中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北 武汉 430000
摘要：随着我国城市轨道交通的迅速发展，地铁建设成为在许多大中城市的主要发展方向，地铁能缓解城市交通压力，提高公共交通能力，对城市交通发展具有重要作用。地铁车站一般位于城市中心，周边房屋密集、道路车流量大，车站基坑维护结构多采用地下连续墙，施工时因地质或施工不当等原因易造成墙体缺陷。因此，本文提出了在厚砂地层地下连续墙墙身缺陷的处理方法及可采取的预防措施。
关键词：地铁车站围护结构；地下连续墙；缺陷处理；预防措施；
1 工程概况
珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段二期工程土建一标包含一站一区间，即新城东站、新城东站至东平站区间。新城东站位于裕和路和百顺道交叉路口，车站沿裕和路北侧设置，呈东西走向。站位周边现状为空地和水塘。
车站施工起点里程YCK-6-558.900，车站设计终点里程YCK-6-126.197，有效站台中心里程YCK-6-165.000，车站（含停车线）全长432.7m。车站主体及风亭、出入口均采用明挖顺筑法施工。车站为岛式站台，标准段宽度19.7m，盾构扩大端宽度24m。主体基坑深度为15.6m，建筑设计地面标高为4.5m。围护结构拟采用0.8m厚地下连续墙；附属三号及四号出入口采用0.6m后地下连续墙加内支撑形式。
2 工程重难点
深厚砂层连续墙施工是明挖基坑施工的重难点，本站围护结构连续墙墙身地质主要为砂层，施工中非常容易出现塌孔现象，造成连续墙墙体出现鼓包、夹泥、夹砂等质量问题。
3 连续墙检测情况原因分析及处理措施
3.1连续墙检测情况及原因分析
3.1.1连续墙检测情况
根据《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）要求，声波透射法抽检桩数不小于施工总桩数的20%，本站共有155幅连续墙，需抽检31幅连续墙。通过声波透射法检测和抽芯检测相结合，共计检测32幅连续墙，检测结果显示32幅连续墙中有10幅为Ⅰ类墙，6幅Ⅱ类墙，16幅Ⅲ类墙。其中Ⅰ、Ⅱ类墙墙身结构完整或存在轻微缺陷，不影响墙的正常使用，Ⅲ类墙存在明显缺陷需做处理。经过统计16幅Ⅲ类墙缺陷分布如下：
冠梁以下1~3m缺陷共2副墙，占全部Ⅲ类墙比例12.5%；冠梁下3m～基底下2m缺陷共2副墙，占全部Ⅲ类墙比例12.5%。
图2 基底2m以下连续墙缺陷
通过以上分析显示，缺陷部位主要分布在基底2m以下，占有缺陷连续墙总量的75%，只有25%有缺陷的连续墙在底板2m以上，如下图所示。
图4 地连墙地质剖面图
3.1.3连续墙缺陷原因分析
工程地质原因。本站处于深厚粉细砂、中粗砂地层，地下水头较高，钢筋笼吊装及混凝土灌注过程中由于设备的震动导致槽壁出现出现局部塌孔现象，冠梁底以下1～3m位置出现有夹泥、夹砂现象与此种情况有较大关系。
（2）施工工艺原因。地下连续墙采用传统的液压抓斗法成槽时，尤其是在厚砂地质中，不可避免地会碰撞或啃坏槽段土体，使槽段土体部分凹凸不平。钢筋笼下方过程中，钢筋笼上安装的垫块不可避免的会对两侧槽段壁进行刮蹭，破坏泥浆护壁效果产生坍塌。在砼浇筑过程中，亦会有少量的砂土脱落并沉淀在浇筑的混凝土中，因此造成局部鼓包夹泥夹砂现象。
（3）工序时差间隔。在连续墙施工过程中，各道工序施工都有时间差，在完成槽段成孔沉渣清理后，从钢筋笼吊装到混凝土灌注，需要2～3小时时间，槽底沉渣厚度可能加大，导致局部出现混凝土包裹沉渣，造成夹砂、夹泥现象。
（4）泥浆制备管理不到位。地下连续墙成槽过程中，因各层地质不同，泥浆各项参数应根据现场实际情况及时抽测、置换及调整。如泥浆相对密度过大，对混凝土的流动阻力加大，流动不畅，两根导管浇筑的混凝土相互穿插易将泥浆卷入混凝土内，导致交界面夹泥。如泥浆黏度不符合要求，形成不了有效护壁，则易造成塌孔等问题。
（5）墙底沉渣清理不到位。在深厚砂层施工的连续墙，墙底沉渣厚度一般都比较大，而过厚的沉渣是造成墙底夹泥夹砂的主要原因。在钢筋笼下完至混凝土浇筑这段时间内，墙底沉渣会逐渐增大，因此浇筑前应重新量测槽底沉渣厚度，否则直接浇筑混凝土的话，会造成墙底夹泥夹砂现象出现。
（6）混凝土施工管理不到位。从现场施工检查情况分析，工人操作失误，导管埋深过大不能有效的翻浆或在拆除导管时测量导管埋深不准确，导管底口超出原混凝土面，造成墙身夹泥夹砂。本站混凝土距离商混站较远，混凝土供应不及时亦为厚砂层中夹泥夹砂的重要原因。
3.2墙体缺陷处理措施
3.2.1钻孔灌注桩补强+旋喷桩止水
针对连续墙缺陷面积较大，墙身存在明显空洞，为确保墙身强度达到设计要求，在墙体外侧施做灌注桩与旋喷桩，达到增强结构受力与止水完整性要求。
图5 钻孔灌注桩补强+旋喷桩止水处理措施图
在墙体外侧采用2根直径800mm钻孔灌注桩加固，桩长从冠梁顶往下11.06m，穿越第三层钢支撑以下2.0m，两侧及两桩之间共加设5根直径600mm旋喷桩止水，旋喷桩桩长9.28m，从冠梁顶面标高至缺陷部位以下2m。如上图所示。
3.2.2旋喷桩加固止水
对缺陷部位并非完全是夹砂，而是类似于水泥砂浆，有一定强度的缺陷，在墙体外侧施做旋喷桩止水即可。
图6 旋喷桩加固止水处理措施图
在缺陷连续墙外侧加设一排旋喷桩。具体布置为：桩长8m（穿越含砂段以下2.4～3.1m）、桩径φ=600mm，间距450mm，共9根，咬合布置。如上图。
3.2.3注浆法止水及加固
对于已知缺陷部位，根据缺陷位置确定注浆时间、材料。如缺陷部位在冠梁以下至底板开挖面以下2m区域，缺陷面积较小，采用基坑开挖过程中在坑内钻孔注浆，达到止水及加固的作用。根据本车站工程地质条件，处理范围主要处于松散至稍密状粉细砂层，渗透系数较大，渗透注浆能达到预期效果，注浆设备双液注浆机。
如缺陷部位位于冠梁底至7m位置，可直接开挖至缺陷部位，查看渗漏情况，出现渗漏水采用注普通水泥浆液方式止水；
如缺陷部位位于冠梁底7m以下至底板2m以上范围，开挖到缺陷部位以上1m左右停止开挖，在基坑内打注浆管注普通水泥浆或水泥-水玻璃双液浆。
图7 缺陷部位注浆与土方开挖关系图
4 缺陷预防措施
4.1从施工准备入手。在连续墙施工前，选定距离施工场地更近的商混供应商，可使工序衔接更加顺畅，减少因混凝土供应不及时而造成的墙体质量问题。
4.2从优化设计入手。在地下连续墙导墙施工时，可将导墙净空适当放大，使槽壁尺寸稍大于设计尺寸，可减少钢筋笼吊放时对泥浆壁的刮蹭，使槽壁产生坍塌而造成的夹泥夹砂问题。
4.3从材料选择入手。由于厚砂地层槽壁比较容易产生坍塌现象出现，因此对泥浆的护壁效果要求非常高，在膨润土选择上应选择性质更好的钠基膨润土，而不采用钙基膨润土。
4.4从泥浆制备入手。在深厚砂层连续墙施工中，泥浆循环系统的使用是关键工序。泥浆的静水压力可抵抗作用在槽壁上的水压力和土侧压力；泥浆在槽壁上形成不透水泥皮层，从而使泥浆的静水压力能有效地作用在槽壁上；泥浆从槽壁表面向地层内渗入到一定范围就黏附在土颗粒上，通过这种黏附作用可使槽壁减少坍塌性和渗水性。配制泥浆用水应采用新鲜洁净的淡水，使用前将水样送有关部门进行水质分析，以免对泥浆性能产生不利影响，泥浆各项参数应根据地层地质情况及时抽测、置换及调整。具体性能指标如下表所示：
表8 泥浆配制管理性能指标
4.5从成槽作业入手。在连续墙成槽过程中，应重点控制泥浆的物理学指标，对泥浆进行检查时，不仅检查槽底标高20cm处泥浆指标，还要抽查开挖范围内的泥浆指标，遇到不同地层时，及时调整泥浆的性能和配合比，调整参数如表1所示。
4.6 从混凝土施工入手。厚砂地层混凝土应在钢筋笼吊放完成后4小时内灌注，并应尽量缩短间隔时间，导管需做气密性试验和过塞试验，灌注过程中导管埋深不小于2m，亦不宜大于6m。混凝土浇灌必须连续进行，中断最长不超过30分钟。混凝土浇筑时应先将导管顶部漏斗装满后再同时释放灌入槽内，以保证能将槽底的泥浆全部挤出底部，施工过程中应及时量测导管埋设深度，并及时拆管。
5 结束语
由于目前地下连续墙施工工艺及人为原因，深厚砂层中地下连续墙的施工质量缺陷是不能完全避免的，如何减少由于管理及人为原因造成的施工缺陷是地下连续墙施工质量控制及缺陷预防的关键所在。对于已产生的质量缺陷，应及时选取有效的措施进行处理，保证基坑及周边环境的安全。
参考文献
[1]王振铃.杭州轨道交通滨江站软弱底层地下连续墙节点处理技术.城市轨道交通工程关键施工技术，北京：人民交通出版社，2015：365~373
论文作者:谭忠楷
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/23
标签：泥浆论文; 缺陷论文; 混凝土论文; 沉渣论文; 导管论文; 地层论文; 地下论文; 《防护工程》2019年第1期论文;