摘要:目前地下連續(xù)墻已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水利水電、建筑物地下室、地下構(gòu)筑物、市政工程、碼頭工程等很多的領(lǐng)域。本文介紹了建筑施工中的地下連續(xù)墻開挖技術(shù),闡述了地下連續(xù)墻的優(yōu)點(diǎn),分析了地下連續(xù)墻槽壁失穩(wěn)的影響因素,就此針對性地提出了連續(xù)墻的穩(wěn)定控制措施,以解決地下連續(xù)墻的槽壁失穩(wěn)問題,從而推廣地下連續(xù)墻的應(yīng)用。 

關(guān)鍵詞:地下連續(xù)墻;泥漿;失穩(wěn);影響因素 
  引言 
  地下連續(xù)墻開挖技術(shù)最早起源于歐洲,是根據(jù)打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆筑混凝土的方法而發(fā)展起來的。目前的主要施工流程就是預(yù)先進(jìn)行成槽作業(yè),形成具有一定長度的槽段,在槽段內(nèi)放人預(yù)制好的鋼筋籠,并澆筑混凝土建成墻段,如此連續(xù)施工,各墻段相互連接構(gòu)成一道完整的地下墻體。由于這種施工方法可以開挖任意深度和斷面的深槽,所以能夠根據(jù)設(shè)計(jì)要求,建造各種深度、寬度、形狀、長度和強(qiáng)度的地下墻,之所以具有如此廣泛的應(yīng)用,主要是因?yàn)榈叵逻B續(xù)墻具有以下一些優(yōu)點(diǎn): 
  1)施工時(shí)振動小,噪聲低,非常適于在城市施工。 
  2)墻體剛度大,用于基坑開挖時(shí),可承受很大的土壓力,極少發(fā)生地基沉降或塌方事故,已經(jīng)成為深基坑支護(hù)工程中必不可少的擋土結(jié)構(gòu)。 
  3)防滲性能好,由于墻體接頭形式和施工方法的改進(jìn),使?jié)B透系數(shù)可達(dá)到10 m/s~7 m/s以下,使連續(xù)墻幾乎不透水。 
  4)可以貼近施工。由于具有上述幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn),使我們可以緊貼原有建筑物建造地下連續(xù)墻。 
  5)可用于逆作法施工。地下連續(xù)墻剛度大,易于設(shè)置預(yù)埋件,很適合于逆作法施工。 
  6)適用于多種地基條件。地下連續(xù)墻對地基的適用范圍很廣,從軟弱的沖積地層到中硬的地層、密實(shí)的砂礫層,各種軟巖和硬巖等所有的地基都可以建造地下連續(xù)墻。 
  7)可用作剛性基礎(chǔ)。目前地下連續(xù)墻不再單純作為防滲防水、深基坑圍護(hù)墻,而且越來越多的用地下連續(xù)墻代替樁基礎(chǔ)、沉井或沉箱基礎(chǔ),承受更大的荷載。 
  1 地下連續(xù)墻槽壁失穩(wěn)的影響因素 
  由于地下連續(xù)墻開挖技術(shù)的廣泛應(yīng)用,隨之而來的槽壁穩(wěn)定問題也越來越引起重視。根據(jù)對大量失穩(wěn)實(shí)例的總結(jié)研究發(fā)現(xiàn),引起連續(xù)墻失穩(wěn)的影響因素主要有以下幾點(diǎn)。 
  1.1 地基土質(zhì)條件 
  地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是影響開挖穩(wěn)定性的主要因素之一。土的內(nèi)摩擦角越小,槽壁越容易發(fā)生坍塌。 
  土的密實(shí)度對槽壁穩(wěn)定性也有一定的影響。在泥漿護(hù)壁的條件下,黏性土由于密實(shí)性較高,泥漿很容易在槽壁上形成泥皮,并且粘聚力越大,所需的泥漿容重越小。非黏性土由于孔隙較大,泥漿會滲入土層一段距離,由于泥漿的膠凝作用會使泥漿不再滲入土層,使得在槽壁上形成泥皮。因此土的級配的好壞和平均粒徑大小對穩(wěn)定也有著重要的影響。 
  1.2 泥漿的性質(zhì) 
  目前,護(hù)壁泥漿絕大多數(shù)采用的是膨潤土泥漿。膨潤土泥漿具有觸變性,在水中會形成薄板狀顆粒的懸液,顆粒表面和端頭分別帶有負(fù)電荷和正電荷,通過正負(fù)電荷間的引力作用,在顆粒間形成弱膠結(jié),這種弱膠結(jié)性質(zhì)在開挖護(hù)壁中有兩個(gè)作用:1)可以懸浮部分開挖土顆粒,減少槽底沉渣;2)當(dāng)泥漿向孔周圍土體入滲,土顆粒問的孔隙被黏土顆粒封堵后,很快就可以在槽壁上形成一層類似于不透水薄膜的泥皮,以保證泥漿的靜液壓力作用在開挖槽壁上,抵抗槽壁周圍地基土體的土壓力和水壓力。在開挖過程中,泥漿對開挖穩(wěn)定的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 
  1)泥漿本身性質(zhì)的木足造成的破壞,如泥漿的種類選擇不當(dāng),容重不夠,質(zhì)量指標(biāo)達(dá)不到要求等。 
  2)泥漿液面標(biāo)高不夠,從而造成槽壁內(nèi)部壓力不平衡,主要是由于漏漿或跑漿,造成槽內(nèi)泥漿液面下降。 
  3)在開挖過程中由于土中細(xì)顆粒的混入,使得泥漿容重變大,從而提高了槽壁的穩(wěn)定性,這是有利的一面。 
  4)泥漿的滲入使得槽壁周圍土體變成土與膨潤土的混合物,土中的孔隙被泥漿填充,這將影響土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。 
  1.3 地下水位的影響 
  從力學(xué)角度看。泥漿壓力必須大于地下水壓力并平衡掉部分土壓力,護(hù)壁作用才能有效發(fā)揮。泥漿液面與地下水位之間的相對高差成為了工程實(shí)施的控制條件之一。一般要求泥漿液面高出地下水位1m或1.5m以上。地下水位越高,平衡它所需要的泥漿相對容重也越大,槽壁失穩(wěn)可能性也越大,因此潮汐、地表水流和降雨都會使地下水位發(fā)生變化,對槽壁的穩(wěn)定會造成一定的影響。 
  1.4 地下連續(xù)墻的開挖形狀 
  泥漿護(hù)壁開挖工程中槽段的形狀主要有圓形和矩形,當(dāng)然也有其他的特殊槽段如“L”形和“T”形等。顯而易見,軸對稱的圓形槽的開挖穩(wěn)定要高于矩形和其他形狀的槽段。這是因?yàn)檩S對稱情況下,槽壁上土體徑向應(yīng)力的釋放大部分會轉(zhuǎn)移到環(huán)向應(yīng)力當(dāng)中,形成封閉的應(yīng)力拱。對于矩形槽段,其長度是影響開挖穩(wěn)定性的主要因素。 
  1.5 施工的影響 
  地下連續(xù)墻的穩(wěn)定與施工作業(yè)也有密切的關(guān)系,主要表現(xiàn)如下: 
  1)開挖機(jī)械的重量和施工振動對泥漿護(hù)壁開挖的穩(wěn)定性是不利的。施工機(jī)械對槽段的荷載作用,以及開挖過程中抓斗對泥漿的擾動,不利于泥漿在槽壁上形成泥皮,從而影響了槽段的穩(wěn)定性。  
  2)施工順序?qū)Σ郾诜(wěn)定性也有一定的影響。對于地下連續(xù)墻,采取間隔施工比順序施工更有利于地基土拱的發(fā)揮,提高開挖的穩(wěn)定性。 
  連續(xù)墻穩(wěn)定控制措施,以上分析了各種因素對槽壁穩(wěn)定性的影響。在實(shí)際的施工過程中,應(yīng)對可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行分析,并結(jié)合行之有效的措施來保證槽壁的穩(wěn)定。 
  1)加大泥漿比重。改善泥漿的性能,或開發(fā)新性能泥漿。在特殊的槽段下對泥漿增加比重大的添加劑對槽壁穩(wěn)定是有利的,或者是研究開發(fā)新性能的聚合物泥漿。 
  2)利用槽段的形狀充分發(fā)揮地基土的拱效應(yīng)。合理設(shè)置槽段的長寬比,充分利用土的自成拱能力,使槽段更易于穩(wěn)定。 
  3)充分利用導(dǎo)墻的支護(hù)效果。在連續(xù)墻施工前澆筑混凝土導(dǎo)墻,一方面能夠提高表層臨空面土體的穩(wěn)定性,另一方面就是控制開挖的垂直度。 
  4)施工細(xì)節(jié)的控制。如連續(xù)墻垂直度的控制,抓斗在成槽過程中的提升速度,施工機(jī)械避免對槽壁造成超載等。 
  2 結(jié)束語 
  地下連續(xù)墻占地少,可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間,充分發(fā)揮投資效益,地下連續(xù)墻也存在一些不足之處,如在特殊的地質(zhì)條件下會增加很大的施工難度,如果施工不當(dāng)容易引起相鄰槽段漏水、坍塌等情況。文中對造成坍塌的原因進(jìn)行分析,對地下連續(xù)墻槽壁失穩(wěn)的影響因素,并針對性地提出了連續(xù)墻的穩(wěn)定控制措施,以供借鑒、參考。