中国建筑第八工程局有限公司 100097
【摘要】在地下连续墙成槽过程中，成槽作业面土质的类型会影响地下连续墙的成槽速度和成槽效果。当地下连续墙成槽作业面及其附近的土为回填土或者其他软弱土类型时，地下连续墙成槽过程中极易发生塌孔现象,从而影响地下连续墙施工。本文通过对比几种常见的提高土体强度的方法，得出地下连续墙槽段塌孔问题的解决方法，为类似的工程项目提供一定的参考依据。
【关键词】回填土 软弱土 塌孔 强度提高
0 引言
某工程项目地下连续墙工作面紧邻环隧，地下连续墙成槽之前首先需要将环隧的支护桩进行拔除，随后在拔桩区域进行回填，回填之后该区域的平面位置详图见下图1所示。
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图1 地下连续墙位置情况
回填土和原状土相比强度降低，变形性质和渗透性质发生改变，在后续的地下连续墙成槽施工过程中该槽段极有可能发生塌孔现象。为预防及解决地下连续墙成槽施工过程中的塌孔现象，需要对成槽作业面的土体进行强度增强。目前常用的提高土体强度的方法可以分为以下几类：土方换填、强夯法、复合地基、注浆加固、预压地基、微型桩加固等。
1几种提高土体强度方法对比分析
1.1 土方换填法
土方换填法顾名思义就是用碎石或者密实性好的灰土、粉煤灰土等材料将原来施工作业面上力学性质不好的土置换。该方法主要适用于浅层软弱土层或不均匀地层。
土方换填法的施工步骤为施工准备、清理及挖掘、基地试验、碾压填筑。
碾压夯实按照夯实的方式可以分为人工夯实和机械夯实。由于人工夯实有效深度浅而且对于土体的强度提高不明显，所以土方换填法中碾压夯实一般采用机械进行碾压夯实。机械碾压夯实可以分为三个阶段，第一阶段为静压阶段，第二阶段为弱振阶段，第三阶段为强振阶段[1][2]。
由图1地下连续墙平面位置图可得，该地下连续墙槽段需要换填区域为沿着地下连续墙走向的长条状区域。
使用土方换填法提高地下连续墙槽段周围软弱土强度存在以下情况：
1）采用土方换填法提高土体强度必须破坏沿地下连续墙槽段的导墙，而导墙在地下连续墙成槽过程中起着导向作用，不能轻易被破坏。
2）土方换填法同样需要破坏导墙外边的硬化混凝土路面，而硬化混凝土路面是为了履带吊行走吊装地下连续墙钢筋笼专门修建的，若是破坏硬化混凝土路面，容易造成履带吊侧翻。
3）土方换填中的夯实是需要相应机器进行土体静压、土体弱振和土体强振的。大型机械的静压会导致地下连续墙槽段附近压力大于20kpa，超过《地下连续墙施工规范》中所允许的最大承受压力，同时由于地连墙施工的特殊性，大中机械的弱振和强振还会导致周围土体变松散。
综上，土方换填法不适合解决地下连续墙成槽施工过程中由于土体强度不够引起的塌孔问题。
1.2 强夯法
强夯法又称动力固结法，是一种用重锤动力夯实加固地基的方法。该方法是使用吊升设备将8-40t的锤起吊至8-40m后，使其自由落下，产生巨大的冲击能量作用于地基，给地基以冲击和振动，从而在一定范围内使地基的强度提高，压缩性降低，改善地基的受力性能[3][4]。
强夯法设计主要参数包括：夯击能选择、最佳夯击能与夯击次数、夯击遍数、夯点间距与夯击点布置、时间间隔及加固范围等。
根据强夯法的原理，可得在使用强夯法提高地下连续墙槽段周围软弱土强度问题的时候，同土方换填法中的夯实一样也存在压力过大和破坏地连墙其余槽段土体的现象，因此强夯法同样不适合解决地下连续墙成槽施工过程中由于土体强度不够引起的塌孔问题。
1.3 复合地基加固法[5][6]
复合地基加固技术是将两种或两种以上的地基处理方法结合，是部分土体被增强或置换，形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基，一般都是通过桩与土结合，作为共同的受力体，从而起作用。
根据复合地基加固法中桩加固体的类型可以将复合地基加固法分为碎石桩、挤密砂桩、石灰桩、深层搅拌桩、旋喷桩、混凝土桩、预制桩、PCC 桩、大直径薄壁筒桩、Y型灌注桩及其他复合加固体。
复合地基的优点包括：复合地基的加固体不仅可承担荷载，还可承担排水通道等功能，使加载时桩间土的固结、桩端以下土的固结速度显著加快，桩间土也得到改善，使复合地基的加载过程本身也成为复合地基桩间土及桩端以下土的预压过程。
使用复合地基方法提高地下连续墙槽段周围的软弱土强度存在以下问题：
1）施工复杂；
2）成本高。
1.4 注浆加固法
注浆加固法可以分为花管注浆法和袖阀管注浆法等。以袖阀管注浆为例分析。
袖阀管注浆首先进行测量布点，随后通过水钻钻孔，袖阀管成孔施工过程中有套筒护壁，起到防止塌孔的目的，将相应位置处的软土用水钻进行置换取出。孔深达到设计深度之后，再放入PVC袖阀管，随后在提升套管的同时注套壳料，以防止套筒拔出过程中塌孔。待套壳料初凝有一定强度后（一般为2-3d），采用注浆系统进行袖阀管水泥浆劈裂注浆。通过劈裂，水泥浆会渗入周围的土体中，与土结合，并促使稀疏的土变致密，从而起到加固土体，提高土体强度的作用。袖阀管注浆加固的有效范围可达到0.6m以上，可以多排平行布置或者多排交叉布置。袖阀管高压注浆之后就放到土体中，作为永久结构，不再取出。可以根据实际情况进行多次注浆。
对于本项目这种情况，先在导墙面和硬化混凝土面进行钻孔，随后进行常规的袖阀管注浆操作即可。
这种情况下使用袖阀管注浆法提高土体强度存在以下情况：
1）袖阀管注浆只需要用水钻钻孔和注水泥浆，对现有的结构破坏小；
2）袖阀管注浆施工过程中不会产生超过地下连续墙槽段允许的压力，并且不会对周围的土体进行破坏；
3）袖阀管注浆法可以加固超过袖阀管0.6m半径范围内的土体；
4）袖阀管注浆可以多次进行，不断地提高土体强度。
2 结论
综上，土体换填法、强夯法、复合地基法和袖阀管注浆法等几种常见的地基加固方法中，各自有各自的适用范围，由于地下连续墙施工过程的特殊性，最适合解决地连墙成槽塌孔问题的方法为袖阀管注浆法，其他的几种常见方法都会对周围的土体造成扰动，起到反作用。
参考文献
[1]曹益民.公路工程中路基换填的施工技术[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(09):96-97.
[2]李长江,郭永宁,张爱龙.土方换填技术在深基坑工程中的应用[J].天津建设科技,2014,24(05):16-17.
[3] 赵立军.浅析施工中强夯法在地基处理中的工艺方法[J].建筑技术开发,2019(S1):133-137.
[4]曹塍平. 强夯法在机场地基处理工程中的应用研究[D].中国地质大学(北京),2018.
[5] 刘汉龙,赵明华.地基处理研究进展[J].土木工程学报,2016,49(01):96-115.
[6] 郑刚,龚晓南,谢永利,李广信.地基处理技术发展综述[J].土木工程学报,2012,45(02):127-146.