软弱地层地下连续墙设计施工方案研究

郑文玺

摘要：目前连续墙施工在地铁深基坑施工过程中用作围护结构越来越广泛，并且连续墙也成为结构的一部分，在工程中产生很重要的作用，但在软弱地层中由于含水率较大，连续墙在施工过程成槽困难，因此需增加措施确保顺利成槽，本文就结合设计工程方案，对深圳地铁机场北站项目设计施工中的地铁主体围护结构，在软弱地层条件下采用地下连续墙设计施工方案展开论述，对为相似工程相似地层施工地下连续墙提供一定的参考。

关键词：软弱土层；地下连续墙；设计施工；关键技术

一、项目概况

机场北站位于深圳市宝安区福永接到深圳宝安国际机场扩建填海区。本车站原始地貌为滨海滩涂，车站南端分布着大小鱼塘，车站北段约200m位于旧福永河，人工填土区于车站中部向南北两端扩展，南端部分鱼塘及北端部分福永河道被填平；车站东侧为荒废鱼塘。

本站区内杂填土及淤泥（质）土土层较厚。杂填土主要由建筑垃圾夹少量生活垃圾组成，松散状态，堆填时间不大于5年，平均厚度3.80m。

淤泥（质）土主要由人工回填已固结的淤泥（质）土、淤泥质粉质粘土组成，夹有较多的砂砾及粘性土，呈软塑-坚硬状态，偶见碎块石，层厚4.60～6.80m，含水量为66.3%～97.3%，平均值为75.2%；孔隙比为1.83～2.74，平均值为2.10；压缩系数（a0.1～0.2）平均值为1.598Mpa-1，压缩模量平均值为1.98Mpa，属Ⅰ级松土。

二、设计方案

1、为使基坑开挖安全，在基坑内侧施作?500@2000×2000的点状式加固；并施作五道隔断桩隔断，加固深度：贯穿淤泥层及粗砂层以下1m；单桩每延米掺入50kg的水泥，掺入粉煤灰15kg。

2、为使地下连续墙的顺利成槽，在地下连续墙的内外侧施作?500@400（纵向）×500（横向）；加固深度：贯穿淤泥层及粗砂层以下1m，单桩每延米掺入60kg的水泥，掺入粉煤灰15kg；沿地下连续墙方向，每施工一幅墙前，先在两侧设置2?500mm的搅拌桩，加固深度：贯穿淤泥层及粗砂层以下1m，单桩每延米掺入60kg的水泥，掺入粉煤灰15kg。

3、为改良场地范围内的软土，并使地下连续墙成槽及基坑施工的安全，在基坑外侧施作?500@500（横向）×500（纵向）；加固深度：贯穿淤泥层及粗砂层以下1m；单桩每延米掺入60kg的水泥，掺入粉煤灰15kg。

4、盾构井端头加固采用?600@450*450mm的二重管旋喷樁，加固深度，插入基坑底不小于2m。

三、施工技术措施

3.1 安全施工是贯穿项目的首要问题

在对地下连续墙施工过程中，安全生产是至关重要的，必须明确和建立安全生产责任制度，确保项目各负责人将安全落实到具体的工作中。比如召开全员安全生产技术交底，对特种作业人员需要进行必要的防护和岗前培训，对大型吊装设备进行必要的安全维护和检修，按照操作规程正确使用机械设备，对电气作业必须符合现场施工规范要求，做好安全生产预防和应急补救措施，切实落实好安全监督管理责任，杜绝一切违规、违章、违反纪律的现象。

3.2成槽控制措施

准确定位，现场测量放线定出墙位，做好墙位的轴线标记，质检人员进行复核，复核确定位无误后机械就位后，安装牢固，确保在施工中不发生移动，复核钻头中心与墙位的偏差，严格控制在设计及规范要求以内。

在地连墙施工期间，各种大型、重型机械、车辆均不得在槽孔9m范围内频繁通过，减少路面振动对槽孔侧壁稳定的影响，依据地质勘查报告确定各土层的可挖性，对易坍塌土层作明显标识，当钻头施工至该土层时放慢速度，减少产生的强大水涡流引起槽壁坍塌。

在成槽时采用泥浆护壁，根据不同的地层配制不同性能的泥浆，使泥浆配比达到最优以防塌槽，经过对该地层的分析，确定泥浆粘度控制在19～28s左右，可保证槽孔在开挖和浇筑混凝土过程中不坍塌，提高泥浆液面，将泥浆液面保持在导墙面以下，在地连墙施工过程中，设置泥浆检测小组，随时对槽孔内泥浆进行检测，保证泥浆粘度满足确定要求。提高泥浆PH值，将泥浆的PH值调整到8～10，增加泥浆的抗酸性水能力，并保持黏滞性。

保证垂直度，成槽机配备测斜仪，随时可以对孔斜和孔深进行测量。通过连贯进行检查和观察，可以及时发现钻孔中的异常情况并采取针对措施予以解决，以避免孔斜扩大。

保证墙长，施工前做好施工记录，底标高比设计槽底标高低，彻底清孔并在清除孔底沉碴厚度后仍可保证墙槽的有效深度，混凝土灌注时墙顶标高比设计标高，以保证连续墙的有效墙长。

槽孔验收，每槽须在成槽（包括清底）完成后进行成槽超声检测，每幅检测均不少于2个断面，检测结果应上报监理工程师确认，进入施工档案，对检测不合要求的槽段重新进行修正，终孔验收的项目有深度、宽度和孔形，拟采用超声波测井仪进行测量，超声波测井仪可同时测绘X轴和Y轴两个方向的孔形，快捷方便、精度高。隔段施工，为减小施工间的相互影响，保证成墙质量，采用隔段施工。

3.3槽壁坍方预防措施

本站地质复杂，基坑围护结构位置存在较厚连续淤泥层，淤泥层最厚处能达到4.5m，且地下水位较高，对成槽质量影响很大，同时影响槽壁稳定性、垂直度等。在地下墙施工中容易出现坍孔或缩孔等不利现象，在成槽时从改善泥浆性能、减小施工影响、降低地下水位等几个方面采取以下措施确保槽壁稳定：

改善泥浆性能，在泥浆中加入适量重晶石粉和CMC以增大泥浆比重和提高泥浆粘度，增大槽内泥浆压力和形成泥皮的能力，从而达到更好的护壁和防坍效果。

减小施工影响。在成槽时尽量小心，抓斗每次下放和提升都缓慢匀速进行，尽量减少抓斗对槽壁的碰撞和引起泥浆振荡。施工中防止泥浆漏失并及时补浆，始终维持稳定槽段所必须的液位高度，保证泥浆液面比地下水位高。雨天地下水位上升时及时加大泥浆比重和粘度，雨量较大时暂停挖槽，并封盖槽口。施工过程中控制地面的重载，避免土壁受到施工附近荷载作用影响而造成土壁塌方，确保墙身的光洁度。安放钢筋笼做到稳、准、平，防止因钢筋笼上下移动而引起槽壁坍方。优化各工序的施工方案，加强工序间的衔接，尽量缩短槽壁的暴露时间。成槽过程中加强对周围建筑物沉降和位移以及地面的沉降监测，及时反馈监测信息，根据监测信息制定相应措施。

3.4成槽垂直度控制措施

采用硬地施工，防止成槽机在成槽挖土过程中产生倾斜而引起槽壁垂直度偏差。由于导墙对地下连续墙上部的垂直度影响较大，在导墙施工时控好制导墙的垂直度和净空，以确保导墙施工的精度。合理安排槽段中的成槽顺序，使抓斗两侧的阻力均衡。成槽设备能达到的的垂直精度会直接影响成槽的垂直度，本工程选用日本进口成槽机，以确保成槽的垂直精度要求。成槽过工程中按照成槽机上的垂直度显示仪表上显示的垂直度，及时调整抓斗的垂直度，作到随挖随纠，以确保成槽的精度。

四、总结

由于在采用地下连续墙施工时，对施工场地的利用就需要进行科学的划分和有序的分工，比如对钢筋加工区、泥浆池、大型设备行走便道的布置等，都需要通过协调和组织来完成整个施工现场的规范和安全。做好文明施工，建立环境保护责任体系，及时处理项目生产过程中的水污染、废弃物污染、粉尘及有害气体的排放和收集，积极筹备各类施工机械和物资，确保各项施工任务的圆满完成。

参考文献：

[1]《地铁设计规范》 GB50157-2003

[2]《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999（2003年版）

[3]《深圳市基坑支护技术规范》SJG05-2011.2012.12