石灰岩地区地下连续墙施工关键技术
(广东省第四建筑工程有限公司，广东 广州 510100）
摘 要：本文通过广州同德围社区医院项目地下连续墙施工工程实例，介绍了在石灰岩溶洞发育地区复杂地质条件下地下连续墙施工所遇到的技术难题及所采取的应对措施，总结了在石灰岩地质条件下地下连续墙施工的施工流程、施工方法及关键技术处理措施。
关键词：地下连续墙；溶洞；成槽；施工
1 前言
地下连续墙的施工经过多年的发展及应用，由于其易支护、挡土受力好、防水性能卓越、适合各种地质情况等诸多优点以及目前造价日趋低廉的优势，越来越多的用于深基坑、地下建筑物的围护结构。
2工程概况与地质特点
同德社区医院项目建设地点位于广州市白云区同德围，属于石灰岩地区，地质条件复杂，地下溶洞多，溶洞见洞率达80%，另外，该项目建设场地地层中砂层厚，最厚位置砂层约7m厚，周边河系发达，地下水丰富。另外，本项目基坑周边紧邻市政道路及多栋高层建筑物，最近处仅6m，周边地下管线众多，连续墙施工质量控制等级高。在这种复杂的地质条件下如何选择合理的施工工艺、施工控制参数及制定特殊情况下的技术措施是一项迫切需要解决的难题。
3 施工工艺流程
地下连续墙施工工序较复杂，施工时各工序间需紧密衔接，其施工工艺流程如下图所示：
4 关键技术处理措施
4.1 溶（土）洞的处理
由于本地区地质为灰岩地区，岩溶发育，所以在进行地下连续墙施工前对溶洞及裂隙部位采用“超前钻+孔内注浆”的处理方案[1]。设计要求槽段开挖深度约17m，入微风化岩不小于1m，为严格满足设计要求，在连续墙施工前各个槽段需做超前钻，以得到各槽段具体的开挖数据以保证开挖深度及钢筋笼制作的准确性。溶洞处理主要采用钻机钻进成孔至地基土中风化岩层表面，用注浆泵将预拌水泥浆液通过钻杆泵入溶洞、裂隙部位，使浆液充分充填溶洞及裂隙，随着浆液的凝固，溶洞内成为浆液与土、泥浆等的固结体，裂隙内空隙被水泥浆液充填，达到处理的目的。
单孔钻进至中风化岩面，在钻进时没有出现漏浆情况的孔，根据实际情况注少量浆(至孔口返浆)。在钻进时出现漏浆，根据情况判定是遇裂隙或溶洞，在记录上准确反映后采用注浆方法处理，注浆采用低压注浆，至钻孔周边返出水泥浆液为止。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水泥浆水灰比0.5：1，采用强度等级为32.5#的普通硅酸盐水泥配置，强度M30，注浆压力不小于2MPa；当注浆量一次超过20m3仍未见稳定时，应暂停施工，待间隔时间不小于24小时后，再次进行注浆处理。
4.2 防止槽壁坍方的处理措施
根据土质选择泥浆配合比，保证泥浆在安全液位以上并无地下水流动，在施工期间如发现有漏浆或跑浆现象，应及时堵漏和补浆；减少地面荷载；防止附近的车辆和机械对地层产生振动。当挖槽出现坍塌迹象时，迅速补浆以提高泥浆液面和回填黄泥，待所填的回填土稳定后再重新开挖。
4.3 斜孔情况的处理措施
当遇到较大的块石或孤石时会造成斜孔；在有倾斜度的软硬地层交界岩面倾斜处。斜孔现象在连续墙成槽中经常遇到，当前一槽段斜孔时不进行修正，在下放钢筋笼时将很难就位，还会引起下一槽段的施工困难，出现此问题是必须进行修正。解决办法是填充优质的粘土块和石块，将斜孔部分填平，用液压抓斗慢抓或将液压抓斗改成冲锤，低锤密击，往复扫孔纠正。
4.4 泥浆的配置和使用
泥浆的正确使用是保证挖槽和成槽的关键。结合本工程的土质特点和施工条件，采用膨润土和优质粘土进行泥浆制备[2]。
a、泥浆的配制：拌制泥浆前，应根据地质条件、成槽方法等进行泥浆配合比的初定，合格后方可使用。优质粘土在使用前需经取样，进行泥浆配比试验和物理分析。将选定的优质粘土放入泥浆搅拌机中进行搅拌，制作泥浆。新制备的泥浆必须在泥浆池存放24小时以上，使粘土充分水化后，才能使用。泥浆的主要成分为优质粘土和水，泥浆初步定的配比（占水的百分比）如下表2-1
b、泥浆的性能：泥浆拌制和使用，每天检查两次，对不合格的泥浆应及时采取有效措施，进行处理。其性能指标应符合表2-2的规定。对于再生利用的泥浆，要适当掺入一定量的甲基纤维素和烧碱，并经检验合格。
c、泥浆的使用：施工期间，槽内泥浆液面必须高于地下水位1.0m以上，在砂层施工时，为避免槽壁塌方，应适当提高泥浆比重和粘度，增加泥浆储备量，备有堵漏材料。
d、泥浆处理：采用重力沉浆处理方法。从槽段中置换出来的泥浆流入沉淀池，经重力沉淀16小时稳定后，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，余下的浆体再重新利用。废弃的泥浆和残渣不得随意排放，按广州市余泥渣土排放管理规定执行。
4.5 连续墙成槽控制措施
1 接头施工
地下连续墙槽段间接头采用“工字钢”接头形式，如下图所示：
工字钢接头施工要求：该接头具有加强槽段间整体性及传递剪力、减小渗漏、施工简单的特点。为保证钢筋笼定位准确及便于二期槽段修整端孔时准确对位，工字钢需延伸至导墙面。工字钢接头现场进行加工，其设置是根据设计钢筋网的外表尺寸作为工字钢接头的净宽，严格控制其加工尺寸精度，控制0mm～5mm，垂直度偏差必须小于0.3%。
2 成槽方法
1) 成槽顺序
槽段开挖采用跳跃施工的方法，先施工1、3、5槽段（称为Ⅰ期槽段），后施工2、4、6槽段（称为Ⅱ期槽段），如图所示。
2) 成槽施工
根据本工程的地质特点，入岩量较小，成槽机械主要采用液压抓斗机成槽，以冲击式钻机配合入岩。
a、入土成槽采用液压抓斗成槽机械抓土成槽，成槽时按划分槽段的标志，按顺序进行。
b、入岩后，换用冲击桩机成槽，采用冲击锤的自重将岩石击碎，泥浆将岩石碎块置换出来。传统的冲击式钻机冲钻成孔先用圆锤成孔，再用方锤修孔、扫孔，将一连串圆形钻孔修成条形的连续墙槽孔。见下图 。
c、成槽时应及时补浆，保持泥浆液面高于地下水位1m以上，防止槽壁坍塌。
d、地下连续墙各段的具体成槽深度需要等超前钻结果出来后才能确定。
e、成槽过程遇突发事故的应急措施：根据地质资料表明，连续墙施工过程可能出现砂层塌孔等意外事故，应立即停止成槽，并加大供浆量，保持液面稳定、或向槽内加倒粘土，也可立即进行土方回填，避免事故扩大。而后分析原因，探明情况，并提出处理方案，方可继续施工。
4.6水下混凝土浇注控制措施
浇注混凝土前须清孔，置换泥浆和清除沉渣，并应将接缝面的泥土杂物清刷干净[3]。一个槽段内一般同时使用两根导管灌注，其间距不大于3m，导管距槽段接头端不大于1.5m。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。浇注导管埋入混凝土深度宜为1.5～3m。每一槽段灌注混凝土前，混凝土漏斗及集料斗内应准备好足够的预备混凝土，以便确保开塞后能达到0.5m的埋管深度，并连续浇灌。隔水栓用预制混凝土塞，开始灌注时，隔水栓吊放的位置应临近泥浆面，导管底端到孔底的距离应以能顺利排出隔水栓为准，一般为0.3～0.5m。墙段的浇筑标高需比墙顶设计标高增加300～500mm，以使在混凝土硬化查明强度情况后，将设计标高以上部分用风镐凿去。
5 实施效果
本工程所有地下连续墙围护结构的施工完成后对其施工质量采用钻芯法进行了结构实体检测，根据监理、建设单位等相关部门确定的检测方案共抽查了8个槽段，检测结果均为合格，连续墙的结构实体质量满足规范及设计要求。另外，从基坑土方开挖完成后的情况来看，本工程地下连续墙的接头质量、渗漏水情况及表面观感等均在规范及设计容许值范围内，总体施工质量达到了优良水平，得到了业主及监理等相关单位的一致好评。基坑土方开挖后地下连续墙的现场实景如下图：
6 结论
本工程地下连续墙施工采用了“超前钻+孔内注浆”方法进行溶洞的提前 探测及处理，成功解决了石灰岩地区普遍会遇到的溶洞分布广泛造成的连续墙成槽问题。另外，针对本工程溶洞见洞率高（80%）、施工场地砂层厚，周边河系发达，地下水补给丰富，水头较高，易造成塌孔及涌水、涌砂现象的情况，通过采取改善泥浆性能、调整泥浆液面高度、采用多种机械配合成槽及加快各工序间转换等一系列措施，成功解决了这一施工难题，保证了工程的施工质量和进度。
参考文献：
[1] 蒋学文，洪三金.石灰岩地区地下连续墙施工技术研究[J]. 建筑施工，2011，33(12):1052-1055.
[2] 建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)[S]. 北京：中国计划出版社，2002.
[3] 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2015)[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2014.
论文作者:刘柳炼,
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷12期
论文发表时间:2019/9/10
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