深基坑嵌岩式地下连续墙施工质量控制
摘 要：结合广州地铁 6 号线盾构三标工程实际施工，介绍了深基坑嵌岩式地下连续墙的施工工艺，同时总结了施工中的各种质量控制措施，希望可以为类似工程提供参考。
关键词：地下连续墙；深基坑；嵌岩式；质量控制
1 工程概况
广州地铁6 号线海珠广场站—黄沙站盾构区间土建工程中两盾构始发井位于广州市越秀区海珠广场西广场，尺寸均为 14.8 m×11.088 m，围护结构外包尺寸为16.8 m×13.088 m，基坑深度为 36.532～37.072 m。始发井基坑采用地下连续墙+内支撑的形式作为临时围护结构，地下连续墙厚 1 000 mm，周长 59.776 m，嵌固深度约39 m，墙体材料采用 C30 水下混凝土。
勘查报告显示，两基坑施工范围内工程及水文地质条件如下：
1）土、岩层从新到老主要有：人工填土层、淤泥质土、粉细砂层、褐红色强风化泥质粉砂岩层、褐红色中风化泥质粉砂岩层。不良地质为冲击饱和的粉细砂层，是可液化砂层；特殊性岩土主要为软土。
2 ） 两基坑施工场地地下初见水位埋深 0.80 ～3.40 m，稳定水位埋深 1.00～4.50 m，基坑以南约 120 m为珠江，施工场地范围第四系砂层较发育，分布基本连续，地下水补给及排泄与珠江水有较好的水力联系。地下水主要存在于粉细砂层和中风化泥质粉砂岩层中，粉细砂层含水局部连续，为微承压水，属弱赋水地层，中等透水性；中风化泥质粉砂岩层为裂隙水，含水层无明确界限，埋深和厚度很不稳定，为承压水，属弱～中等富水层，弱透水性。
2 深基坑冲孔桩地下连续墙施工工艺流程
该工程中两基坑每个始发竖井分为10 个槽段，其中直线型槽段12 个，长 5.5 m；L 型槽段 8 个，长 5.694 m。考虑到连续墙的垂直度偏差及施工误差，将连续墙外放200 mm 施工，连续墙采用工字钢接头。 地下连续墙导墙采用挖掘机挖土成槽，砌 180 mm 厚的砖模作为导墙的模板。 地下连续墙采用冲孔桩机冲击成槽，泥浆护壁采用膨润土+黏土，设置 3 个 210 m3的泥浆池。 钢筋笼在现场加工制作，整体吊装。 吊装采用 1 台 150T履带吊机和1 台 50T 汽车吊机共同吊装入槽。 混凝土浇筑采用导管法进行。 工艺流程见图 1。
3 深基坑地下连续墙施工质量控制措施
该工程竖井基坑深约37 m，是目前广州地铁建设史上最深的竖井，所以地下连续墙施工质量控制必须全面、细致、突出重点。
3. 1 测量放线
测量放线应确保准确无误，测量员放出测量控制线，复核无误给出放样结果后，进行下一步工序。
3. 2 导墙施工质量控制
导墙的作用是防止地表土坍塌，保证成槽精度。其质量控制措施如下：
根据测量控制线准确定位，土方开挖时保证导墙尺寸符合设计要求；钢筋绑扎要严格按照施工设计图纸进行；模板安装时重点检查内导墙面的垂直度以及平整度；混凝土分层浇筑时保证模板的稳定性，及时检查模板，防止跑模；导墙混凝土未达到设计强度前，禁止重型机械在导墙侧面行驶以及堆载，防止导墙受压变形。
3. 3 冲孔桩机成槽施工质量控制
3. 3. 1 垂直度控制
1）桩机定位
①桩机定位要准确，在地下连续墙宽度方向上的误差不能超过2 cm，否则会影响钢筋笼的顺利下放，甚至造成连续墙侵入结构。 依据施工控制线使冲锤的中心和孔位的中心重合，具体定位方法为：在导墙表面放控制点，用盒尺测量锤绳中心与控制点的距离，保证冲锤中心和孔中心的重合度在误差范围内。
②桩机定位完成后要把底座调至水平，如果底座歪斜会影响冲锤中心与定位点中心重合，造成偏孔。 桩机底座调平时将水平尺放置在桩机底座上，用结实的方木调整水平尺水平。
2）成孔过程中的垂直度控制
成孔过程中的垂直度质量直接关系到成槽的垂直度，控制不到位就会出现偏孔，导致返工。 具体控制措施如下：
①在地层均匀，硬度变化不大时，根据冲孔进度，每进尺2 m 左右测量 1 次。 测量时，先把冲锤下放到距离孔底大约10 cm 的位置，拉紧桩机钢丝绳，测量孔口钢丝绳中心与控制线的距离，然后再向上缓慢拉起冲锤，观察这个过程中钢丝绳中心是否有偏差，不得采取人工目测的方式。
②在地层复杂，硬度变化明显时，要加强测量，尤其是在临近两种软硬差别较大地层的分界线时，更要加强观测。根据该工程施工经验，一般每过10～15 min就要测量1 次，最长不要超过半小时。
③成孔时严格遵守每幅槽段的成孔顺序，跳打成孔。 若不跳打，冲锤冲击时受力不均，会出现偏孔和垂直度偏差。
④加强对作业工人的质量教育，增强其质量意识。冲锤冲击成槽过程枯燥乏味，工人在操作过程中易产生疲劳感和乏味感，质量控制意识减弱 ，只追求冲槽成孔进尺而忽视质量，这种情况下最易造成偏孔。
⑤施工管理人员在冲孔成槽过程中要加强对垂直度的控制，及时督促工人加强对自己工作质量的自检，并定时和不定时的抽查成孔过程中的垂直度质量，对垂直度超过偏差的桩位及时进行纠偏。
3. 3. 2 成槽后槽壁平整度质量控制
圆形冲锤冲孔完成后两孔相交位置存在突起，需要用方锤修孔，使槽壁平整，以保证钢筋笼顺利下放至设计标高。 每修整完一段，都要测量其槽壁的平整度，合格后方可移机。
槽壁平整度的检查方法为：将方锤下放到修孔完成的槽底，缓缓向上拉升方锤，每拉升 50 cm，用钢尺测量孔口钢丝绳中心与控制线之间的距离，不超过规定值即为合格。
3. 3. 3 成槽深度控制
根据导墙墙顶标高计算成槽深度，也就是每个孔的深度，用标定好的测绳测量槽深。 在冲孔桩机的钢丝绳上做好标记（距槽底 2～3 m），到达该范围时，用测绳测量冲孔的深度，防止超挖和欠挖。 每个孔位测量1～2 个点，修槽完成后，根据槽段长度测量 6～8 个点，以此来确定槽段深度。 测量槽深时，测绳须垂直放至槽底，避免测绳在浆液中走斜而影响测量的准确性。
3. 3. 4 泥浆质量控制措施
泥浆是确保地下连续墙施工中深槽槽壁稳定的关键，必须根据地质、水文资料，采用膨润土、纯碱等原料，按一定比例配制而成。该工程中所用造浆材料为优质黏土（加入适量膨润土）和 CMC 增黏剂。
1）泥浆制备及使用过程中的总体质量控制
①新拌制泥浆的性能要满足成槽要求，泥浆池中的泥浆要经常检验，使其进入沟槽后能够保持槽壁的稳定；
②沟槽内的泥浆要按挖槽过程中和挖槽完成后的泥浆静止时间长短分别进行质量控制，否则形成的泥皮薄弱且抗渗性能差[1]；
③挖槽过程中正在循环使用的泥浆要及时检验测定，泥浆质量恶化程度较重时，若不及时改善泥浆性能，成槽进度和槽壁稳定性将难以保证；
④浇注混凝土置换出来的泥浆要全部进行质量检测，以判别泥浆应舍弃还是处理后重复使用。
泥浆的具体性能指标及检验方法见表1。
2）不同地层中泥浆性能控制
①在人工杂填土层、淤泥层和砂层中施工时，由于地层比较软弱，受到冲锤冲击扰动影响容易塌孔，应适当提高泥浆黏度和比重，保证槽壁的稳定。根据该工程施工经验，冲锤在此类地层中冲击时，泥浆比重应控制在1.2～1.25，黏度控制在 30 S 比较合适。
②进入岩层后，可适当降低泥浆比重和黏度，以减小泥浆对冲锤的阻力，增加冲孔速度，但冲锤在升降过程中不可避免地会对上部的人工杂填土层、淤泥层和砂层造成扰动，所以泥浆比重和黏度降低不可过多。根据该工程施工经验，重泥浆比重可降低至1.15～1.2，黏度可降至28 S。
3）泥浆液面的控制
①成槽过程中要保持泥浆液面高度始终高于地下水位1.0 m 以上 ，并且要高出导墙底面 0.5 m，以保证槽壁不塌方。
②成槽结束到浇注混凝土之前的这段时间，要严格控制泥浆在循环过程中进出沟槽的流量，密切注意液面的高度。
4 钢筋笼加工、吊装质量控制措施
4. 1 钢筋笼加工
根据设计图纸要求，钢筋笼长度为 37.532～38.05m，整体预制、吊装。 钢筋笼加工时要严格按照设计图纸要求进行，技术管理人员在加工过程中要进行定时和不定时的巡检、抽查，对不符合设计要求的地方及时指出，保证钢筋笼加工质量。具体加工、控制尺寸偏差均要符合设计及规范要求。
4. 2 钢筋笼吊装
钢筋笼吊点布置和起吊方式直接决定其起吊时是否发生变形。 起吊时严禁钢筋笼下端在地面上拖引，以防造成下端钢筋弯曲变形。 为防止钢筋笼吊起后在空中摆动，在钢筋笼下端系上拽引绳以便人力操纵。
插入钢筋笼时，最重要的是使钢筋笼对准槽段中心、垂直而又准确的插入槽内。钢筋笼进入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，徐徐下降，不要因起重臂摆动或其他影响而使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。
5 水下混凝土灌注施工质量控制
混凝土灌注过程直接影响地下连续墙的施工质量，如果灌注过程控制不当，就会产生夹泥、断桩等现象，将会严重影响地下连续墙的抗渗性能和使用性能。具体控制措施如下：
1）导管无变形，接头处密封性良好，便于拼装；接头连接要牢固，防止漏入泥浆，污染混凝土。
2） 在钢筋笼吊装完毕后 4 h 内进行混凝土浇注，导管下口距孔底10～15 cm，不宜过大或过小；随着混凝土面的上升，要适时提升和拆卸导管，保持导管底端埋入混凝土面以下2～4 m，严禁将导管提出混凝土面[2]；导管提升时避免碰撞、挂住钢筋笼。
3）安排专人每 30 min 测量 1 次导管埋深及管外混凝土面高度，每 2 h 测量 1 次导管内混凝土面高度；混凝土应连续灌注不得中断，间歇时间在任何情况下不得超过30 min。
4）每个槽段设置 2 根导管（L 型槽段每边设 1 根导管），两导管距槽段端头不超过 1.5 m，槽内混凝土面均衡上升，两导管处的混凝土表面高差不大于 0.5 m，浇注混凝土面高程应高于设计要求。
6 结语
该工程中施工的20 幅地下连续墙，钢筋笼下放过程都很顺利，混凝土灌注过程正常，没有出现断桩和漏浆现象。 两基坑全部开挖到底后，根据开挖暴露出来的连续墙面的情况来看，质量控制的效果非常理想。 对6 幅地下连续墙进行超声波检测，结果均判定为一类桩。
参考文献：
[1] 从蔼森. 地下连续墙的设计施工与应用[M]. 北京 ：中国水利水电出版社，2000：508.
[2] 彭圣浩. 建筑工程质量通病防治手册[M]. 北京 ：中国建筑工业出版社，2006：269.
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