浅析影响地下连续墙槽壁稳定的因素

摘要：随着高层建筑的不断发展,深基础也蕴育而生,地下连续墙以自己独特的优势成为全国各地城市深基础施工优选的工艺,它有着施工无振动，对周边环境影响小;可以划分不同的槽段单元；可适用于各种土层；槽段工艺重复，容易掌握；可与逆筑法施工相结合加快进度，缩短工期等优点。但施工中槽壁稳定性受泥浆、地质、施工过程诸多因素影响,一旦控制不好，就出现槽壁失稳，从而产生塌孔、砼夹层、渗漏、管角等问题，如何保证槽壁的稳定性，我们得从以下几个方面分析原因，制定应对措施。

关键词：地下连续墙；槽壁；稳定；泥浆；塌孔；槽段；管理

中图分类号： C93 文献标识码： A

1以工程实例分析地下连续墙槽壁失稳

宁夏固原市原州区防渗墙工程中段施工，全长1.988km，部分施工段靠近市区，位于固原市原州区彭堡水源地下水库附近，工程临近主路的市政管辖区，施工条件差，场地狭小，设计基坑深度-11.0m，基坑内地质条件，自地表以下-1.3m为杂填土，局部为素填土，-2.5m以下依次为砂土、淤泥质黏土、粘土，墙体厚度0.8m，深度20m。其中2号线基坑深度17m，4号线基坑深度23.4m，连续墙入土深度28m；该地下连续墙工程出现四次槽壁塌方事故， 经过大量的试验定性分析，主要原因有“泥浆、水文地质条件、施工方案及过程控制”三方面因素。

1.1确定工艺流程，控制关键工序

在地下连续墙施工过程中，为保证工程质量，最重要的是把握施工工艺流程，控制施工中的关键工序，首先确定施工工艺流程图如下：

图1-1

在本工艺流程中主线是：挖导沟筑导墙挖槽吸泥清底吊接头箱放钢筋笼插导管浇筑混凝土，其中修筑导墙施工时确保地下连续墙的轴线位置及成槽质量的关键工序，是必不可少的临时结构，因此导墙必须有足够的刚度、强度和精度，必须满足挖槽机械的施工要求。

1.2分析适用范围，制定相应导墙施工方案

对于不同的槽段开挖时，根据不同的情况，我们选择不同的施工方案，施工过程中主要考虑以下要点：

导墙的形式选择，要根据开挖后具体土质情况及地下水位的高低进行选择设置。并对特殊土质需要进行特殊处理。

一般地段采用标准导墙，在遇到松软杂填土及原有河流回填等部位采用深导墙处理方式。深导墙施工时，导槽开挖至原土部位，用1：8水泥土局部换填处理。当处理后的地基满足导墙施工要求时，再按要求组织开挖，进行导墙施工。

2 泥浆因素

2.1泥浆的制备及作用

在分析槽壁塌方事故中，很多因素都是因为泥浆问题引起的，为了保持开挖沟槽土壁的稳定，要不断地向沟槽内供给优质的稳定液—泥浆。泥浆在成槽过程中起着护壁、携渣、冷却机具的重要作用，在施工过程中新配置泥浆和泥浆循环过程中的再生处理也就非常关键了。

由于泥浆本身具有一定的比重，当槽内泥浆液面高出地下水位一定髙度时，泥浆就对槽内土壁产生一定的静水压力，从而可使泥浆的静水压力作用在槽壁上，有效地维护土壁的稳定和防止地下水渗入。所以泥浆的正确配置及使用是保证挖槽机成槽的关键，泥浆的质量直接影响着槽壁的稳定。

2.2控制泥浆配比及成分

泥浆的配合比，应考虑泥浆的护壁、携渣效果的经济性，根据土的性质，通过不断试配修正，最后确定适用的配合比。

泥浆配置的材料有膨润土、CMC和纯碱（Na2CO3），泥浆中各种材料的用量根据泥浆的性能指标，由试验确定，一般可按下列重量配合比试配：水：膨润土：CMC：纯碱=100：(8～10)：:(0.1～0.3)：(0.3～0.4)。

各种成分的积极作用分析如下：

a)膨润土：膨润土遇水膨胀，粘性和可塑性都较大的粘土。颗粒就在槽壁表面形成一种薄而韧的不透水泥皮，保持槽壁土质的稳定。

b)火碱（CMC) ：火碱在泥浆中是一种高分子化学浆糊，可以包裹住膨润土颗粒，防止水泥等有害 杂质污染泥浆，有利于维护槽壁的稳定。

c)碳酸钠：碳酸钠在泥浆中起分散剂的作用，防止水泥污染和膨润土凝聚沉淀而造成的塌方事故。

2.3泥浆质量管理工作

加强泥浆的质量管理就是指在整个施工过程中，要严格保证泥浆应有的物理性质和化学性质。 具体措施有：

a)在施工前，就必须根据工程实际的土质情况来确定泥浆的配合比。根据保持槽壁稳定所须要的泥浆粘度确定膨润土和火碱CMC的掺量。

b)泥浆的比重是一项极重要的指标，泥浆的比重大还可以提高对土渣的悬浮能力，在施工中，要每两小时测定一次。

c)在地下连续墙施工过程中由于粘土的细小颗粒、砼中的钙离子、土中的阴离子，雨水等混入泥浆后，泥桨的性质会发生变化，致使泥浆从悬浮分散状态向凝聚状态转化，所以在施工中，要不断地对泥浆进行取样试验，测试泥浆的比重、粘度、泥皮形成能力等技术指标，由此来决定是否要修改配合比，或是舍去被污染的废浆。

实践证明，只有加强泥浆的质量管理，才能针对不同的土层、土质情况，保证泥浆质量，让泥浆真正起到液体支撑的重要作用，有效地维护墙壁稳定，保证施工的顺利进行。

3 地质因素

基坑内的土质条件和地下水位的相对髙度直接影响着槽壁稳定。如果基坑内地质情况不明， 成槽时基坑内还有不明障碍物，各层土质情况还没有弄淸楚就盲目施工均会造成连续墙槽壁的失 稳。

土力学认为，土质的好坏是由基坑内土体的内摩擦角来反映的。内摩擦角越大，土质条件就越好，就不容易发生塌方；反之也就较容易发生槽壁坍塌；所以，在固原防渗墙工程中段这类软弱淤泥质土层或粉砂层中施工连续墙时,就要根据不同的土质条件选用不同的泥浆配合比，不断调整泥浆的性能指标，才能防止槽壁坍方亊故的发生。

另外，由于本身地质条件或降雨等原因，地下水位急剧上升后，就极易发生槽壁失稳、坍方。施工中采用了对槽段进行局部井点降水的方法，取得了较好的效果，证明了降低部分地下水位,对保证槽壁的稳定会起较大的作用。

4 施工因素

影响槽壁稳定的施工因素包括单元槽段长度、振动，地面附加荷载等。

4.1单元槽段开挖及划分长度

单元槽段长度是关系到连续墙施工质量的关键因素之一。单元槽段长度选取较长，对减少接头数量、提高墙体整体性和截水防渗能力、简化施工有成效。但由于槽壁土层的稳定性、泥浆产量及护壁能力、砼供应能力等诸多方面因素的影响，单元槽段长度又受到限制。本工程地下连续墙单元槽段长度分成6m和4m两种，槽段长的是短的塌方事故频次的两倍，分析原因之一是在实际施工中地质情况与地质资料有较大出入，加上在市区施工，商品砼不能及时到位而深槽搁置时间过长，泥浆质量变化，导致产生了较多的长槽壁塌方现象；原因之二是单元槽段长度越长，成槽内形成土拱的作用就小，槽壁越不稳定，所以长槽段的稳定性小于短槽段。这都有力的证明了单元槽段长度过长是槽壁失稳的原因之一。

4.2地面振动，附加荷载过大

挖槽、吊放钢筋笼及浇注砼的施工中，挖槽机械、商品砼车辆不断在深槽边振动，来回碾压， 扰动土体，致使杂填土松散.砂土液化也是引起槽壁失稳的原因。

5 结束语

综上所述，地下连续墙是深基坑施工中应用较多的一项新技术，在分析了连续墙槽壁失稳的主要原因后，在具体的施工实践中就采取 诸如：加强泥浆质量管理、根据土质选择泥浆配合比、缩小单元槽段长度、保证泥浆水头、注意地下水位的变化、对地基降水加固，在槽边铺设路基箱或在槽边地面上浇砼地坪，减少对槽壁土体的扰动等综合技术措施来预防槽壁失稳、坍塌亊故的发生。这样，从而提高地下连续墙施工质量。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范GB50007-2011 [S].2011:238-259。

[2] 杨跃.现代高层建筑施工[M].武汉 :华中科技大学出版社.2011:35-46。

作者简介：

张艳慧（1978-），女， 河北唐山人，讲师；主要从事建筑工程施工及工程项目造价管理的工作及教学研究。