超深地下连续墙施工技术调研总结.docx

超
深
地
下
连
续
墙
调
研

项目体
1、 500KV
2、 淮海路襄阳路口（陕西路）3号地块
3、 南京路东站（河南路口）
4、 嘉里（浦西）（铜仁路、南京西路路口）
5、 浦东陆家嘴（陕西路）X-2地块

调研内容
1、 地质条件（进7-1、7-2层深度）
2、 地墙规格（宽度、深度）
3、 成槽方式及设备（型号、抓斗重量）
4、 成槽工效（平均）
5、 质量情况及保证措施

前言
一般50m 以上深度的地下连续墙为大深度地下连续墙,厚度大于1. 2m 以上的地下连续墙为大厚度地下连续墙。这类连续墙施工的特点与难点主要有:
(1) 在上海超深地墙穿越硬土层的成槽掘进困难而且工效低。土层为较坚硬土层的⑦层砂质粘土和粉砂层,尤其是⑦2 层粉砂层,其标贯击数达50 击,比贯入阻力高达23. 23MPa 左右(相当于C25混凝土) ,根据以往类似土层的工程实践经验,该层土的成槽功效极低,速度仅约为0. 3～0. 5m/ h 抓斗,而且抓斗齿损坏更换频繁。
(2) 超深地下连续墙锁口管起拔难度大。根据初步经验估算,在理想垂直状态下,顶拔锁口管需克服的锁口管自重(约50 吨) 与侧壁土摩阻力(单位侧阻取20kN/ m2) 之和就已达600 吨以上。如此大的顶拔力对锁口管自身与导墙承载力的考验都是相当大的,因管身材料焊接加工质量或导墙后座强度不够导致锁口管拔断或埋管的风险几率将大为增加。
(3) 超深地下连续墙槽壁稳定与垂直度控制技术难度增加。由于单幅槽段深度大,槽段成槽时间将较长,对泥浆护壁的槽壁稳定要求将更高。另外随着深度越深,垂直度的倾斜量值将越大,因此对成槽机垂直度的控制难度也更大,相应地也要求操作精度更高。

1、500KV地下连续墙（54m）
一、 地质资料
l 潜水
本场地浅层地下水属潜水类型，补给来源主要为大气降水、地表径流，水位动态为气象型。
l 承压水
本场地承压水分布于⑦1、⑦2和⑧3、⑨层中。本工程底板位于第⑦1层承压水层中，因此须针对底板抗渗以及底板与地下连续墙交界面位置防渗漏进行专项处理。

二、地墙规格
l 宽：1200
l 深：-3.500至-57.500m（穿透⑦1、⑦2层）
l 垂直度控制：<1/600
l 沉渣控制： <10cm
l 地下连续墙砼：C35S12
l 槽段接头：工字钢接头
三、成槽方式及设备

Ø 上部抓斗成槽：
对于上部在7层土（约30m）前的土层，用CCH500-3D真砂抓斗成槽机直接抓取。抓斗的抓取效率也可以保证。
设备型号
CCH500-3D
最大开
挖深度
34m
开挖尺寸
1.2×2.7m
最大起重量
50t
抓斗斗体重量
14吨

Ø 下部铣削成槽：
进入到7（约30m）层土层后，用液压铣槽机铣削（BC40液压铣和MBC30液压铣），铣槽机机体长度比较长，机体重量对控制成槽的垂直精度非常有帮助，直至终孔。
设备型号
BC40型
最大开挖深度
65m
履带尺寸
长6m宽5m
整机重量
163吨
发动机功率
605
铣头厚
1.2m
铣头宽度
2.8m
桅杆高度
39m

四、工效分析

l CCH500-3D真砂抓斗成槽+BC40铣槽机：
2006.1.18—2006.6.18，完成了46幅，实际用工140d，平均1幅/3天
l CCH500-3D真砂抓斗成槽+MBC30铣槽机：
2006.3.10—2006.6.18，完成了28幅，实际用工85d，平均1幅/3天
抓槽平均用时: 27.5小时/幅
铣槽平均用时：34小时/幅
砼浇捣平均用时：6.9小时/幅
钢筋笼吊装平均用时：9.7小时/幅
垂直度 1/650 – 1/900

五、结论

1、本工程采用的抓铣结合的成槽工艺是合理的, 保证了地下连续墙的高垂直度要求,大大提高了施工工效。
2、在采取合理的措施情况下,超宽槽壁(B=6.69m)的稳定性是能够得到保证的.1、 合理的泥浆配比(1.18-1.20)；2、控制成槽、铣槽速度（15m/h)；3、针对性的地面加固措施
3、防绕流措施起到相应的效果；外包簿铁皮；空腔石子的同步回填
4、采用专用的泥浆处理循环系统,能控制泥浆指标、槽底沉渣厚度，并提高泥浆的循环使用与回收。
5、加强对铣槽机设备的专业管理。提高设备的维修效率，以保证连续施工。对铣轮加以改进，以更加适合粉质粘土层。
6、施工前期，铣槽机施工过程中曾出现机械故障，经过两套设备定期维护后，施工基本顺利，施工效率能够得到保障。
7、因地墙较宽（1.2m）,机械上有控制垂直度的设施，再根据现场监测仪器监测结果，施工过程遇到具体问题加以调整，垂直度满足要求。

2、上海淮海中路3号地块地墙(52m)
一、地质资料
土层编号
土层名称
土层特性
①1 层
人工填土
上部以杂填土为主，含大量碎砖、碎石；下部以粘性土为主，含少量杂物。
②层
褐黄～灰黄色粉质粘土
可塑，中压缩性，土性均匀。
③层
淤泥质粉质粘土
流塑，高压缩性，抗剪强度低。夹有薄层粉性土，开挖时局部可能会产生管涌、流沙现象。
④层
灰色淤泥质粘土
流塑，高压缩性，抗剪强度低，具流变特性和触变特性，该层中部夹少量薄层粉砂土。
⑤1- 1 层
灰色粘土
软塑，高压缩性，层中含少量有机质。
⑤1- 2 层
灰色粉质粘土
可塑，中压缩性，层中夹姜结石，局部夹砂质粉土。
⑥层
暗绿色～草黄色粉质粘土
硬塑，中压缩性，含氧化铁条纹及铁锰质结核，土质较好，上海地区俗称" 硬土层"。
⑦1 层
草黄色砂质粉土
密实，中压缩性，土性较好，该层土埋深约30.5～44.9m，平均厚度9.5m。局部夹黄色粉质粘土，土质相对较软弱。
⑦2 层
黄～灰色粉砂土
密实，中～低压缩性，土质均匀，土性较好，该层土埋藏深度约39.7～80.5m，平均厚度29m。
⑨层
粉细砂
平均层厚25m。密实，土质尚均匀，土性极好，中～低压缩性。

二、地墙规格
l 宽：1000
l 深：52m（穿透⑦1层、深入⑦2层）
l 垂直度控制：<1/500
l 地下连续墙砼：C35S8
三、成槽方式及设备
l 成槽方式选择：试成槽过程中，采用HS881 大真砂成槽抓至约45 m后，挖掘困难，难以继续挖深，抓斗未能达到预期结果。整个成槽过程中，40 m以上成槽速度正常，40 m以下成槽困难，挖掘速度明显变慢，至45 m无法继续下挖。成槽垂直度经超声波测试，垂直度良好。结合工期要求，最终采用抓铣结合的成槽方式。
1、 上部抓斗成槽：对⑦1 层土前的土层（一般为0～35 m），用HS881HD+ 大真砂抓斗成槽机直接抓取。抓斗的抓取效率可保证。
2、 下部铣削成槽：进入到⑦1 层土层后，用液压铣槽机铣削，铣槽机机体长度比较长，机体重量对控制成槽的垂直精度有很大帮助，直至终孔。
l 成槽设备：HS881 大真砂成槽机+BC25 铣槽机
设备型号（铣槽机）
BC40型
最大开挖深度
58m
发动机功率
365KW
最大起重能力
100吨
泥浆泵排量
375h
铣头宽度
2.8m

四、工效分析
抓铣结合的成槽工艺完成1 幅槽段的绝对时间约为35 h，其中，抓斗抓取上部30～35 m土层平均耗用绝对时间约为10 h，铣槽机施工下
部17～20 m土层耗用绝对时间约为25 h。因此，在设备运转正常的前提下，采用抓铣结合成槽工艺施工超深地墙将大大提高超深地墙的施工工效。
五、质量保证措施
（1）成槽时，泥浆应随着出土补入，保证泥浆液面在规定高度。
（2）成槽机掘进速度应控制在5 m/h 左右，液压抓斗不宜快速掘进，以防槽壁失稳，确保成槽垂直度。
（3）铣槽机进尺速度也应控制，特别是在软硬层交接处，以防止出现偏移、被卡现象。
（4）施工过程中大型机械不得在槽段边缘频繁走动，以确保槽壁稳定,同时要安排专人清理铣槽机施工场地，避免废弃钢筋等落入槽段堵塞或损坏铣槽机泥浆循环管路。
（5）成槽过程中如发现大塌方现象，采用回填粘性土，待处理后再进行施工。
六、结论
（1）大真砂液压抓斗成槽机在标贯击数超过的60 击的⑦2 层粉砂层中成槽掘进困难，几乎难以进尺，因此对于深入⑦2 层粉砂层的地墙必须考虑其他的成槽工艺。
（2）采用抓斗抓取上部较软土层，可以充分发挥抓斗在较软土层中挖掘速度快的优点，而在下部较硬的砂层中采用铣槽机铣槽施工则可以有效解决抓斗不能掘进的难题，同时在设备运转正常的情况下，可以保证成槽的施工速度。因此，抓铣结合的成槽工艺是施工超深地墙切实可行且行之有效的成槽工艺。
（3）抓铣结合成槽的垂直度良好，尤其是铣槽机成槽的垂直度能够有效保证。因此，抓铣结合成槽工艺在施工对成槽垂直度要求高的超深地墙中具有一定优势。但由于抓斗成槽的垂直度对整个槽段的垂直度有先决导向作用，施工中必须严格控制抓斗成槽速度，确保成槽垂直度。
（4）施工中铣槽机和除砂机的故障发生率高，对施工速度影响很大，因此应在以后的使用中加强铣槽机和除砂机的保养工作，降低其故障发生率。
（5）由于超深地墙成槽时间长，为避免槽壁塌方，成槽施工过程中必须严格禁止大型机械设备在槽段周围走动；同时注意施工区域的清理，防止废钢筋等杂物掉入槽段内，损坏铣槽机。