浅谈地下连续墙穿越砂质粉土层的处理技术

浅谈地下连续墙穿越砂质粉土层的处理技术
徐雁云
(中铁十九局集团轨道交通工程有限公司，辽宁辽阳111000)
摘要：砂质粉土连续墙成槽施工时容易产生坍塌现象，造成地墙质量效果不好。

制定合理、科学、有效的地下连续墙穿越砂质粉土层的处理技术极为重要。

根据上海某地铁车站地下连续墙穿越砂质粉土层的具体情况，介绍了地下连续墙穿越该层土的处理方法，以期对类似的工程设计与施工有一定借鉴意义。

关键词：地下连续墙砂质粉土坍塌处理
0 引言
某车站为上海市新建轨道交通线路中设置的地下两层岛式站台车站，端头井为双柱三跨两层箱形结构，标准段为单柱双跨/双柱三跨地下二层箱形结构，车站主体结构外包尺寸长312.3m、车站净宽20m～31.78m，车站顶板覆土3.1～3.8m。

车站主体结构围护均采用800mm厚地下连续墙，共136幅。

标准段地下连续墙深31.5m。

地下连续墙穿越的土层为：第①层浅部以杂填土为主，第②层分为三个亚层：②1层灰黄色砂质粉土、
②3-1灰色砂质粉土、②3-2灰色砂质粉土，其中②3-1及②3-2层顶埋深约3.2～4.0m左右，厚度约3.00～
10.00m，土的渗透系数大容易产生塌方；其下是④层淤泥质粘土。

地下墙墙趾插入⑤2层灰色砂质粉土及
⑤3-1层灰色粉质粘土中。

1 ②3层砂质粉土层对地墙的影响
1.1由于②3层为液化土层，渗透系数相当大，连续墙成槽施工时容易产生坍孔现象，严重的在动水作用下甚至会发生蠕变或坍方现象。

1.2连续墙灌注混凝土时，②3层土的坍塌则会造成连续墙夹泥，严重影响围护结构的止水效果。

1.3②3层土的坍塌使成槽机在施工时的效率下降、混凝土超耗严重，且对鼓包的后期处理有直接影响，处理不好不仅影响工期，还使得施工成本加大。

因此，制定合理、科学、有效的地下连续墙穿越砂质粉土层的处理技术极为重要。

2 处理方案
2.1 处理方案选择原则
1）安全性。

确保施工安全与周边管线和建筑物的安全。

2）可操作性强。

要充分考虑现场机械装备状况和操作人员的技能水平并尽可能降低施工难度。

3）灵活性好。

依据地质勘探资料中探明的地质情况的变化，因地制宜地选择是否实施施工方案。

4）具有连续性。

需兼顾采取的处理方案与地下连续墙的施工方案的衔接顺畅问题，能顺利地进行施工工艺、工序的转换。

5）经济性强。

即在保证安全、质量并不破坏环境的条件下的投入最节约。

2.2 处理施工方案
1）首先利用深导墙割断上部杂填土，防止杂填土部位坍塌；
2）利用轻型井点降水系统使地墙内外形成水头差；
作者简介：徐雁云(1982–)，男，陕西省子长人，中铁十九局集团轨道交通工程有限公司助理工程师
3）地下水在真空泵的吸力作用下通过砂井、滤水管被吸进井内被抽出；
4）在降水达到效果后开始成槽作业；
5）地下连续墙在浇筑完成后拆除井点降水系统，转至下一幅墙的施做；
6）墙缝用高压旋喷桩做止水。

2.3处理顺序
深导墙施做→轻型井点降水→成槽→钢筋笼吊装、墙体浇筑→拆除井点系统→墙缝用高压选喷桩止水。

3 砂质粉土层处理关键施工技术
1）为了使导墙具有足够的刚度与良好的整体性，导墙采用现浇钢筋混凝土结构，混凝土采用C25，钢筋为Ⅱ级、直径为14mm，间距为150×150mm的网片。

导墙深度为2m，以割断上部杂填土。

导墙施做完成后用d=100mm的圆木或100mm×100mm的方木作为横撑，以利于导墙整体结构的稳定。

2）由于槽壁外水头过高，产生对槽内的负压，外侧地下水向槽壁内侧渗流，②3层土易液化，极易导致槽壁坍塌，无法成槽。

单纯采取提高泥浆比重和粘度无法满足施工要求。

经计算水位如果下降3m，相当于槽内外压力差增加0.3Mpa，防止槽外地下水向槽内渗流，满足槽内外水土压力平衡的要求。

为保证成槽质量，拟将槽段周围的地下水位降至地表下3～4米，并使槽段中的泥浆液面高于槽段外侧的地下水位，形成压力差，保持槽壁的稳定。

另一方面固结砂质粉土层，保证该层土在成槽中的稳定。

为了确保降水效果，轻型井点降水井选择在槽段两侧布设。

降水孔距地墙外边线0.8m，平行地墙方向间隔1.2m布置一口，降水井用总管连接。

降水井孔用XY-2型地质钻机成孔，孔径15cm，成孔深度8.5m。

钻孔成孔后，立即插入井点管，滤水井管外包60目尼龙砂二层。

井点管与孔壁之间用粗砂灌实，分层填料，同时辅助竹竿插捣、晃匀。

滤料在填充过程中，要从井点管四周均匀送下，以保证井管垂直。

井点管埋设完毕后，接通总管与抽水设备连通。

接头要严密，并进行试抽水，检查有无漏气、淤塞等情况，出水是否正常，如有异常情况，在检修后方可使用。

井点使用时，需保证连续不断的抽水。

一个井点组设置2个观测井。

井点系统运行前先观测一昼夜每隔4小时间隔的稳定水位，井点系统运行后，每日观测四次。

要随时检查观测每根井点管的出水情况，要分析整理纪录，作出抽水时间与地下水位、真空度与地下水位的变化关系图表，出水量与抽水时间的关系图表，依据观测纪录绘制出水位降落曲线及动态变化情况。

水泵必须连续运转，在停泵检修时，时间不能超过１小时。

连续观测水位，水位降至要求深度后再进行成槽施工3）在降水达到预定水位后进行成槽作业。

用抓斗挖槽时，要使槽孔垂直，最关键的一条是要使抓斗在吃土阻力均衡的状态下挖槽，要么抓斗两边的斗齿都吃在实土中，要么抓斗两边的斗齿都落在空洞中，切忌抓斗斗齿一边吃在实土中，一边落在空洞中。

抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆掀起波浪，影响导墙下面、后面的土层稳定。

在挖槽机具挖土时，悬吊机具的钢索不能松驰，定要使钢索呈垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必需做好的关键动作。

挖槽作业中，要时刻关注侧斜仪器的动向，及时纠正垂直偏差。

单元槽段成槽完毕或暂停作业时，即令挖槽机离开作业槽段。

在成槽过程中要特别注意泥浆的性能，泥浆的粘度控制在22～26秒，泥浆比重为1.06、ph值为8～9。

具体配合比如下表：
新鲜泥浆配合比表
4）在起吊钢筋笼时，先用150T履带吊(主吊)和50T履带吊(副吊)双机抬吊，将钢筋笼水平吊离地面30cm左右，停机检查吊点的可靠性及钢筋笼的平衡情况，确认正常后开始缓慢升主、副吊，升到一定高度后，主吊继续升同时缓慢放副吊，将钢筋笼凌空吊直；如钢筋笼下放困难切不可强行冲击下放，必要的时候将钢筋笼重新拎出，对槽段重新处理后再入槽。

钢筋笼吊装完成后进行导管安装，然后浇筑混凝土。

浇灌混凝土过程中，埋管深度保持在1.5～6.0m，混凝土面高差控制在0.5m以内，墙顶面混凝土面高于设计标高0.3～0.5m。

与此同时，降水井的抽水工作不能停，直至地墙浇筑完成。

5）针对地下连续墙接缝处易产生渗漏的情况，各幅墙接头处外侧用一根旋喷桩止水，旋喷桩桩径800mm，水泥参量为30%，深度插入底板以下两米。

这样可有效地防止由于连续墙接缝漏水造成的流砂、管涌。

4 结束语
在上海轨道交通某车站施工时，地墙通过砂质粉土层造成的地墙鼓包最大的超过50立方米，造成经济上的浪费与工期的损失特别严重，因此在遇有砂质粉土层的地墙施工时，上述处理措施的采用显得尤为重要。

该措施通过在本车站地墙施工中的实施，使得地墙施工的进度与质量得到了保证。

通过经济比较，轻型井点降水措施来改良地墙的成槽环境既经济又便于操作。

在今后遇有类似地质情况的地墙连续墙施工，该方法对设计与施工均有一定的借鉴意义。

[参考文献]
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