刘轶品
（中铁十九局集团有限公司，北京，100176）
【摘 要】本车站主体围护结构地下连续墙穿过粉质砂土地质结构层，施工中通过运用深层搅拌桩作为地下连续墙的两侧补偿加固，确保了成槽质量。在认真分析了工程的特点及难点后，通过有效的项目管理方法，及时调整并控制施工过程，确保施工安全质量，为在该地区的类似地质层条件下的工程施工积累了经验。
【关键字】地连墙；搅拌桩；粉砂层；质量控制
一、工程概述
1.1工程概况
昆明市轨道交通3号线工程西昌路站是3号线和1号线的换乘站，为地下三层岛式站台车站。主体结构外包长度162m，车站设置3个出入口与2组风亭，车站主体结构基坑深度25.7m，标准段宽约22.3m。
主体围护结构采用厚1000mm地下连续墙，幅宽为4m，成槽深度约48m，围护结构总长380.6m，共设100幅段，地连墙两侧采用φ850三轴搅拌桩进行补偿加固，加固范围基地一下3m，空桩长为2m，实桩长为30.2m，搭接为250mm，28d无侧限抗压强度不小于1.0Mpa，允许渗透系数不大于1×106cm/s。
1.2地质水文
车站处于昆明断陷盆地的中心部位—滇池盆地，为盆地的滨湖相与河流相交汇沉积的地貌单元，地势平坦开阔，地势较低，海拔高程在1900m左右，自然横坡<1°，微向滇池方向倾斜。本场地地层层数较多，岩性较为复杂，上覆（Q4ml）的人工填土，（Q4al+pl）的粘土，（Q4al+l）的淤泥质粘土、淤泥、粘土、粉质粘土、粉砂，（Q3al+l）泥炭质土、粘土、粉质粘土、粉土、粉砂、砾砂、圆砾，覆盖层厚度大部分地段大于45m。
场地内不良地质为软土震陷及活动断裂。特殊岩土为人工填土和软土。
场地地下水发育，主要为上层滞水、孔隙潜水，弱具承压性，地下水位比较高，据钻探量测的地下水位为3.2～4.2m，水量蕴藏较为丰富。
1.3地理位置及周边环境
西昌路站位于人民西路和西昌路的“十”字交叉路口，车站沿人民西路呈东西向布置。西昌路南北走向，道路宽30m，双向8车道。人民西路横跨西昌路，东西走向，道路宽度约30m，双向8车道；道路交通繁忙。
车站东北侧为已建成的市建筑二公司一栋砼5、一栋砼6、一栋砼7房屋住宅区以及华侨新村；西南侧为附属医院砼20层高层建筑，南侧为食品公司宿舍砖2房屋及混4结构房屋以及其他混6房屋。车站周边建筑物密集，用地紧张。
二、施工难点
本工程位于城市中心，主体工程围护结构为地下连续墙，穿越地层软硬不均，墙槽稳定不易控制，车站砂层较厚，地下连续墙成槽深度深，墙深约45m，成槽垂直度很难控制。
三、成槽护壁工艺对比分析
由于本工程穿透<4-6><9-6>粉砂地质层，故从设计上必须采用合理的护壁结构，来确保地连墙成槽成功。
3.1工艺简介
高压旋喷桩：其工艺特点是以高压旋转的嘴喷将水泥浆喷入土层与土体混合，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，形成具有一定强度的圆柱固结体，从而使地基得到加固。
喷粉式深层搅拌桩（干法）：干法施工工艺虽然水泥土强度较高，但其喷粉量不易控制，搅拌难以均匀，桩身强度离散较大，出现事故的概率较多，目前已很少使用。
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喷浆式深层搅拌桩（湿法）：其特点是注浆量较易控制，成桩质量较为稳定，桩体均匀性好。迄今为止，绝大部分水泥土墙都采用湿法施工。
3.2工艺对比分析
由于西昌路站处砂层中，利用三重管旋喷对地连墙内、外侧进行补偿加固时，浆液会延砂层扩散，很难控制其加固范围，成桩垂直度偏差较大，有可能扩散到槽段中，对后续成槽施工的垂直度、平整度造成影响，存在施工安全隐患。从昆明地铁的其它工程来看，高压旋喷桩从防渗参数和桩体的强度、取芯的均匀性、桩径偏差都比三轴搅拌桩差，而且其喷射范围无法控制、水泥用量大、强度高、造价高。三轴搅拌桩成桩桩径和垂直度可有效控制，以满足地连墙施工时垂直度的要求。本工程要保证地下连续墙的槽宽，故不适宜采用。根据比选，喷浆式深层搅拌桩（湿法）护壁适用本工程。
四、机械性能分析
地连墙内、外侧补偿加固实桩深度为28.7m；且含砂层较厚，对三轴搅拌桩扭矩、钻头等要求较高，本工程采用ZLD180/83-3 _M2-CS三轴式连续墙钻孔机，具有超强的钻孔扭矩，不加钻杆加固深度可达35m，（含钻杆）最大钻孔深度达到55米。三轴搅拌桩完全可满足最大地基加固深度范围28.59m。
五、施工质量控制措施
深层搅拌桩围护与地下连续墙基础在一般项目运用中其施工过程控制方面的要点已非常成熟，不是工程成功的关键所在。本工程的关键因素有以下几点：
5.1 水泥掺量控制与调整
为确保本工程后续地下连续墙成槽的成功，施工中应针对不同的土层调整水泥掺量，在保证适当的强度的情况下，又不致使强度太高，以免成槽过程中，成槽机无法正常抓土。特别是在粉砂层，由于砂含量较高，故需及时调整该土层的水泥掺量，以空桩水泥掺量7%，实桩水泥掺量20%进行试桩，且保证成槽机能有效成槽，故施工过程中，应根据不同土质条件，不停地调整水泥掺量，使各项指标满足成槽要求。
5.2 平面位置控制与调整
地下连续墙的槽宽为1000mm，但若以该标准来控制护壁搅拌桩的轴线，地下连续墙槽宽肯定无法满足，故在进行护壁搅拌桩轴线放线时需外放一定的距离。按规范要求，三轴水泥搅拌桩桩位定位偏差应小于10mm，成桩后桩中心偏位不得超过50mm，桩身垂直度偏差不得超过1/200。故在满足规范要求的情况下，本工程搅拌桩护壁单侧的最小外放尺寸约为15cm。但考虑到一方面由于施工单位的成熟施工技术和运行良好的设备可降低了偏差的风险，另一方面缩小外放尺寸可节约混凝土量，有效降低成本。所以最后确定外放距离为10cm，最终的成功成槽也反过来证明了这样的轴线外放是正确的。
5.3 其它施工注意事项
⑴因三轴桩要求连续施工，故在施工前应对围护施工区域地下障碍物进行探测清理，以保证施工顺利进行。
⑵成桩要控制搅拌机的提升速度和次数，是连续均匀，以控制注浆量，保证搅拌均匀，同时泵送必须连续。搅拌桩下沉速度控制在0.38～0.75m/min，提升速度控制在0.3～0.5m/min。考虑到搅拌桩顶部受力较大，可对桩顶1.0～1.5m 范围内增加一次输浆，提高其强度，或者直接在顶部浇筑砼压顶。搅拌机预搅下沉时，不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。每天加固完毕，应用水清洗储料罐、砂浆泵、搅拌机及相应管道，以备再用。
⑶施工冷缝处理：施工过程中一旦出现冷缝，则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案。在围护桩达到一定强度后进行补桩，以防偏钻，保证补桩效果，素桩与围护桩搭接厚度约10cm。
六、结语
在施工前充分分析了该地区的地质条件，设计出合理的地连墙两侧加固方案，通过有效组织，合理安排，及时调整深层搅拌桩护壁的水泥掺量及轴线控制等关键问题是地下连续墙成槽施工成功的关键因素。通过本工程的实践，对今后在类似粉砂层地质条件下实施地下连续墙工程有借鉴意义。
参考文献：
[1]黄杨华.水泥喷粉深层搅拌桩桩头下沉问题分析及处理.筑路机械与施工机械化,2005.
[2]胡健.搅拌桩在基坑护壁中的应用[J].山西建筑,2009.
[3]姚文军.粉砂地层中搅拌桩在地下连续墙成槽护壁上的应用.中国新技术新产品,2010.术新产品
论文作者:刘轶品
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年11月供稿
论文发表时间:2016/1/28
标签：工程论文; 西昌论文; 地下论文; 水泥论文; 强度论文; 粘土论文; 土层论文; 《工程建设标准化》2015年11月供稿论文;