“L”型，兩側(cè)翼板凈寬 1 000 mm，深度 1 200 mm。因雨季開挖防汛措施不到位，導(dǎo)墻被浸泡，造成側(cè)壁坍塌，抽排水，基地晾干后，壘砌沙袋處理后施做導(dǎo)墻。地下連續(xù)墻成槽后超聲波檢測(cè)，導(dǎo)墻底部塌孔嚴(yán)重。后期開挖地下連續(xù)墻局部侵線，破除量較大（見圖1），導(dǎo)墻加固效果不滿足要求。

圖1 導(dǎo)墻破除

2.2 B 站導(dǎo)墻問題的處理

B 站導(dǎo)墻深度 2 100 mm，導(dǎo)墻底部位于雜填土①層：以建筑垃圾為主，一般厚度為 2.4～13.3 m。出于投資與工期考慮，暫不考慮加固處理。B 站僅增加導(dǎo)墻深度未加大翼板寬度。導(dǎo)墻開挖過程中側(cè)壁坍塌較嚴(yán)重，若采取混凝土回填處理，因墻底基礎(chǔ)不密實(shí)，翼板基礎(chǔ)長(zhǎng)度小，多澆筑混凝土，可能會(huì)造成繞支點(diǎn)彎矩 M，引起導(dǎo)墻傾斜。

因此建議從設(shè)計(jì)層面采取加大翼板寬度處理（見圖2）與硬化地面連接成整體。增加導(dǎo)墻的整體性穩(wěn)固性。導(dǎo)墻拆模后，回填土至導(dǎo)墻內(nèi)。轉(zhuǎn)角等異形導(dǎo)墻應(yīng)適當(dāng)外放。

圖2 導(dǎo)墻墻身加深及導(dǎo)墻翼墻加寬

3 泥漿、外加劑

3.1 泥漿的作用

泥漿有良好的物理性能，較小的失水量，泥皮形成時(shí)間短，泥皮薄而又有韌性，適當(dāng)?shù)拿芏?、黏度，起到支撐槽壁作用。泥漿向土體滲透，泥漿在土體凝結(jié)后，形成凝膠層不透水泥皮，提高了土的抗剪強(qiáng)度，形成土拱效應(yīng)，起到穩(wěn)定地層的作用。

3.2 泥漿的制備

新配制泥漿靜置時(shí)間宜＞24 h，保證泥漿中各材料充分水化后方可使用。泥漿的儲(chǔ)存量不宜低于成槽開挖土方體積的 2 倍［2］。泥漿性能參數(shù)（見表1），泥漿配比（見表2）。表中參數(shù)為參考值應(yīng)根據(jù)地層予以修正。同一槽段不同深度不同地層泥漿性能指標(biāo)要求不一致，滲透性強(qiáng)、易坍塌的地層應(yīng)加大泥漿比重和黏度。檢測(cè)泥漿性能在槽底以上 0.5～1.0 m 處取樣，每幅不應(yīng)少于 2 處，且每處不少于 3 次。

表1 泥漿性能參數(shù)

表2 泥漿配合比

3.3 B 站泥漿性能差

B 站雜填土較厚，增加泥漿黏度和比重（比重約 1.1），使用增黏劑、分散劑、防漏劑、增重劑等增加槽壁穩(wěn)定性，減少滲漏，提高液面高度，增加泥漿儲(chǔ)備量［3，4］。增加泥皮厚度，失水量等控制項(xiàng)（見圖3）所示，泥皮過厚不利于承載力有效發(fā)揮。泥漿性能應(yīng)加大檢測(cè)頻率，對(duì)不合格的泥漿及時(shí)處理。后期由于雜填土穩(wěn)定性差，無法形成有效泥漿護(hù)壁，大量跑漿?；炷脸?10～30 m3時(shí)常出現(xiàn)。設(shè)計(jì)變更對(duì) 7 m 雜填土范圍內(nèi)進(jìn)行旋噴加固。

圖3 泥皮厚度，失水量

4 成槽機(jī)選擇，成槽偏差控制

4.1 成槽試驗(yàn)

施工前宜先進(jìn)行成槽試驗(yàn)，針對(duì)工程地質(zhì)及水文條件，周邊環(huán)境，選取代表性的施工段，進(jìn)行試驗(yàn)性施工，通過試驗(yàn)段總結(jié)導(dǎo)墻和泥漿參數(shù)、成槽工藝等。確定適宜的施工順序，施工機(jī)械、泥漿配比等。

4.2 成槽偏差控制

成槽機(jī)就位前，基礎(chǔ)平整穩(wěn)固，鋪設(shè)鋼板。成槽前將抓斗放入導(dǎo)墻內(nèi)，使其軸線與導(dǎo)墻軸線重合、平面位置、垂直度符合要求后，儀器位置歸零。抓斗出、入槽應(yīng)慢速、穩(wěn)當(dāng)，防止掀起波浪，影響導(dǎo)墻周圍的土層穩(wěn)定。剛開始成槽時(shí)，抓斗一定要保持垂直，并與導(dǎo)墻平行。成槽作業(yè)中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注測(cè)斜儀器的動(dòng)向，及時(shí)糾正垂直度偏差。成槽施工時(shí)觀察槽壁穩(wěn)定性和泥漿液高度，遇到砂層抓斗閉合應(yīng)緩慢以減少砂層流動(dòng)。護(hù)壁泥漿液面保持在導(dǎo)墻頂面以下 50 cm。

重點(diǎn)關(guān)注槽幅與槽幅成槽偏差、同一槽幅段抓斗間的偏差。采用成槽機(jī)自動(dòng)糾偏的方法，成槽過程中應(yīng)及時(shí)糾偏。

4.3 A 站-B 站區(qū)間選型錯(cuò)誤

A 站-B 站區(qū)間砂層N=140，成槽機(jī)選型錯(cuò)誤，抓斗不適用于此地層，成槽效率極低，最長(zhǎng) 5 d 成槽一幅，且斗齒損壞嚴(yán)重。

5 沉渣量測(cè)、成槽質(zhì)量檢測(cè)

5.1 沉渣量測(cè)

沉渣量測(cè)有測(cè)錘法（測(cè)錘，測(cè)餅）、電阻法兩種方法。由于抓斗閉合成槽必然形成弧形斷面，因此沉渣應(yīng)固定量測(cè)位置。統(tǒng)一規(guī)定測(cè)錘外型及重量≥1 kg。槽底沉渣厚度檢測(cè)應(yīng)在第二次清槽完成、混凝土灌注施工前進(jìn)行。沉渣厚度檢測(cè)采用測(cè)錘法，檢測(cè)應(yīng)不少于 3 次，檢測(cè)點(diǎn)位宜設(shè)置在中間抓斗和鎖扣管位置，取平均值作為最終檢測(cè)結(jié)果。采用測(cè)錘法量測(cè)孔深并與超聲波檢測(cè)結(jié)果對(duì)比。

5.2 垂直度、寬度、深度的量測(cè)

垂直度主要采取成槽機(jī)垂直度儀表控制，勤糾慢糾。重點(diǎn)關(guān)注接頭部位的垂直控制。多次修槽處理。成槽質(zhì)量宜采用超聲波反射法進(jìn)行抽測(cè)，應(yīng)包括連續(xù)墻槽壁垂直度、槽寬、槽深（見圖4）。成槽質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)在清槽、刷壁完成后進(jìn)行，泥漿比重過大對(duì)超聲波測(cè)量結(jié)果有影響。作為永久結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻垂直度允許偏差為 1/300［5］。超聲波儀器探頭宜對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)墻中線，距離測(cè)量面宜為 0.5 m，槽段兩端處應(yīng)是三面檢測(cè)。

圖4 成槽檢測(cè)

6 二次清孔重要性

成槽后，槽底泥漿比重將增大，泥漿與混凝土混合會(huì)降低混凝土的工作性，降低強(qiáng)度、密實(shí)度，使泵送混凝土困難。槽底存在沉渣，如果清理不徹底，會(huì)嚴(yán)重影響到地連墻承載能力、抗?jié)B穩(wěn)定性，所以成槽后應(yīng)進(jìn)行清槽，沉渣的控制和水下混凝土質(zhì)量控制比較嚴(yán)格，沉渣合格二清也必須實(shí)施。二清成為一道必須的檢測(cè)工序（見圖5）采取氣舉法。

圖5 清孔設(shè)備

7 接頭刷壁、垂直度、接頭施工控制

7.1 接頭刷壁

將接頭混凝土表面附著的泥砂等雜物清除干凈，且刷壁器上無泥塊沉渣不增加，刷壁次數(shù)不少于 20 次。

7.2 接頭垂直度

7.2.1 接頭管

首次使用接頭管，應(yīng)事先在地面進(jìn)行試組裝，檢查組裝是否符合要求。接頭管（箱）的安裝應(yīng)垂直、緩慢進(jìn)行，平面位置偏差不得＞100 mm，垂直度應(yīng)控制在1/300 以內(nèi)。接頭管屬于柔性接頭，接頭剛度差抗剪能力差，受力后易變形，接頭斷面為光滑圓弧面容易發(fā)生滲水。

7.2.2 工字鋼接頭

工字鋼接頭剛度大、止水性能好、便于加工。接頭焊接時(shí)使用鋼板采用對(duì)接焊。水平筋與工字鋼雙面焊，搭接長(zhǎng)度≥5 d。工字鋼下端應(yīng)插入槽底，上端宜高出地下連續(xù)墻泛漿高度。工字鋼翼緣板與連續(xù)墻槽壁間宜設(shè)置繞流板。

7.3 接頭處施工

成槽寬度、深度增加 15 cm，保證鎖口管底部無斜面，下放鎖口管后將外放部位回填。接頭管（箱）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受地下連續(xù)墻混凝土澆筑過程的側(cè)向壓力，并防止在吊裝、混凝土澆筑、起拔等施工過程中產(chǎn)生過大變形。將鎖口管連接處使用鋼板焊接，使之為剛性連接。采用超聲波探測(cè)方法檢測(cè)附著物和垂直度（見圖6）。鎖口管與成型混凝土垂直度進(jìn)行超聲波檢測(cè)，對(duì)比分析垂直度，是否存在繞流現(xiàn)象。

接頭拔除與混凝土澆筑配合需默契，時(shí)間應(yīng)在地下連續(xù)墻和接頭管（箱）底部混凝土初凝后一段時(shí)間，開始小幅度提升，可采用同條件混凝土堆做對(duì)比在終凝前拔出。起拔應(yīng)垂直、緩慢、連續(xù)進(jìn)行，不得損壞接頭處的混凝土，起拔開始頻率大起拔高度低，后期頻率小而起拔高度大。接頭管（箱）起拔后其空隙宜采用袋裝黏土或粉質(zhì)黏土、砂石料等填實(shí)。鎖口管平面位置超差，不垂直會(huì)造成封口筋外露（見圖7）。

圖7 鎖口管處漏筋

8 鋼筋籠加工與吊裝

鋼筋籠除常規(guī)焊接要求外應(yīng)特別注重安裝位置與試吊工藝，嚴(yán)格控制在沿軸線和垂直于軸線的位置。因鋼筋籠在水下，鋼筋籠沿軸線位置和垂直軸線安裝位置不能辨別清楚，采取吊筋位置判斷，并適當(dāng)外放保證基坑側(cè)安裝位置。A 站-B 站區(qū)間風(fēng)井玻璃纖維鋼筋籠，鋼筋籠長(zhǎng) 45 m，按照專家論證方案試吊不成功。原因是未充分考慮不同材質(zhì)的鋼筋籠，后部玻璃纖維筋剛度小，應(yīng)增加縱橫行架筋、反向桁架筋，加密桁架、剪刀撐，增加剛度，適當(dāng)調(diào)整吊點(diǎn)位置后，方能正常起吊（見圖8）。

圖8 增加桁架筋

9 混凝土灌注同步性、和易性

9.1 導(dǎo)管

管節(jié)拼接時(shí)其接縫應(yīng)密封、牢固，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力宜為 0.6～1.0 MPa，并應(yīng)按最大深度計(jì)算。導(dǎo)管有效半徑不宜＞1.5 m。導(dǎo)管的分節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)情況而定。其底管長(zhǎng)度不宜＜4 m，首節(jié)長(zhǎng)度和次節(jié)長(zhǎng)度不宜＞1.5 m。導(dǎo)管下端距槽底宜為 300～500 mm。

9.2 混凝土澆筑

采用剪球法澆筑混凝土。首灌注量必須滿足計(jì)算首灌量要求，在導(dǎo)管口放入一個(gè)漏斗下放隔水栓，并設(shè)置蓋板。首批混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，灌注量以導(dǎo)管埋深100 cm 以上為準(zhǔn)，一般混凝土攤鋪高度：攤鋪長(zhǎng)度1∶4。混凝土澆筑應(yīng)均勻連續(xù)，間隔時(shí)間不得超過混凝土初凝時(shí)間。導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為 2.0～6.0 m。在混凝土灌注過程中，應(yīng)采用測(cè)繩常測(cè)混凝土頂面高度，并計(jì)算出導(dǎo)管埋入混凝土深度，導(dǎo)管應(yīng)上下抖落，抖落高度應(yīng)控制在 30 cm 內(nèi)。及時(shí)調(diào)整不同導(dǎo)管間混凝土澆灌速度，保持混凝土面高差＜500 mm。高度差過大或高差變化頻繁會(huì)污染混凝土，可能形成夾泥現(xiàn)象。拔管應(yīng)考慮導(dǎo)管工作高度?；炷翍?yīng)連續(xù)灌注不得中斷。澆筑到最后，應(yīng)稀釋泥漿，便于澆筑。灌注結(jié)束后，應(yīng)將灌灰導(dǎo)管緩緩拔出。地連墻混凝土灌注頂面宜高出設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高至少 1 000 mm，并充分考慮泥漿污染引起的測(cè)量不準(zhǔn)的影響。連續(xù)墻宜錨入與冠梁 50 mm。

鋼筋籠吊放就位后應(yīng)及時(shí)灌注混凝土不宜超過4h。A 站-B 站區(qū)間風(fēng)井，由于工人勞資問題，最后一幅成槽后未及時(shí)澆筑混凝土，泥漿性能差，沉渣超差，開挖后墻面大面積漏筋，后期處理難度較大。

9.3 混凝土斷樁處理

A-B 站區(qū)間風(fēng)井地下連續(xù)墻，在基坑開挖距離底板底往上 1.7 m 處出現(xiàn)涌水涌砂（見圖9）。

圖9 基坑涌水涌沙示意圖（單位：mm）

采取沙袋土，水泥袋等進(jìn)行堵漏，涌水量逐步加大。后采取砂石料（部分混凝土）對(duì)滲漏部位回填。滲水量逐步減少。但基坑內(nèi)水位逐步上升。距離底板底往上 5.4 m 出現(xiàn)另一處滲水點(diǎn)。隨機(jī)決定對(duì)基坑內(nèi)回灌水，保證基坑內(nèi)外水壓平衡。水位上升至底板上 7 m 左右停止注水。地下連續(xù)墻背后止水注漿+旋噴樁加固止水+減壓井。待注漿及旋噴樁施工完畢后，施工減壓井，每次抽降水 2 m，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無異常后，進(jìn)行下一步抽水。保持基坑內(nèi)外水位高差 2 m，基坑內(nèi)水位高，基坑外水位低。到達(dá)滲漏水點(diǎn)位置對(duì)滲漏水點(diǎn)進(jìn)行處理。

從澆筑記錄及施工日志等資料追溯，系混凝土灌注堵管處理不到位造成斷樁。灌注完成后未對(duì)斷樁部位進(jìn)行處理，又刻意躲避連續(xù)墻檢測(cè)，承壓水頭高約 7 m，造成涌水涌沙?；炷脸矶缺仨殱M足要求，做好連續(xù)墻澆筑的各項(xiàng)準(zhǔn)備保證連續(xù)墻澆筑連續(xù)，地下連續(xù)墻檢測(cè)應(yīng)隨機(jī)性，針對(duì)性。

出現(xiàn)堵管建議處理措施。①澆筑量少的時(shí)候，重新清孔，重新澆筑；②拆除導(dǎo)管內(nèi)混凝土，下放到堵管位置深入 1 m 以上，抽出導(dǎo)管內(nèi)泥漿，重新澆筑混凝土；③拆除導(dǎo)管內(nèi)混凝土，下放到堵管位置上 30～50 cm，重新二次開盤剪球法，隔水栓排出后，迅速將導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)；④對(duì)出現(xiàn)堵管部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

10 地下連續(xù)墻使用階段

10.1 土方開挖

土方開挖前進(jìn)行降水作業(yè)，確保水位低于開挖面以下。觀察并分析坑內(nèi)外水頭差判斷地下連續(xù)墻是否發(fā)揮隔水作用。連續(xù)墻的缺陷分級(jí)量化，缺陷應(yīng)進(jìn)行評(píng)估，開挖過程中首先進(jìn)行驗(yàn)縫工藝，即優(yōu)先開挖地下連續(xù)墻接縫部位 1 m 深，檢驗(yàn)接縫質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題通過預(yù)留注漿管、噴射混凝土、剔鑿、化學(xué)注漿、深孔注漿等及時(shí)處理缺陷。采取中拉槽試驗(yàn)，遵循時(shí)空效應(yīng)，確保與設(shè)計(jì)工況一致。

10.2 支撐體系

做好地下連續(xù)墻預(yù)埋鋼板與支撐體系的有效連接，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整支撐體系，充分考慮支撐體系與主體結(jié)構(gòu)的匹配性。做好軸力預(yù)加軸力換算工作，特別注意角撐角度及預(yù)加軸力鎖定損失值的影響。

10.3 施工監(jiān)測(cè)及應(yīng)注意的問題

鋼支撐軸力受溫度影響較大，且基本成正態(tài)分布（見圖10）。鋼支撐軸力最大值（60 %～70 %）f，最小值（80 %～100 %）fy，速率為預(yù)加軸力的 10 %。受溫度影響，同工況下溫度影響極差值，可能誤報(bào)警，支撐軸力不應(yīng)只以軸力為預(yù)警值，應(yīng)綜合分析測(cè)斜、墻頂位移、墻頂沉降等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及實(shí)際工況，適當(dāng)調(diào)整預(yù)警報(bào)警值及相關(guān)機(jī)制，固定鋼支撐軸力監(jiān)測(cè)時(shí)間并考慮溫度的影響。對(duì)鋼支撐，當(dāng)夏期施工產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)支撐采取降溫措施。當(dāng)冬期施工降溫產(chǎn)生的收縮使支撐端頭出現(xiàn)空隙時(shí)，應(yīng)及時(shí)用鐵楔將空隙模緊或采用其他可靠連接措施［6］。針對(duì)深大、異形基坑建議引入鋼支撐伺服系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)補(bǔ)償鋼支撐軸力。

圖10 鋼支撐隨溫度趨勢(shì)

11 結(jié)語

本文通過地下連續(xù)墻的施工工藝、施工設(shè)備、施工參數(shù)的調(diào)整及相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，總結(jié)了地下連續(xù)墻的施工經(jīng)驗(yàn)。為今后地下連續(xù)墻施工做好了鋪墊。對(duì)后續(xù)施工有一定指導(dǎo)作用。Q