深厚砂层地下连续墙施工质量控制和预防
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摘 要： 本文结合广佛线二期工程新城东站地下连续墙工程实践，总结了深厚砂层中地连墙容易出现的质量问题，分析了产生的原因，并对地连墙质量控制的关键技术及预防措施提出了一些看法。
关键词： 地下连续墙；深厚砂层；质量问题；关键技术及预防措施
中图分类号：U443.16+4文献标识码：A
一、工程地质条件
广佛地铁新城东站位于佛山新城百顺道和裕和路交叉路口，车站站址紧邻佛山水道，现状周边为原水道河堤、空地和水塘。车站总长460.00m，标准段宽18.9m，开挖深度约16m。车站地连墙成槽范围内土体厚度：填土3m、粉细砂18m、残积粉质粘土1.2m、基岩风化层1.5m，砂层部分区域达到24m，工程地质条件较差。
车站采用地下连续墙作为围护结构，明挖顺做法施工。主体围护结构155幅地下连续墙，墙身长度23.7m。
二、工程施工适宜条件及流程
地下连续墙是一种比钻孔灌筑桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式，其在基础工程中的适用条件有：
（一） 基坑深度≥10m；
（二）软土地基或砂土地基；
（三）在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降、建筑物的沉降要求须严格限制时，宜用地下连续墙；
（四）围护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，对抗渗有较严格要求时，宜用地下连续墙；
（五） 采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。
三、工程检测情况
新城东站围护结构地下连续墙共计155幅，通过超声波透视法随机检测了31幅地下连续墙，其中有21幅墙的监测报告描述中显示部分有轻微缺陷。通过对缺陷部位的统计分析，分布在基底2m以下，有12幅墙，占有缺陷连续墙总量的75%，基底以上有4幅，占25%，对基底以上部分通过抽芯进行复核，主要缺陷描述均为砼芯样破碎、夹泥夹砂、不密实。
四、原因分析
通过缺陷位置分析和缺陷描述可以看出，砂层中地连墙质量缺陷主要表现为塌孔和夹泥，其中接近墙底的位置更多表现为沉渣过后引起的墙身长度不够和墙底持力层软弱，而墙身部位的缺陷表现为坑壁局部坍塌引起的裹砂和夹泥。结合施工过程的措施，主要分析原因有如下几种：
（一）泥浆制备管理不到位。地连墙施工过程中没能按要求每天对循环泥浆的各项参数进行抽测，并根据现场泥浆参数及时对泥浆进行改良。另泥浆泵故障及泥浆管爆裂事件频发，导致泥浆反抽时间过长，有时出现混凝土灌注速度减慢甚至暂停等现象，直接影响到成槽质量。
（二）对成槽垂直度控制不到位。由于成槽范围内全部为砂层，施工采用SG35A液压抓斗成槽，槽段长度6m，分3抓完成，成槽平均耗时9小时左右。较快的成槽速度使得在槽段的垂直度控制方面管理比较薄弱。
（三）对深厚砂层连续墙施工工艺研究不到位。连续墙成槽完毕后，从一次清孔到钢筋笼入槽再到混凝土开始灌注，整个过程需要2小时左右，在这段时间内，槽内泥浆是处在一种静止状态，槽底沉渣逐渐增厚，而在混凝土灌注前二次清孔不彻底，导致连续墙底部出现缺陷几率增大。
（四）混凝土浇筑管理不到位。针对墙体缺陷主要分布在墙底位置的现状，最重要一点就是第一盘混凝土浇筑的数量不够。经计算，一幅标准槽段灌注高度0.5m需要混凝土2.5m3，而现场实际浇筑由于料斗尺寸受限，一次性灌注量只有2m3左右，不能一次性封住导管底部整个槽段，导致底部部分沉渣及泥浆置换不彻底而出现夹泥、夹砂。
（五）工序简单重复，现场管理后期对工序和工艺控制麻木，在管理上放松了标准和要求等其他影响因素。
（一）加强对泥浆制备的管理。在地下连续墙施工全过程中泥浆需始终充满槽段，起着液体支撑、保护开挖槽面的稳定、悬浮泥渣、冷却切削刀具、刀具切土等作用。泥浆的正确使用，是地下连续墙成槽成功与否的关键[1]。
1、泥浆的主要功能是护壁，所以泥浆高度对槽壁稳定起着重要的作用[2]。现行规范中要求施工期间槽内泥浆面必须高于地下水位0.5m以上、亦不应低于导墙顶面0.3m。施工期间往往因为下大雨或泥浆制备不及时，而使槽壁产生坍塌。为解决该问题，现场采用组装式泥浆箱加泥浆分离设备，保证泥浆的循环使用和充足的新浆储备量。
2、采用钠基膨润土泥浆护壁，新制泥浆比重保持1.05左右，槽内保持1.10左右，槽底保持1.2左右，入岩冲锤时须提高其沉浆比重0.05。泥浆处理采用重力沉淀处理的方法比较经济，但要设法保证从槽段中置换出来的泥浆流入沉淀池，经过重力沉淀16h稳定后, 用水泵抽走表面清稀部分浆水到过滤池,并通过滤网过滤,将废水排除,余下的浆体试验合格后再重新利用。当试验参数不合格时，应及时制备新鲜浆液补充进来。新制备的泥浆必须在泥浆池存放24小时以上,粘土充分水化后才能使用;泥浆拌制和使用前,必须检查两次,适当提高泥浆比重和粘度。
（二）地连墙的垂直度控制十分重要，是避免连续墙侵限主体的关键[3]。
1、在最初的测量放线阶段，就要考虑到砂层中施工可能带来的扩孔和偏移，将地连墙中心线适当外放5-8cm。
2、导墙施工过程中要注意通过加撑控制浇筑后的变形，并及时将导墙间槽段内填充土方稳定变形。
3、抓槽施工时要经常检查抓斗的导向板垂直度,并随时调整,尤其是地面至地下10m左右的初始挖槽精度,其对以后的整个槽壁精度影响很大,必须慢速均匀掘进,以保证成槽垂直度满足要求。
4、遇到底部需要改用冲击钻进行入岩施工的情况，要及时检查冲岩施工的垂直度及钢丝绳是否位于导墙的中心线上,做到及时检查及时纠正。
5、在钢筋笼吊装阶段要特别注意保证钢筋笼在槽段中心的均匀下降。钢筋笼上安装的保护层垫块在钢筋笼下放过程中，可能会对两侧的槽壁刮蹭，造成局部泥膜破坏后产生的坍塌。在混凝土浇筑阶段也会由于偏心受压对泥膜产生破坏造成局部夹泥。
（三）重视清孔工作。由于该地连墙采用成槽机直接开挖成槽使用，在成槽过程中重点是泥浆的及时补充。修孔阶段开始要做好清孔工作。按二个阶段进行,阶段一,钢筋笼下放前清渣;阶段二,钢筋笼下放后二次清孔。
1、钢筋笼下放前清渣,用泥浆正循环法清渣,即将输浆管通向孔底泵进新浆,使已冲开的泥渣上浮，保证槽段内泥浆的性能，维持泥浆护壁效果，同时减少槽底沉渣的积累。
2、钢筋笼下放后二次清孔,采用空气吸泥(反循环)法清孔,即从皮管内压入空气通向槽底的吸泥装置,泥砂吸上,并同时补充新鲜泥浆,保持所要求泥浆液面标高的相对稳定。施工过程中采用专门的泥浆处理循环系统，沉渣厚度控制在20mm~80 mm，平均为50mm，均小于100 mm，满足了设计要求。循环泥浆比重控制在 1.1g/cm3~1.15 g/cm3，泥浆含砂率控制在2~3%。
（四）严格控制混凝土浇筑过程各项工艺，特别是首盘混凝土浇筑的管理。
1、混凝土浇筑时，同时安置两根导管，两导管间距不大于3m，导管距槽段接头端不大于1.5m，导管底部距槽底0.5m左右，选用尺寸较大的料斗，使首盘混凝土浇筑量一次性满铺槽底并且封住导管底部，并保证导管有30-50cm的埋入深度。两根导管同时开塞灌注混凝土,并保证两导管处的混凝土表面高差不大于0.3m。
2、浇筑过程中要控制浇筑速度，防止混凝土浇筑过快或过慢。浇筑速度过快，由于气体来不及排（挤）除，可能造成夹泥、夹砂或气孔过多。混凝土浇筑速度过慢，减低浇筑冲力，粗骨料下沉，难以保证混凝土的均匀性；还可能影响提（拔）锁口管。
3、随着混凝土表面的上升，要适时提升和拆卸导管，使导管埋入混凝土深度保持在2－4米，严禁将导管提出混凝土表面。同时要保证不同导管的混凝土表面高差小于0.3米，由专人每30分钟测控一次导管埋深和导管内外的混凝土高度。浇筑混凝土面应高于设计标高0.5米。
4、浇筑过程要连续，在此之前要特别注意对混凝土搅拌站的检查，对混凝土的质量要严格控制，特别注意在浇筑前对混凝土进行强制搅拌，避免在浇筑过程中出现由于混凝土质量不合格，造成浇筑时间过长产生桩体夹渣和断桩等。
（五）加强对地连墙施工的管理，特别是对能够影响地连墙施工质量的工艺和工序的管控。管理标准要统一，思想上重视程度要足够，实现现场管理的常态化。
六、结束语
在深厚砂层中连续墙施工中，地连墙施工质量一直是一个施工难点,泥浆护壁、混凝土浇筑工艺是其中的关键技术。本文通过对实体检测结果的分析，提出以上几点控制要点和预防措施，可以有效的保证连续墙具有较好的质量和防水效能，对今后的类似工程质量控制有参考作用。
参考文献:
[1] 建筑施工手册（第四版）编写组.建筑施工手册[M].第四版.北京:中国建筑工业出版社.2003.
[2] 丛霭森.地下连续墙的设计施工与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2001.
[3] 王进.铁路工程施工[M].北京:中国铁道出版社.2002.