摘要：廣州地鐵二號(hào)線洛溪站鄰近洛溪新城居民小區(qū)，由于周遍房屋住宅密集，經(jīng)過(guò)評(píng)估，是廣州地鐵建設(shè)的最大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)之一。為了基坑施工對(duì)房屋地基土變形及擾動(dòng)減小至最低限度，車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)選用1.2m厚地下連續(xù)墻施工（廣州地鐵首次設(shè)計(jì)使用）。本文主要介紹使用BC30液壓銑槽機(jī)施工1.2m厚地下連續(xù)墻技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)地鐵洛溪站工程實(shí)例介紹銑槽機(jī)成槽原理、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合基坑開(kāi)挖后圍護(hù)墻的使用狀況對(duì)此項(xiàng)施工技術(shù)提出改進(jìn)建議。
　　關(guān)鍵詞：銑槽機(jī)；連續(xù)墻；改進(jìn)建議
　　1、工程概況
　　洛溪站位于廣州番禺區(qū)洛溪島新浦路，車站基坑長(zhǎng)164m，底板埋深25m，車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1.2m厚連續(xù)墻，深度達(dá)29-30m。洛溪站周邊房屋住宅密集，且離基坑近，與周邊建筑物最小距離只有1.7m,圍護(hù)支撐采用4道混凝土支撐+1道鋼支撐。地下連續(xù)墻嵌固深度為進(jìn)入基坑底2.5m～5.5m，最大槽深約30.0m，最大墻幅為6.5m，共88個(gè)槽段（連續(xù)墻中心線周長(zhǎng)381.4m）。其中，Ⅰ序槽（分別為“一”“Z”“L”型槽）44幅，長(zhǎng)度6.5～2.4m；Ⅱ序槽44幅，長(zhǎng)度2.8m。地下連續(xù)墻槽段間接頭采用切削相接的形式連接。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，現(xiàn)有建筑物基礎(chǔ)樁采用樁長(zhǎng)約16-20mφ480錘擊式沉管灌注樁和φ400預(yù)制管樁，淺于基坑深度。
　　本工程地層情況為第四系、白堊紀(jì)紅層泥質(zhì)粉砂巖，地面以下0～3m為人工填土層；2.0～12m淤泥層；7.2～20.5m為粉細(xì)砂層；16.5～20.5m為全風(fēng)化巖層；17.5～29.0m為強(qiáng)風(fēng)化巖層；19.0～30.0m為中風(fēng)化巖層；20.5～30.0m為微風(fēng)化巖層。其中連續(xù)墻進(jìn)入微風(fēng)化巖層最深的約12m。單軸最大抗壓強(qiáng)度為38Mpa，平均抗壓強(qiáng)度20-25Mpa。車站南端離珠江不足300m，地下水與珠江水系聯(lián)系密切。
　　2 基坑圍護(hù)選型及其工程特點(diǎn)
　　2.1地鐵洛溪站車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型及其工程特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　1) 車站地質(zhì)：洛溪站底板埋深為24~25.6m，連續(xù)墻槽最深為30m。由于淤泥和砂層總厚度達(dá)14~17m，而且離珠江不足300m，地下水與珠江水系聯(lián)系密切，含水豐富，基坑圍護(hù)施工地質(zhì)情況很差。地層情況為地面下1m起即為厚度大于15m砂層，砂層以下即為硬度約25-45MPa的中、微風(fēng)化巖石。圍護(hù)墻基底嵌巖深度分別為2.5m、3.5m、5.5m。其中，北端比南端微風(fēng)化巖面高，北端連續(xù)墻嵌巖8～12m。
　　2) 車站周邊環(huán)境：車站基坑周邊建筑物密集，最近處距基坑邊不足2m。現(xiàn)有建筑物以多層框架為主，基礎(chǔ)樁采用樁長(zhǎng)約16-20mφ480錘擊式沉管灌注樁和φ400預(yù)制管樁，樁臺(tái)多為一樁或二樁臺(tái)，樁尖置于全風(fēng)化層或強(qiáng)風(fēng)化層的摩擦端承樁（淺于基坑深度），而且地下15m以內(nèi)基本上為砂層，基坑施工時(shí)失水會(huì)導(dǎo)致周邊地層沉降，從而使房屋基礎(chǔ)產(chǎn)生負(fù)摩阻力，引起房屋基礎(chǔ)及整體的沉降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使房屋產(chǎn)生裂縫，影響房屋的正常使用。因此圍護(hù)墻成槽質(zhì)量和實(shí)體質(zhì)量的施工對(duì)周邊建筑物的影響很大。
　　3) 基坑設(shè)計(jì)控制：由于周遍房屋住宅密集，基坑施工要求對(duì)房屋地基土變形及擾動(dòng)減小至最低限度。本基坑的安全等級(jí)為一級(jí)，位移要求值嚴(yán)格不能超過(guò)30mm，實(shí)際設(shè)計(jì)限定最大位移20mm。因此根據(jù)本基坑開(kāi)挖深度，基坑四周對(duì)擋土防水結(jié)構(gòu)的嚴(yán)格要求，并在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)考慮周圍房屋基礎(chǔ)的荷載，確定采用1.2m厚的連續(xù)墻以滿足配置縱向受彎鋼筋和保證一級(jí)安全等級(jí)的位移要求的最小剛度。
　　2.2用傳統(tǒng)的“沖孔抓槽”工藝施工洛溪站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1.2m厚地下連續(xù)墻，受抓槽機(jī)械限制，難于施工大于1m厚以上的地下連續(xù)墻；洛溪站狹窄的施工場(chǎng)地?zé)o法滿足傳統(tǒng)的“沖孔抓槽”工藝鉆機(jī)擺放、泥漿池、棄渣池等布設(shè)。傳統(tǒng)的“沖孔抓槽”工藝也不適應(yīng)洛溪站的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境。故經(jīng)比選，確定使用德國(guó)寶峨BC30液壓銑槽機(jī)成槽施工連續(xù)墻。
　　3 BC30雙輪銑槽機(jī)的成槽原理
　　3.1 BC30雙輪銑槽機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表：
　　

　　3.2 銑槽機(jī)工作原理
　　銑槽機(jī)工作原理：銑刀架是一個(gè)高15m、重30t帶有液壓和電氣控制系統(tǒng)的鋼制框架，下部安裝3個(gè)液壓馬達(dá)，水平向排列，兩邊馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)裝有銑齒的銑輪。銑槽時(shí)，兩個(gè)銑輪低速轉(zhuǎn)動(dòng)，方向相反，其銑齒將地層圍巖銑削破碎，中間液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泥漿泵，通過(guò)銑輪中間的吸砂口將鉆掘出的巖渣與泥漿混合物排到地面泥漿站進(jìn)行集中除砂處理、然后將凈化后的泥漿返回槽段內(nèi),如此往復(fù)循環(huán),直至終孔成槽。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　圖1銑槽機(jī)示意圖                                                        圖2槽段劃分示意圖                                                 圖3銑輪工作原理示意
　　4 施工介紹
　　與傳統(tǒng)的“沖孔抓槽”工藝施工地下連續(xù)墻相似，使用BC30液壓銑槽機(jī)施工1.2m厚地下連續(xù)墻技術(shù)工藝大體分為導(dǎo)墻施工-泥漿制作-成槽-鋼筋網(wǎng)制作及安裝-清槽-水下混凝土澆注。由于成槽設(shè)備不同，銑槽機(jī)施工1.2m厚地下連續(xù)墻有其特別之處。
　　4.1連續(xù)墻槽段劃分
　　1) 連續(xù)墻槽段劃分考慮一般因素有：成槽的地質(zhì)條件、地連墻圍護(hù)受力、鋼筋網(wǎng)起吊、“開(kāi)塞”砼灌注條件等確定標(biāo)準(zhǔn)單元槽段長(zhǎng)度。但是本工程成槽機(jī)械刀架的長(zhǎng)度2.8m的特點(diǎn)是槽段劃分的決定因素。
　　2) 本工程使用的雙輪銑槽機(jī)一次洗槽寬度為2.8米，連續(xù)墻分為Ⅰ序槽和Ⅱ序槽。其中，Ⅰ序槽長(zhǎng)度一般為5.9～6.5m，每槽分三刀成槽，即先銑左右再銑中間；左右兩刀長(zhǎng)度各為2.8m，為了兩個(gè)銑輪受力均衡，保證成槽的垂直度，中間一刀長(zhǎng)度不大于1.5m；連續(xù)墻的轉(zhuǎn)角槽段，包括“L”型和“Z”字型均設(shè)為Ⅰ序槽。見(jiàn)圖4。
　　3) Ⅱ序槽長(zhǎng)2.8m，一刀成槽。
　　4.2Ⅰ、Ⅱ序槽段接頭處理：Ⅱ序槽是在左右兩個(gè)Ⅰ序槽砼達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行成槽的，成槽時(shí)銑輪在Ⅰ序槽的接觸面上銑切出20cm厚的新鮮砼接觸面，從而確保了Ⅰ、Ⅱ序槽砼的緊密結(jié)合。見(jiàn)圖5。
　　
　　圖4Ⅰ序槽三刀成槽示意圖圖5接頭施工示意圖
　　4.3成槽質(zhì)量控制主要從銑槽機(jī)開(kāi)槽定位控制、垂直度控制和成槽速度控制三方面控制。
　　1) 銑槽機(jī)開(kāi)槽定位控制：在銑槽機(jī)放入導(dǎo)墻前，先將銑槽機(jī)的銑輪齒最外邊對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)墻頂?shù)牟鄱问┕し艠泳�，銑輪兩側(cè)平行連續(xù)墻導(dǎo)墻面，待銑輪垂直放入導(dǎo)墻槽中再用液壓固定架固定銑槽機(jī)導(dǎo)向架，固定架固定在導(dǎo)墻頂，確保銑刀架上部不產(chǎn)生偏移，保證銑槽垂直。
　　2) 垂直度控制及糾偏：電腦控制成槽的垂直度，始終保證成槽的垂直度在設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范內(nèi)，如有超出垂直度偏差的，回填石渣或C10低標(biāo)號(hào)的砼至超出垂直度槽深的上部1.0m，再重新銑槽直至將其修正在連續(xù)墻設(shè)計(jì)垂直度允許范圍之內(nèi)。曾經(jīng)在洛溪站因一幅連續(xù)墻槽段傾斜過(guò)大，造成鋼筋籠無(wú)法放下，原因是銑槽機(jī)垂直度控制的儀器儀表失靈造成人為控制出現(xiàn)誤差。
　　3) 成槽速度控制：為保證成槽的垂直度，在開(kāi)槽及銑槽機(jī)導(dǎo)向架深度內(nèi)，控制進(jìn)尺稍慢，保證開(kāi)槽的垂直度，在進(jìn)入巖層時(shí)為防止同一銑刀范圍內(nèi)巖層高差較大，兩邊銑輪受力不同容易出現(xiàn)偏斜，更要控制好進(jìn)尺，盡量控制進(jìn)尺偏慢，保證成槽垂直度在設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范允許范圍內(nèi)。
　　4.4使用BC30液壓銑槽機(jī)施工1.2m厚地下連續(xù)墻特點(diǎn)是成槽與清槽同時(shí)進(jìn)行，邊成槽邊清槽。銑槽完畢后，用銑槽機(jī)的反循環(huán)系統(tǒng)清除沉積槽底沉碴，提高成墻質(zhì)量。
　　4.5洛溪站使用BC30液壓銑槽機(jī)完成88個(gè)槽段地下連續(xù)墻，統(tǒng)計(jì)分析得出三組數(shù)據(jù)值得后續(xù)工程借鑒。
　　1) 88個(gè)槽段共澆筑混凝土13000m3，混凝土充盈系數(shù)為1.05，說(shuō)明槽孔垂直度和平整度較好。而地鐵南浦站采用傳統(tǒng)的施工工藝連續(xù)墻砼充盈系數(shù)達(dá)到1.17左右。
　　2) 洛溪站1.2m厚連續(xù)墻26m深代表性槽段為例，地面下1m起即為約15m砂層，砂層以下即為約10m硬度約25-45MPa的中、微風(fēng)化巖石。銑槽施工每刀只需連續(xù)銑槽8小時(shí)即可完成，一個(gè)6.8m的Ⅰ序槽只需三刀即可完成，需時(shí)24小時(shí)；若采用“沖孔抓槽”工藝粗略估算6m長(zhǎng)的槽段3個(gè)端頭孔沖孔需3天，按10m的修巖深度，需使用3-4天時(shí)間方可完成槽底修整，需時(shí)7天以上方可完成。
　　3) BC30液壓銑槽機(jī)銑削刀齒可分為羊角齒、平齒和錐齒，施工時(shí)可根據(jù)不同的地層選用。本工程銑槽機(jī)實(shí)際選用平齒刀，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析得出平齒刀進(jìn)尺參數(shù)表。
　
　　5 銑槽機(jī)施工連續(xù)墻的優(yōu)點(diǎn)
　　與傳統(tǒng)的“沖孔抓槽”成槽工藝相比，銑槽機(jī)銑削成槽施工工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　　1) 施工效率高，尤其適應(yīng)在全強(qiáng)中風(fēng)化巖層，比常規(guī)的“沖孔抓槽”成槽施工工藝快2～3倍。
　　2) 成槽精度高。如29m長(zhǎng)的鋼筋網(wǎng)可以一次下放到底，不存在任何障礙，砼澆筑充盈系數(shù)為1.05左右，說(shuō)明槽孔垂直度和平整度較好。
　　3) 清孔質(zhì)量好、速度快。采用反循環(huán)泥漿只需半個(gè)小時(shí)清孔，使得砼澆筑時(shí)間大大縮短。“L”型和“Z”字型槽可正反循環(huán)交替清孔。
　　4) 泥漿損失少，循環(huán)利用率高。
　　5) 文明施工能較好地控制，環(huán)境污染小，全過(guò)程無(wú)較大的沖擊和震動(dòng)，特別適合市內(nèi)基坑圍護(hù)施工。
　　6 銑槽機(jī)成槽改進(jìn)建議
　　6.1使用BC30液壓銑槽機(jī)在全強(qiáng)中風(fēng)化巖層（45Mpa以內(nèi)），銑削工效高，成槽質(zhì)量好，清槽速度快，精度高；但在弱風(fēng)化巖層中（80Mpa以上），適應(yīng)性較差，進(jìn)尺慢。
　　6.2基坑圍護(hù)墻使用狀況統(tǒng)計(jì)表明，局部槽段接縫不嚴(yán)且漏水點(diǎn)較多，在連續(xù)墻內(nèi)側(cè)接縫處形成寬3～10cm，深5～10cm小縫。改進(jìn)建議為：在Ⅱ序槽段成槽結(jié)束后應(yīng)對(duì)接頭進(jìn)行清理，在下鋼筋籠前使用帶鋼刷的沖槽清理接頭；漏水點(diǎn)需要及時(shí)采用縫前灌漿堵漏處理，消除圍護(hù)止水隱患；Ⅱ序槽混凝土摻入10-16%膨脹劑，減小Ⅱ序槽混凝土的收縮變形。
　　6.3本工程使用的銑削搭接（0.2m）的接頭方法，按連續(xù)墻的垂直度的規(guī)范偏差要求，此種接頭處理建議在槽深40m以內(nèi)使用。否則，調(diào)整銑削搭接長(zhǎng)度。
　　6.4為保證導(dǎo)向架的固定和連續(xù)墻的垂直度，建議改進(jìn)垂直度監(jiān)測(cè)測(cè)量控制好導(dǎo)墻的深度最好能達(dá)到2.6m處范圍。另外，Ⅱ序槽施工前應(yīng)把Ⅰ序槽地面以下2.6m深范圍內(nèi)凸出的砼面修平，以免銑槽機(jī)施工時(shí)影響連續(xù)墻的垂直度。
　　6.5對(duì)Ⅱ序槽銑削Ⅰ序槽20cm厚的砼應(yīng)控制好銑削的時(shí)間，最好是在Ⅰ序槽澆灌完砼后5天左右進(jìn)行銑削；同樣因槽段垂直度問(wèn)題致使鋼筋籠沒(méi)法下到底而采用砼充填的槽段也應(yīng)考慮在砼澆灌后5天左右進(jìn)行銑削比較適宜。
　　7 結(jié)束語(yǔ)
　　由于銑槽機(jī)施工1.2m厚地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量有保證，文明施工容易控制，尤其適用于周圍建筑物比較密集的地方。因此，銑槽機(jī)作為先進(jìn)的連續(xù)墻成槽設(shè)備值得在城市的深基坑工程中推廣應(yīng)用。