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摘要：本文结合南通市的地质水文条件，重点阐述在富水砂层地质条件下施工地下连续墙，如何对槽幅进行护壁，发挥好泥浆的护壁效果。希望对类似条件下地下连续墙施工起到一定的借鉴作用。
关键词：提高；泥浆；地下连续墙；护壁；效果
一、泥浆的组成及特性
泥浆主要由水、膨润土及添加剂（CMC、纯碱等）组成，经充分搅拌静置24h后使其以溶胶形式悬浮于溶液中。因膨润土具有特殊的分子结构，使泥浆具有胶凝性，在静置时“絮凝”以溶胶形式悬浮于泥浆中，在搅动后因其具有“触变性”泥浆又能迅速恢复流动性，通过静置又能变稠的特性，除此之外泥浆还具有分散悬浮、粘结性、可塑性及吸附等特性。
二、泥浆护槽的作用机理
泥浆在地下连续墙施工过程中，具有以下三个作用：
1、悬浮部分开挖过程中所产生的土颗粒，减少槽底沉渣和浮泥。
2、泥浆比重比水要大，成槽时泥浆的液面高度大于地下水位高度，因此泥浆会对槽壁产生静液压力，可抵消地下水体的侧压力和部分槽壁土压力，对槽壁起到一定的支撑作用。
3、利用泥浆的“絮凝”性和胶结性，泥浆在渗入槽壁土体时会形成一层不透水的薄膜——泥皮，使槽壁上的土颗粒不易离散、流失，并使泥浆的静液压力能有效作用在槽壁上，更好地发挥护壁作用。
上述作用，能有效延缓地下连续墙开挖后，因土体蠕变而导致的槽壁坍塌和缩径，使泥浆具备护壁效果。
三、影响泥浆护壁效果的原因分析
施工过程中，影响泥浆护壁效果和槽壁稳定性的因素可分内在、外在因素。内在因素有：泥浆性能、槽段土质条件、地下水位、槽段的形状等；外在因素有：成槽机械、施工工艺、地面超载和扰动等。
1、关于泥浆性能指标
泥浆四项性能指标为：比重、粘度、含砂率及PH值。在护壁中起主要作用的是膨润土，CMC、纯碱等添加剂主要用来增加粘度指标起辅助作用。不同地质、土层条件，调制最优泥浆性能指标，充分发挥膨润土的特性，配合比是不一样的。
南通市地质属于富水砂层，砂粒含量高，以粉砂为主，地下水位高，在地下连续墙施工过程中，泥浆的四项指标可略作调整，将泥浆的粘度指标、比重、含砂率均适当放大，具体数据根据实际土体情况确定，循环浆的粘度可放大到40左右。
施工时根据槽壁稳定情况，对泥浆性能指标进行调整。如槽壁不够稳定，应进一步优化泥浆性能指标。混凝土浇筑过程中，需对槽内泥浆指标及时进行检测，如超标应及时作废浆处理。
2、槽段土质条件影响
槽段土质情况直接影响到泥浆护壁效果。土体的颗粒级配和粒径情况对泥浆的比重、泥浆向槽壁土体的渗透性、泥皮的形成及泥皮厚度有较大影响，直接影响泥浆的护壁效果。南通土体抗剪强度低、内摩擦角小，成槽时易发生塌槽现象。土质情况不同，选用的膨润土及配合比也不同，泥浆性能指标应通过试验来确定，根据实际情况随时调整。
3、地下水位的影响
地下水位的高低也是影响泥浆护壁效果的关键因素。在成槽过程中要求泥浆面必须始终高出地下水位1.2m 以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆泥浆面与地下水位的水头差越小，对槽壁的侧向支撑作用就越小，降低了护壁效果。
4、开挖槽段形状的影响
轴对称的圆形槽因环向应力拱的作用，开挖稳定性要高于矩形和其他形状的槽段；对于矩形槽，槽段越长槽壁稳定性越差。
5、成槽机及场地内的机械的影响
成槽机在槽壁边缘作业，自身重量和施工过程产生的振动，均在土体45°剪切角范围内，对槽壁有较大的扰动和影响；吊装钢筋笼的履带吊及挖掘机的行走对槽壁和表层土体也有较大扰动，使浅层薄弱砂层液化，导致地表沉陷。
6、施工工艺的影响
槽幅施工工艺安排、施工顺序、机械行走路线、工艺间隔时间长短等因素，对槽壁的稳定性也有较大影响。比如：成槽机在软土层、砂性土层成槽，进尺过快或提升速度过快，易引起槽壁后侧土体松动、脱落，甚至塌方；成槽后晾槽时间过长，未及时下钢筋笼、浇筑混凝土，因泥浆发生沉淀使护壁作用大大降低。
7、地面超载和扰动的影响
地面超载会对槽壁周围的土体产生剪切破坏，导致上部槽壁不稳，导墙后面及下侧土体出现塌方、脱落，甚至导墙滑到槽内：扰动会使土体松动甚至液化，导致槽壁不稳，降低了泥浆的护壁效果。
8、槽壁失稳的外在因素影响
由于土体出现断层、裂缝、浅层流沙、夹层、暗河、管道迁改回填及封堵不符合要求，容易造成漏浆、流沙、槽壁失稳等现象；突降大雨使车站外的地下水位急剧上升，接近或高于槽内泥浆液面、基坑水位，外水回灌易使槽壁坍塌失稳。
四、提高泥浆护壁效果方法
为充分发挥泥浆的护壁效果，对影响槽壁稳定的不良因素加以消除，方能提高泥浆的护壁作用。根据南通市轨道交通1号线地下连续墙施工经验，为提高富水砂层地下连续墙泥浆护壁效果，应重点做好以下工作：
1、根据车站的地质、水文情况，适当加大导墙宽度和深度，对管线迁改部位回填采用水泥土分层夯实，以增强导墙的护壁效果。
2、使用优质膨润土，合理配置泥浆，根据现场实际情况和槽段土体情况优化泥浆性能指标，确保泥浆能在槽壁上形成“泥皮”，并提高携渣能力。
3、成槽机抓斗因体积较大，成槽过程中上提、下放使得槽内泥浆面上下落差较大，使导墙下端薄弱砂层被掏空而坍塌。因此在槽段开挖过程中，采取“多槽联动”共同分担成槽机抓斗上提、下放所产生的落差，来稳定槽壁。
4、成槽机成槽时应控制好成槽速度，抓斗提升、下放速度应缓慢，防止对槽壁土体的冲击破坏，并对槽内泥浆产生较大挤压，对槽壁产生增压和负压作用，破坏了槽壁上的泥皮和土体颗粒的稳定性，使槽壁出现局部塌方。
5、适当加大成槽机抓斗宽度，确保槽壁向内“蠕动”变形可控，地墙不出现露筋现象。
6、对于弧形地墙，按矩形槽段施工，通过调整每幅槽间的角度来让地墙起弧；钢筋笼制作尺寸必须按现场实际量的取尺寸进行制作。
7、合理安排好槽幅施工顺序并间隔施工，优先施工“Z”字幅、“L”幅、较深槽幅及端头井处的槽幅。原则上施工难度大的槽段，在取得相关施工技术参数后，应先行施工。
8、尽量缩短各工序衔接时间，在槽壁失稳和塌方前完成砼的浇筑。比如：提前做好钢筋笼吊装、运输准备，做好混凝土浇筑前的准备工作；在超声波对槽幅检测正常情况下，如果履带吊行走距离远，钢筋笼可以提前吊运。
9、合理安排好履带吊吊运钢筋笼的行走路线和挖掘机行走路线，相邻槽段的施工尽量错开，使场地土体承载力和自稳性能得以恢复，避免液化造成的不良影响。
10、大型机械设备停放应远离施工槽幅，施工过程中采用刚性地面或铺设钢板加以分力和减震；施工过程中，材料堆放应远离开挖或拟开挖槽段。
五、特殊情况的处理
1、对于富水砂层地下连续墙施工，如果上层土为细粉砂层，在施工过程中容易出现塌方、塌槽现象，在施工导墙时可适当增加导墙宽度和深度，在成槽前通过对槽段进行轻型井点降水来提高槽壁的稳定性和承载力，并利于泥皮的形成。
2、施工中如遇到杂填土回填的车站，因夹有碎砖、碎砼块等杂物，在成槽过程中槽壁易出现塌方现象。在此地质条件下，地下连续墙施工前应对槽壁采用高压旋喷桩进行加固。
3、对车站附近如有高层建筑，对车站的侧压力较大，为防止槽壁出现较大水平位移应采用三轴旋喷桩对槽壁进行加固处理。
上述，降水深度、加固的深度应根据地下连续墙实际施工的土层、地质、水文条件等情况来确定。
论文作者:邢春华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/29
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