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摘要：砂层流动性大，自身稳定性差，易造成基坑塌孔、混凝土绕流等问题，一直都是地连墙施工质量控制的一大难题。本课题以北京通州广渠路东延道路工程为项目依托，结合工程特点，分析总结超厚砂层地连墙施工工艺控制，确保地连墙整体施工质量。
关键词：超厚砂层、地下连续墙、施工质量
一、工程概况
广渠路东延道路工程作为北京中心城区与城市副中心行政办公区的重要联系通道，在北京城市建设过程中起着不可或缺的作用。广渠路东延道路施工包括地面道路、U槽、地下通道、地下隧道及综合管廊等，全长1.6km。本工程路口盖挖段采用钻孔灌注桩+止水帷幕+内支撑体系，U槽段采用钢板桩+内支撑体系外，其余基本均采用地下连续墙+内支撑体系。其中本标段施工地下隧道中里程K18+176-K18+669部分涉及河岸及下穿河床，地质条件极端复杂，围护结构地下连续墙对该地段抗渗漏，基坑支护起主要作用，其施工质量就显得尤为重要。
二、工程地质概况
本工程地下连续墙施工部位土层以厚层结构松散的人工填土层、新近沉积及第四纪沉积的粉土及砂性土层为主，自稳定性较差，地下水位较高，存在多层承压水，地下连续墙自地面顶45米左右，其中砂层有30米，且主要是粉砂及细砂。砂层作为常见软弱地层，流动性大，黏性小，具有很强的透水性。因此该地区地下连续墙施工难度比较大，成槽过程中容易产生塌孔，影响地连墙质量。
三、砂层对地下连续墙施工的影响
在广渠路东延项目中，首先在工程中北运河段通过80米地下连续墙施工试验段进行地层分析，总结出砂层对地下连续墙施工的影响如下：
1、易形成塌孔
地下连续墙在成槽施工时，虽然整个过程都受到循环泥浆护壁，但是砂本身流动性比较大，而且砂层本身本身没有粘聚性，结构整体性一旦遭到破坏砂层流动性便被触发，故地下连续墙成槽时，对砂层进行扰动使砂层获得流动空间激活砂层流动性，从而砂层易形成塌孔，可能造成地连墙墙体夹砂或者使混凝土浇筑产生绕流。
2、沉渣厚度大
由于施工区域为超厚砂层，在地连墙成槽过程中，不可避免的会在出现砂层沉淀。砂层沉淀自重比较大，在清孔过程中制备循环泥浆无法将其冲起，利用自身粘聚性能带出槽段。从而导致地连墙槽段内存在厚度比较大的沉渣层，影响砼灌注。地连墙沉渣实测表如下：
表一：试验段地连墙沉渣厚度表
由表中数据，我们可以清晰看到，成槽准备时间越长清孔前沉渣厚度越厚并且清孔后沉渣厚度仍然不满足规范要求20cm，而且清孔时间相对于其他地区要长很多，这也间接的影响了地连墙的施工速度。最主要的是，沉渣厚度过大混凝土面上的自重也因此过大，很可能会发生灌注过程中会出现混凝土面由于沉渣自重过大造成无法上升，影响地连墙的灌注，并造成灌注时间过长导致地连墙质量或造成锁口管拔出困难甚至无法拔出的情况。
3、特殊砂层
在北运河试验段施工过程中，地连墙成槽遇到特殊砂层——铁板砂地层。铁板砂地层是指标准贯入度大于60的砂层。这类地层砂在高压下已经固结成一整体，成槽机这种单纯利用自重下抓液压抓槽的装置进行成槽，抓槽速度被大大放慢，严重影响了成槽的施工进度。而且由于该地层的特殊性，成槽机在该地层施工会加快成槽机的磨损速度，减少成槽机的寿命。
四、解决方案
经过试验段现场施工分析总结，目前研究得出以下几种措施解决以上问题：
1、调整泥浆
由于施工过程中一般泥浆已经不足以将槽底砂层沉渣携带出槽，经几次成槽试验，确定将泥浆比重增大，向泥浆中添加纤维或者泥浆增稠剂以增加泥浆的携砂能力，经实际清孔后检测属于如表二：。
表二：试验段地连墙沉渣厚度表
经前后两表对比可以看出，最终清孔后沉渣厚度明显下降并可以控制在规范允许范围以内，而且清孔时间也相较之前有所减少，间接加快了地连墙施工进度。
2、确保地连墙施工工序连续
成槽后长时间无法灌注是导致地连墙槽塌孔的主要原因。为了防止地下砂层因为时间关系产生塌孔，现场施工过程中尤其是下放钢筋笼之前首先必须专业分包单位确认可以保证下锁口管、下放钢筋笼、安装导管、清孔等一系列准备工作能在规定时间内完成。经过几次试验槽段各个工序完成时间记录，得出分包单位准备工作连续作业大致可以在5小时之内完成。故要求现场施工必须连续作业必须在这时间内完成，不得存在可控因素延长施工时间。其次提前与商混站进行沟通，确定浇筑时间以求在该段时间内不会出现供应不畅的情况，影响地连墙的灌注时间与质量。
表三 调整前各施工工序准备时间表
表四 调整后各施工工序准备时间表
3、铁板砂地层
针对存在的铁板砂地层，主要解决其固结问题。砂层固结与非固结开挖是两种情况。非固结砂层成槽对于成槽机以及人员技术要求就要低很多。故经过研究讨论初步方案为，旋挖钻提前进行开孔，原本固结砂层由于开孔作用重新获得流动性，转变为非故结砂层，之后再利用成槽机进行成槽。
五、总结
通过北运河东岸地下连续墙试验段的施工，针对广渠路东延道路工程整个项目的地下连续墙施工组织以及施工方法有了一个全面而深刻的了解。为今后项目地下连续墙大面积施工打下了坚实的理论与经验基础。在试验段施工过程中，我们遇到了很多问题，我们也解决了很多问题。针对地下连续墙施工工艺经过项目内部及外部商讨与请教，已对地连墙超厚砂层施工技术有了一定的掌握，在项目施工乃至今后地下连续墙施工都能有一个好的应用。
六、结束语
地下连续墙施工发展已经将近七十年的时间了，随着技术的不断成熟，地下连续墙的应用范围也越来越广泛。由于地下连续墙防渗性能、不透水性比较好，经常用于软弱地层及河床边施工，故超厚砂层、特殊砂层等情况可能会经常遇到。这次北运河地下连续墙试验段的施工技术、经验总结对项目整体地下连续墙砂层施工起到了重要的指导作用。同时对于今后其他地区地下连续墙施工有一定的参考价值。
参考文献：
【1】 毕彦春.超大、超深地连墙在沿海复杂地质条件下的应用与施工.城市建设理论研究：电子版.2013（13）
【2】 游杰.深厚砂层地下连续墙施工质量控制和预防.城市建设理论研究.2013
论文作者:王文杰,刘达,李雷鸣,晁自如,王宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/5
标签：地下论文; 沉渣论文; 地层论文; 泥浆论文; 厚度论文; 时间论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第21期论文;