复杂地质条件下地下连续墙成槽施工技术

胡涛

【摘 要】以南京市洪武路污水提升泵站地下连续墙成槽工程为例,从泥浆制备、杂填土层至强风化泥岩层成槽、中风化泥岩层成槽三方面,阐述了复杂地质条件下连续墙成槽施工技术,并提出了预防地下连续墙成槽塌方的措施,确保了槽壁的稳定性. 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2016(042)027 【总页数】2页(P99-100)

【关键词】地下连续墙;成槽施工;中风化泥岩层;旋挖钻机 【作 者】胡涛

【作者单位】嘉盛建设集团有限公司,江苏南京210000 【正文语种】中 文 【中图分类】TU476.3

城市地下空间的利用率随着城市建设步伐的加快在不断提高，基坑工程也不断的出现在市政、建筑等多种工程领域，而地下连续墙作为一种基坑围护形式被越来越多的工程所采用。本文以洪武路污水主干管提升泵站土建工程为背景，针对粉细砂、中风化泥岩等多种特殊地质条件，特别是针对中风化泥岩，总结出地下连续墙安全成槽及入岩的相应施工技术，为类似工程提供一定的参考。

本工程为洪武路污水提升泵站工程，工程主体结构位于地面以下，包含地下2层污水泵房和地下1层变电所，结构采用全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构。污水

处理泵站结构外包尺寸长26.3 m×宽21.75 m×深20.7 m，基坑采用800 mm厚地下连续墙+4道内支撑的支护结构形式，最大开挖深度为19.6 m，成槽深度25.6 m，入强风化泥岩约4.2 m，中风化泥岩6 m～7 m，采用工字钢接头，共计18幅。结构外墙与围护结构地下连续墙按叠合墙设计，共同受力。

拟建泵房和变电所场地位于南京市秦淮区应天大街北侧，外秦淮河南侧，凤台路东侧。场地地貌单元为阶地和秦淮河漫滩交界带。根据勘探揭示的地层结构，场地地下水主要为潜水、弱承压水和基岩裂隙水。 3.1 泥浆制备

根据地质勘察报告及设计图纸，地连墙施工中可能遇到的不利土层有粉质粘土、粉细砂，为保证成槽的安全可靠，根据式(1)，式(2)及相应技术标准，新制膨润土泥浆初步配合比见表1。

每1 m3泥浆所需膨润土量计算：

其中，Qn为每1 m3泥浆所需膨润土(风干状态)量,kg；γt为膨润土密度，一般取2.2 kg/m3～2.6 kg/m3；γn为所配泥浆密度,kg/m3；γw为水的密度，一般取1.0 kg/m3。

每1 m3泥浆用水量计算:

其中，Qw为每1 m3泥浆用水量，kg。

施工中泥浆性能应根据不同的地质情况分别进行控制，对此根据地质情况的不同施工现场应对泥浆性能分别进行试验，并根据检验结果对其进行监控。 3.2 杂填土层至强风化泥岩层成槽

在地连墙成槽施工时可直接采用液压抓斗成槽机进行杂填土层至强风化岩层施工。首开幅采取两钻三抓成槽，先用旋挖钻在标准槽两边钻取两个引导孔，再挖两边，最后挖中间，闭合幅采用三抓成槽，同时在槽段拐角处，钻引导孔时应向外侧多钻半个孔位。成槽过程中应向槽内不断补充新鲜泥浆，当成槽机抓斗不能进尺时便停

止开挖，同时利用抓斗进行收底，使地连墙槽底在中风化泥岩层顶部基本保持水平，以免旋挖钻入岩时出现斜孔。 3.3 中风化泥岩层成槽

在中风化泥岩中采用旋挖机配合液压抓斗成槽机器成槽，先用旋挖钻开挖主副孔，再用刷壁器凿除槽壁上凸起部位修壁成槽，最后用液压抓斗抓除槽底钻渣。 3.3.1 布孔

在导墙上标注出主孔与副孔的位置，主孔中心距在1.0 m～1.2 m，间距应根据槽段长度具体进行布置。相邻主孔中心连线的中点为副孔中心，如图1所示。另需特别注意在地连墙拐角处钻孔时应向外侧多钻半个孔位，以确保整个槽段的完整性，见图2。

3.3.2 地连墙槽段主副孔施工

主孔施工时采用旋挖钻机进行钻孔施工，由于上部土层至强风化泥岩已成槽，钻头直径采用800 mm，副孔是在相临两主孔施工完毕后，采用旋挖钻机进行钻进。同时应注意在旋挖钻开挖过程中不断向槽内补充新鲜泥浆，确保泥浆的性能指标和液面标高。 3.3.3 刷壁器扫孔

在主、副孔施工结束后，用刷槽器从主、副孔连线的中点下钻，修整槽壁，联孔成槽，并用液压抓斗抓除槽底钻渣。 3.3.4 清孔

当槽深大于设计深度100 mm～200 mm时开始清槽，采用吸泥机清槽，确保清槽后及浇筑混凝土前槽底沉渣厚度不大于50 mm，同时应保证槽底以上0.2 m～1 m范围内的泥浆比重小于1.15，含砂率不大于5%，粘度不大于28 s。 3.3.5 注意事项

1)旋挖法成槽时，严格控制主孔垂直度，严防偏槽。

2)严格控制成槽过程中护壁泥浆的质量，加强护壁，泥浆比重增大至1.3左右，减少因中风化泥岩段成槽时间过长而引起槽壁坍塌情况发生。 3)在地下连续墙成槽过程中，槽内泥浆应一直处于循环状态，

同时要严格对泥浆性能进行检测，及时补充新鲜泥浆，确保槽壁稳定。

4)当发现偏槽时，应及时进行纠偏，如遇半软半硬地质，必要时回填石块进行纠偏。 槽段开挖作为地下连续墙施工的中心环节也是施工过程中的关键工序，而预防槽段坍塌作为确保槽壁稳定的关键环节贯穿于整个地连墙施工的全过程，因此为确保槽壁稳定需要采取以下措施：

1)地下连续墙开槽时速度应放缓，应确保护壁泥浆在槽壁上形成一层致密的泥皮。 2)地连墙施工前应根据地质情况的不同分别通过试验确定各土(岩)层泥浆性能指标，在施工过程中应严格按照检验结果对泥浆性能进行监控。

3)当粉细砂层采用泥浆护壁时，其安全系数为tanφ,Ks>1，当在有地下水位的粉细砂层成槽时其安全系数tanφ′,Kw>1。其中，γ为粉细砂的重力密度，kN/m3；γ1为泥浆的重力密度，kN/m3；φ为粉细砂的内摩擦角,(°)；γ′为粉细砂的浮密度,kN/m3，γ′=γ-γw,γw为水的密度,kN/m3；γ1′为泥浆的浮密度,kN/m3，γ1′=γ1-γw；φ′为地下水中粉细砂的内摩擦角,(°)。因此粉细砂层槽壁的稳定性与所选用的泥浆重力密度有很大关系，增大泥浆重力密度可以提升粉细砂层施工过程中的安全系数，可以有效减少地连墙在粉细砂层施工过程中坍塌现象的发生。 通过对洪武路污水提升泵站工程地下连续墙成槽施工情况的研究分析，对复杂地质条件下地下连续墙成槽施工有以下几点体会：1)对于在中风化泥岩层，采用旋挖钻机配合液压成槽机的连续墙成槽施工技术是可行的，效率远优于冲孔机配合成槽机成槽施工。2)由于旋挖机的使用噪声大、设备投入相对较高，因此施工过程中是否选用旋挖机要根据周边环境及工期计划来进行决定。3)在中风化泥岩段加强护壁可减少因中风化泥岩成槽时间过长而引起槽壁坍塌情况发生。4)在粉细砂层施工时提

高泥浆重力密度可以有效的防止坍塌。

【相关文献】

[1] 江正荣.建筑施工计算手册[M].第3版.北京：中国建筑工业出版社，2013:320-323. [2] 宋占峰.上海地铁曲阳路车站施工关键技术[D].天津：天津大学，2004．

[3] 刘树山.深圳地铁福民站地下连续墙入岩成槽技术[J].城市轨道交通研究，2003，6(3)：87-88．