方能榕，余國梁，王汝軍，鄢全科，陳 華，于正浩

(中國建筑第八工程局有限公司，上海 200112)

1 工程概況

杭州蕭山國際機場高鐵站位于浙江省杭州市蕭山區(qū)境內(nèi)，是杭州鐵路樞紐總圖中規(guī)劃建設的重要客運節(jié)點之一，高鐵站位于蕭山機場內(nèi)，與航空、地鐵、公路等多種交通方式共同構(gòu)成杭州地區(qū)重要的綜合交通樞紐。其中，航站樓地下空間開發(fā)(即蕭山機場高鐵站)由地下2層組成，基坑周長1 914.3m，面積33 261.8m2，基坑深度21.12～28.059m，基坑圍護體系為1 200mm厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐。地下連續(xù)墻兩側(cè)槽壁加固采用φ850@600三軸攪拌樁。

本工程地下連續(xù)墻共計365幅，最大深度達72m，標準段單幅寬6m，相鄰接縫采用型鋼結(jié)構(gòu)，鋼筋采用HRB400；混凝土強度等級為C35、抗?jié)B等級為P8(見圖1)。

圖1 地下連續(xù)墻分區(qū)平面(單位：m)

2 水文地質(zhì)條件

地質(zhì)情況：蕭山國際機場高鐵站主要穿越的地基巖土層從上至下為：①1雜填土、①2素填土、①4淤泥質(zhì)填土、③3粉砂、③粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③粉砂夾粉質(zhì)黏土、⑥1-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、⑥1-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、⑧1粉質(zhì)黏土、⑩1粉質(zhì)黏土、1粉砂、圓礫、1粉質(zhì)黏土、1細砂、2含黏性土圓礫、3圓礫。

地質(zhì)水文條件施工影響分析：場地內(nèi)①1雜填土、①2素填土。①2素填土的堆積時間短、呈松散狀，均一性差，工程性能差，地下連續(xù)墻施工開挖時槽壁易頸縮或坍塌；①1雜填土，局部含塊石，最大塊徑在50cm以上，母巖成分主要為砂巖、凝灰?guī)r，對地下連續(xù)墻成槽影響較大。施工現(xiàn)場需先挖除整個場地的①1雜填土，再用素土分層夯實回填，再采取三軸攪拌樁槽壁加固措施。

由于③粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、③粉砂夾粉質(zhì)黏土、⑥1-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、⑥1-2淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為沼氣含氣層，地下連續(xù)墻成槽時易出現(xiàn)槽壁頸縮甚至塌孔，需提前采取沼氣釋放措施。

場區(qū)深度約50m以下分布大厚度中密～密實狀的圓礫層，其從上到下顆粒粒徑逐漸變大，最大粒徑>25cm，地下連續(xù)墻成槽存在一定困難，抓斗易磨損且施工速度較慢。地下連續(xù)墻施工前需選用合適的施工機械，并進行試成槽試驗。

3 工程難點及解決措施

因本工程地下連續(xù)墻施工位于改擴建機場內(nèi)，周邊建筑物較多，且深度最高達72m，成槽質(zhì)量要求高，垂直度控制難度大，同時地下連續(xù)墻墻趾施工時需進入圓礫層，機械選型及工效分析尤為重要。

由于地下連續(xù)墻設計深度較大，地下連續(xù)墻鋼筋籠質(zhì)量最大可達70余t，鋼筋籠制作及吊裝過程控制也是重中之重。

3.1 導墻施工

導墻主要控制地槽垂直度、地下連續(xù)墻標高及分幅位置等眾多方面，由于本工程地下連續(xù)墻深度深、幅寬大，導墻的施工對后期地下連續(xù)墻的成品質(zhì)量起著至關重要的作用，主要內(nèi)容如下。

1)由于導墻施工的特殊性，導墻溝槽側(cè)壁土體是導墻澆搗混凝土時的單側(cè)土模，在導墻溝槽開挖時應嚴格控制其開挖深度，并防止側(cè)壁坍塌。

2)在導墻溝槽開挖至設計標高后，利用全站儀標識出溝槽中心線，控制槽內(nèi)模板施工精度，保證地下連續(xù)墻開挖時的水平及空間位置準確無誤。

3)導墻為地下連續(xù)墻施工提供導向作用，導墻內(nèi)的凈寬及壁面垂直度必須達到規(guī)范要求。導墻的混凝土澆筑完成并拆模后，需在導墻間安裝支撐，避免因土體位移導致導墻混凝土側(cè)壁移位。

4)導墻完成施工后，使用紅油漆在導墻頂面上畫出分幅線，并標識出單元槽段的幅號；安排專人日常觀察導墻間凈距、位移及沉降，成槽前做好復測工作。

3.2 泥漿制備

本工程土層多為砂質(zhì)或淤泥質(zhì)粉土，土體性能較差，地下連續(xù)墻施工時易出現(xiàn)塌孔或頸縮，為解決常規(guī)泥漿在地下連續(xù)墻施工中護壁性能、攜渣能力、穩(wěn)定性等各方面的缺陷，本工程選用新型的復合鈉基膨潤土泥漿進行地下連續(xù)墻施工，泥漿性能指標如表1所示。

表1 泥漿性能指標

3.3 成槽機選型

在地下連續(xù)墻施工過程中，一個性能優(yōu)異且適配性較高的施工機具不僅可縮短工期，還可減少施工質(zhì)量問題的發(fā)生并提高經(jīng)濟效益。本工程在機場內(nèi)部施工，周邊建筑物多且鄰近機場飛機滑道，地下連續(xù)墻施工深度達72m，且考慮到地下連續(xù)墻后期需承受上部荷載的特殊性，地下連續(xù)墻樁端均進入圓礫層，施工難度較大。

考慮到上述問題，在綜合對比了傳統(tǒng)抓斗式、回旋式和沖擊式等地下連續(xù)墻成槽機械的施工成本及工效后，本工程決定先行采用金泰SG70型抓斗式成槽機進行地下連續(xù)墻試成槽施工。

根據(jù)本項目地下連續(xù)墻設計參數(shù)，地下連續(xù)墻幅寬6m，金泰SG70型成槽機抓斗最大張開尺寸為2.8m，故每幅槽段分為三抓依次抓土成槽，根據(jù)地下連續(xù)墻試成槽試驗，金泰SG70型成槽機在墻身長度72m情況下，成槽工效約為48h/幅，且成槽質(zhì)量較好，垂直度通過超聲波檢測也符合1/300設計要求，地下連續(xù)墻鋼筋籠吊裝澆筑后混凝土充盈系數(shù)為1.04，綜合考慮相關因素，該機型符合現(xiàn)場施工相關工效及成本要求。

3.4 成槽施工

成槽是地下連續(xù)墻施工過程中最關鍵的一步工序，其占據(jù)整個地下連續(xù)墻施工周期的一大部分，多數(shù)地下連續(xù)墻質(zhì)量問題或質(zhì)量隱患均是由于成槽過程中管理人員疏忽大意導致。

本工程以“跳孔抓槽法”進行槽段施工，相鄰幅槽段開挖必須在上一先行幅混凝土澆筑完成后方可開挖。一幅槽段地下連續(xù)墻分3次開挖，本著先兩邊后中間的原則，成槽施工時，根據(jù)成槽機內(nèi)置的垂直度儀表及自動糾偏裝置來確保槽壁垂直度偏差<1/300。成槽機抓斗入槽、出槽時，應按低速度、少擾動的原則，根據(jù)成槽機上的儀表及超聲波實測垂直度及時糾偏，應防止由于挖槽次序不當造成槽段失穩(wěn)或局部坍落，成槽施工時應儲備槽段體積3倍的泥漿(見圖2)。

圖2 挖槽順序示意

成槽機在槽段轉(zhuǎn)角處抓挖時，會因其抓斗及斗齒不在成槽斷面內(nèi)，導致槽段轉(zhuǎn)角內(nèi)土體不能徹底挖除。因此，在施作導墻時，轉(zhuǎn)角處需根據(jù)所用成槽機端面形狀向外延伸30～40cm(轉(zhuǎn)角處導墻同理布設)，以免成槽斷面不足，妨礙鋼筋籠下槽。

槽段施工完成后需進行清基處理，采用泵吸法，直至孔底成渣≤100mm，但宜≤30min，清基完成后對槽段內(nèi)泥漿進行檢測，每幅槽段檢測2處，檢測指標為：相對密度(1.03～1.10)、黏度(20～30s)、含砂率(≤7%)。

地下連續(xù)墻槽孔清基完成后，采用超聲波進行槽孔垂直度等相關參數(shù)的探測，并根據(jù)結(jié)果判定其成槽質(zhì)量；對不符合要求的槽孔需及時進行處理和修復；若在波形圖上顯示塌方或頸縮現(xiàn)象，則需及時對成槽泥漿相關性能進行調(diào)整。每幅地下連續(xù)墻超聲波檢測取2個檢測點，聲波記錄中壁面最大凸出量或凹進量(以導墻面為掃描基準面)與槽段深度之比為槽壁垂直度，槽段開挖精度需符合相關標準及規(guī)范(見圖3)。

圖3 地下連續(xù)墻槽超聲波探測波形

使用測繩實測槽段左、右2個位置的槽底深度，取平均值為該槽段深度，如成槽機已挖至設計深度，但實測深度較小，則考慮孔底成渣過大，應使用成槽機在孔底反復抓挖幾次。

在成槽檢測完成后，為提高相鄰兩幅槽段地下連續(xù)墻接頭處的抗?jié)B、抗剪性能，在地下連續(xù)墻鋼筋籠吊放前，要對先行幅地下連續(xù)墻鋼筋籠的工字鋼接縫處進行刷壁處理；刷壁使用特制鋼絲刷壁器，焊至抓斗兩側(cè)，在工字鋼處反復刷動后，用清水沖洗刷壁器直至無雜物，然后重復上述操作，根據(jù)刷壁器上的存泥量判斷刷壁效果，直至刷壁器提出槽段時無泥土即可停止。

在地下連續(xù)墻進行超聲波檢測及刷壁時，地下連續(xù)墻槽底已沉積部分泥沙，需用成槽機在槽底反復抓撩幾下，確?？椎壮稍穸?100mm。

3.5 鋼筋籠加工及制作

根據(jù)地下連續(xù)墻施工工藝及施工現(xiàn)場的實際情況，需在施工現(xiàn)場搭設鋼筋籠制作平臺，鋼筋籠制作平臺應注意控制首尾標高，根據(jù)設計圖紙內(nèi)要求的主筋間距，保護層墊塊及預埋件位置做好相關標記，以保證鋼筋籠整體搭設精度符合要求。

在地下連續(xù)墻鋼筋籠加工時，鋼筋籠的縱向主筋及橫向水平筋交叉處需50%點焊，主筋采用機械連接，水平筋采用單面焊接，接頭位置保持同一斷面≤50%，其要求應滿足相關設計規(guī)范。主受力桁架筋與其他受力主筋及槽段兩端的豎、橫向主筋交點必須100%點焊；為保證鋼筋籠澆筑后混凝土保護層厚度，需在地下連續(xù)墻鋼筋籠兩側(cè)均勻布置“幾”字形保護層墊塊。鋼筋籠使用的鋼筋應保證平直無彎曲，表面無銹、無污物。

3.6 回填砂袋及接頭箱吊放

本工程槽段間接頭用H型鋼方式連接，H型鋼與鋼筋籠焊接成整體吊放，然后采用在工字鋼外側(cè)依次回填裝袋碎石(或砂、泥土)、安放接頭箱、接頭箱背后填裝袋碎石(或砂、泥土)，其中裝袋回填槽底至導墻下18m左右范圍，接頭箱安放長度20m，其中插入槽段內(nèi)長度約18m，接頭箱采用起重機吊放，吊放時緊貼工字鋼腹板，安放后用碎石或泥土裝袋回填接頭箱背后，回填高度至導墻下1.5m左右，防止混凝土由底部及側(cè)面流至接頭箱背面，如圖4所示。

圖4 安裝平面示意

3.7 混凝土澆筑

本工程地下連續(xù)墻墻體灌注使用水下C35混凝土，在混凝土澆筑過程中需安排專人對混凝土坍落度、和易性等材料性能進行檢查，保證澆灌過程順利。在鋼筋籠吊裝完成后要在4h內(nèi)灌注混凝土，防止因槽壁內(nèi)泥漿靜置時間過長導致泥漿性能變差，從而引發(fā)塌孔等不必要的質(zhì)量問題。

混凝土澆灌時應連續(xù)且勻速，混凝土液面上升速度需>3m/h，因特殊原因終止?jié)仓r間間隔≤0.5h?；炷凉嘧r，要確保導管埋入混凝土中長度保持在2～4m。混凝土澆筑速度不能過快，提升導管需及時同步，槽內(nèi)由混凝土置換出的泥漿應及時采用泥漿泵抽入泥漿循環(huán)池，按相關泥漿指標當作循環(huán)漿或廢漿處理?；炷凉嘧⒔K止液面高度應在設計標高30～50cm以上，避免墻頂混凝土強度低于相關設計要求，混凝土澆筑后應保證充盈系數(shù)保持在1.05左右。

3.8 墻體后注漿

由于本工程部分地下連續(xù)墻需承擔上部結(jié)構(gòu)荷載，部分墻體需墻趾注漿。在地下連續(xù)墻混凝土澆筑24h后進行注漿管壓水試驗，2～30d，開始對地下連續(xù)墻預埋注漿管注漿。注漿宜在相鄰槽段地下連續(xù)墻施工完成后進行，避免產(chǎn)生繞流現(xiàn)象。

本項目實際后注漿流量為≤45L/min，水灰比W/C=0.55(水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥)，每幅地下連續(xù)墻有4根注漿管，梅花形均勻布置在鋼筋籠上，注漿量為12t(每根3t)，終止注漿條件為：①每幅地下連續(xù)墻注漿量達到12t，各注漿管等量注漿，注漿壓力達到3MPa；②每幅地下連續(xù)墻注漿量達到設計值的75%，即9t，注漿壓力大于3MPa即可(見圖5)。

圖5 注漿管分布

4 質(zhì)量問題及控制

4.1 槽壁塌孔

由于本工程地質(zhì)情況較差，易產(chǎn)生槽內(nèi)塌孔，所以在泥漿制備時便適當提高泥漿密度，形成較厚泥皮防止塌孔情況發(fā)生，如地下連續(xù)墻H型鋼處發(fā)生塌孔，地下連續(xù)墻澆筑時會增加混凝土繞流的概率，導致下一幅地下連續(xù)墻鋼筋籠下放前的刷鏟壁工作進行困難，且增加施工時間。同時，在鋼筋籠吊放過程中，一定要從慢、從穩(wěn)，防止鋼筋籠端部碰撞槽壁導致坑內(nèi)擾動從而發(fā)生大面積塌孔，發(fā)生此類情況很難處理，只能加長清孔時間，而清孔時間過長又會增加塌孔隱患，故此類質(zhì)量問題應在施工過程中嚴格把控，避免承擔不必要的質(zhì)量風險。

4.2 混凝土澆筑堵管

混凝土堵管在澆筑時非常常見，多因為混凝土坍落度過小、混凝土澆筑過程中未及時上提導管等原因?qū)е?，如堵管時間過長，且處理不當，嚴重時會造成已澆筑混凝土初凝，給地下連續(xù)墻施工造成極大質(zhì)量隱患。

因此，在混凝土澆筑時，管理人員應全程旁站，及時跟蹤澆筑混凝土上升面及導管提升速度，避免此類問題出現(xiàn)。

4.3 混凝土充盈系數(shù)較小

混凝土的充盈系數(shù)是整個澆搗過程的質(zhì)量體現(xiàn)，本工程超深地下連續(xù)墻混凝土澆筑充盈系數(shù)過小的原因主要為以下幾點。

1)鋼筋籠下放過程中，由于晃動導致籠體端頭觸碰到上部空樁端槽壁，導致槽壁泥土發(fā)生坍塌，后在地下連續(xù)墻槽底部沉淀堆積，再加上清孔不徹底導致孔底成渣過高造成充盈系數(shù)過小。

2)鋼筋籠下放完成在工字鋼外側(cè)填筑袋裝黏土或碎石時，底部砂袋部分破損或工字鋼底部空隙過大，導致泥沙由工字鋼外側(cè)流向內(nèi)側(cè)，導致孔底成渣過大。

3)由于泥漿密度過小或周圍施工擾動，在混凝土澆筑過程中，地下連續(xù)墻槽壁產(chǎn)生一定程度的頸縮。

由于地下連續(xù)墻施工質(zhì)量要求高，對于上述由于孔底成渣過小造成的地下連續(xù)墻施工充盈系數(shù)過小問題，一般考慮在后期墻底注漿時適當加大注漿量，以增強墻趾強度。

4.4 混凝土繞流

地下連續(xù)墻混凝土繞流可能導致下幅地下連續(xù)墻的鋼筋籠下放困難，拖延施工進度，施工過程中便應注重袋裝黏土的填裝壓實及接頭箱的放置，工字鋼兩側(cè)的土體坍塌可也能導致混凝土繞流至工字鋼外側(cè)。

目前針對地下連續(xù)墻繞流的處理方法主要是通過鏟壁器對繞流的混凝土進行剝離，從工字鋼脫落的混凝土塊落入槽底后，再由成槽機抓出。

4.5 過程把控

地下連續(xù)墻施工應建立嚴格的施工過程記錄，對每幅墻體的施工過程進行分析和管控，對有問題的墻體著重建立臺賬，以便后期補強或其他處理。

5 結(jié)語

本工程地下連續(xù)墻施工質(zhì)量關系基坑施工安全及機場不停航運營，由于深度大、地質(zhì)差且施工工藝繁雜，施工過程中的質(zhì)量把控難度較大，如何做好過程質(zhì)量控制、快速有效處理施工中的突發(fā)問題至關重要。本文基于杭州蕭山國際機場高鐵站工程，闡述了如何在軟弱地基條件下，對地下連續(xù)墻施工質(zhì)量進行全面把控，分析了現(xiàn)場常見質(zhì)量問題及防控措施，為今后類似工程提供借鑒。