摘要：地下连续墙在硬岩中成槽难度较大，成槽时间长，极易致使上部软弱地层处槽壁坍塌，严重影响工程质量和安全。本文结合杭州至临安城际铁路绿汀路站工程实践，针对存在的严重槽壁坍塌现象，有针对性地采取了槽壁加固措施和改进成槽工艺、缩短成槽时间，最终较好地解决了该地层条件下的槽壁坍塌问题，可供类似工程参考。
关键词：地下连续墙；成槽；上软下硬；槽壁坍塌；对策
1 工程概况
杭州至临安城际铁路绿汀路站为地下三层五柱六跨箱型框架结构，起点里程DK35+263.645，终点里程DK35+813.697，总长550m。主体围护结构设计采用1000mm厚地连墙，锁扣管接头，墙外接缝设置3根旋喷桩止水，地连墙幅宽5～6m，平面图如图1所示。其中，I#基坑长156.5m，宽12.6～16.3m，地连墙深29m～30.5m；II#基坑长251m，宽47.7m，墙深29m～41m；III#基坑长142.5m，宽12.0m，墙深29m～30.5m。
图1 车站基坑平面图
地下连续墙墙体自上至下揭露地层分别为：①3耕植土、②2黏土、④淤泥质黏土、⑤1黏土、⑮1含砾粉质黏土、⑳b-1全风化砂砾岩、⑳b-2强风化砂砾岩、⑳b-3中风化砂砾岩，墙址位于⑳b-3中风化砂砾岩，嵌岩设计深度5m，如图2所示。
图2 典型地质断面图
2地连墙成槽施工工艺
先用成槽机对强风化岩层的上层进行成槽，入强风化岩层施工则采用旋挖钻机配合冲锤成槽[1]。具体方法为：采取旋挖钻机引孔，然后用冲锤在槽内对旋挖钻引孔间的部分上下来回多次切削修整，使槽壁满足设计要求，最后用成槽机清底。
采用了多种成槽施工工法进行比选，以加快施工工效，减少施工时间，尽快完成单幅成槽施工。最早的方案是用旋挖钻开6个孔，中心间距1500m，最近距离500mm，两孔之间采用成槽机抓取，但成槽机牙齿易断、修理耗时长。之后采用4+3共设7个孔（4个旋挖钻主孔+3个冲锤副孔）的方案，中心间距1250m，最近距离250mm，但易偏孔、成槽机牙齿易断。根据实际施工效果检验，最终采用如下成孔方法可使施工时间最少，平均一幅地连墙最少用时5～7天。成孔方法为采用5+4共设9个孔（5个旋挖钻主孔+4个旋挖副孔），中心间距1700m，最近距离700mm，如图3所示。
图3 地连墙入岩施工示意图
3槽壁坍塌情况
从已完成的55幅地连墙来看，有42幅墙存在不同程度的槽壁坍塌，主要集中在距离地表6～8m位置。坍塌情况最严重的为W1-4、W1-1及S1-35幅，均造成槽段内外侧脱空、导墙悬空或断裂，如图4所示。其它大部分槽段虽未引起地面严重下沉、导墙开裂，但塌方范围大，单幅地连墙超方12.9～52.9m3。
根据图5所示的超声波检测情况，塌孔位置主要集中在6～8m位置，为④淤泥质黏土层。推测造成槽壁严重坍塌的两个原因为：
（1）基岩强度高、施工困难
地连墙下部所处强风化、中风化砂砾岩地层实际起伏大，强风化与中风化交界位置不明显，强风化层夹中风化岩块，岩石强度大，成槽施工时间长。
（2）淤泥质粘土层受到较大的扰动
淤泥质粘土层灵敏性强、蠕变性大、强度低，受扰动后易滑塌。成槽机、旋挖钻机施工机械振动及冲锤振动对地面下淤泥质粘土层有较大影响。
图4 导墙下方脱空
图5 超声波检测槽壁坍塌
图6西端头井槽壁加固示意图 图7 W1-4槽壁加固后超声波检测
4槽壁坍塌治理措施
（1）对已成槽出现大面积塌方，导致路面下沉无法进行施工的槽段，如W1-4幅，采用槽段内拌制水泥土回填，因塌方下沉变形的路面和导墙则在破除后重新绑扎钢筋和进行砼硬化。
（2）对已成槽但出现塌方引起地面脱空的槽段，在下放钢筋笼时，采用钢筋笼靠基坑侧整体绑扎模板的方法，模板高度从地面至塌方位置下部1m处，宽度与钢筋笼宽度相同。地连墙砼浇筑过程中，当砼面上升至塌方位置时，从基坑侧塌方处，贴着导墙填放砂袋，高度1米，砂袋外侧回填土至砂袋高度，然后浇筑砼至砂袋高度。重复此步骤，直至砼浇筑完成。
（3）将西端头井作为槽壁加固试验段，旋喷桩槽壁加固范围：在地连墙内外两侧各打设一排Φ800@600高压旋喷桩，距地连墙边间距800mm，对塌方严重的W1-4、W1-1幅槽段范围打4排高压旋喷桩，靠近地连墙两排按Φ800@600布设，后两排按Φ800@1600布设，旋喷桩实桩深10米，自地面以下2～12m，加固体水泥掺量12%，加固示意图见图6。W1-4幅地连墙槽壁加固施工完成4天后，开始成槽施工，超声波检测槽段成槽效果良好（图7），无塌方情况，垂直度为1.7‰，混凝土充盈系数1.024。
（4）对其它未施工槽段的应对措施有：
对地连墙入岩采用成槽机抓除上部覆盖土层，由旋挖钻机辅助成孔+成槽机抓岩+冲锤修边的方法，按类似地层经验，单幅6m地连墙由旋挖钻开6个Φ1000mm孔，间距1500mm均匀分布，保证每两个孔最窄处剩余500mm厚岩体，由成槽机抓除，因岩石较硬，抓斗抓岩困难，经常断齿，总施工时间较长。后调整该旋挖钻孔间距，设9个孔（5个主孔+4个副孔），施工时间控制在7天以内。
采用旋喷桩对槽壁两侧淤泥质粘土层及上下合理范围进行加固，控制该土层滑塌。采用旋喷桩加固是考虑到现场Ⅰ#、Ⅱ#基坑导墙均已施做完成，不具备搅拌桩施工条件，故采用Φ800@600三重管进行旋喷加固施工，加固深度从地面至淤泥质黏土层底（地面以下10m，标高-6.5m）。
4结语
上软下硬地层地下连续墙成槽施工难度大，极易出现塌孔现象。地连墙内外侧槽壁加固、改进成槽工艺可有效控制淤泥质粘土层滑塌及可能引起的地面下沉、机械倾覆等安全风险，对确保本项目后续的Ⅱ#基坑、Ⅲ#基坑地连墙施工工期、地连墙浇筑质量有着指导价值，可供类似工程项目参考。
参考文献：
[1]方俊波，刁天祥.上软下硬地层地下连续墙成槽施工[J].现代隧道技术，2002，39（1）：34-37
作者简介：葛世康（1986-），男，汉，浙江东阳人，工程师，从事地铁工程技术工作。
论文作者:葛世康
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/26
标签：基坑论文; 地层论文; 淤泥论文; 黏土论文; 砂砾论文; 间距论文; 粘土论文; 《基层建设》2019年第16期论文;