质量安全节能环保PROJECT MANAGEMENT
钱士玉（武汉华胜工程建设科技有限公司，湖北武汉430200)
摘要：大中型城市地下空间的开发利用使得深基坑地下止水帷幕施工逐渐增多，同时对止水帷幕施工技术提出了更高的要求。结合湖北省人民医院心血管大楼建设项目，分析了选用液压抓斗工艺施工地下连续水泥土墙的可行性，介绍了液压抓斗施工地下连续水泥土墙的工艺流程，并提出了落底式地下连续水泥土墙止水帷幕施工的监理控制要点，以期为类似工程加强各个工序的质量控制和提高工程质量水平提供有益偖鉴。 财政精神
关键词：深基坑；地下连续水泥土墙；止水帷幕；监理；质量控制
中图分类号：TU712 文献标识码：B文章编号：1007-4104 (2021) 05-0061-04
0引言
止水帷幕是工程主体外围止水系列的总称，用于阻止 或减少基坑侧壁及基坑底地下水流入基坑而采取的连续止 水体。常见的止水帷幕有水泥土搅拌桩帷幕、高压旋喷或 摆喷注浆帷幕和地下连续墙或咬
合式排桩。当支护结构采 用排粧时，可采用高压旋喷或摆喷注浆与排桩相互咬合的 组合帷幕。目前武汉城市建设发展较快，浅层地下室已经 不能满足城市的需求，各种深大基坑越来越多，周边环境 也越来越复杂，对基坑的安全性要求和对周边环境的保护 要求也越来越高，传统的止水帷幕的设计理念与施工方法 已不能满足深大基坑的需要。例如：三轴搅拌桩止水帷幕 具有较好的经济性，但受到施工设备的限制，难以对深度 超过30 m的止水帷幕进行施工；地下连续墙技术已经成熟 且适应性较强，但造价昂贵，有时并非是最理想的选择。因此，深层地下连续水泥土墙就成为了深大基坑止水帷幕 一种较好的解决方案。
1工程概况
湖北省人民医院心血管大楼建设项目（以下简称“本项目”）位于湖北省武汉市武昌区复兴路与张之洞路交叉 的湖北省人民医院内，大楼设3层地下室，地上26层，建筑物总高度为99.85 m，总建筑面积为54 304.29 m2，地 下建筑面积为9 174.9 m2。地下室主要用作车库和设备用 房，基坑平均开挖深度约为15 m，局部最深处达17 m，基坑周长约为249 m，基坑面积约为3 600 m2。基坑安全 等级为一级基坑，基坑止水帷幕为四周采用为800 m m等 厚的落底式连续水泥土墙。
本项目场地地貌单元属长江I级阶地，场区内地下水 主要有填土层中的上层滞水和砂层中的承压水，上层滞水 分布于第①层杂填土中。根据地质勘察报告，本场地地层 自上而下共分10层，分别为：第
①层杂填土，第③层淤泥，第④层粉质黏土，第⑤层粉质黏土、粉土、粉砂互 层，第⑥层粉质黏土，第⑦层细砂，第⑧层粉砂，第⑨层卵石，第⑩i层强风化泥岩和第⑩2层中风化泥岩。地质 情况复杂，地下水丰富，场地周边环境敏感，对基坑降水 要求很高。已建的地铁4号线复兴路站位于本项目南侧，正在施工的地铁5号线位于本项目东侧。基坑四周用地条 件十分紧张：基坑距离西侧核磁共振楼2.0 m，距离北侧最 近1层砖混结构约40.0 m，距离东侧在建地铁5号线约4.0 m，距离南侧地铁4号线控制线约1.3 m。因此，基坑止水
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质量安全节能i 不保
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帷幕的施工质量对基坑后期安全起着非常重要的作用。2图纸设计要求
(1) 水泥土墙：墙宽800 m m ，深度需保证墙底进入 强风化泥岩至少1 m ，同时根据地勘报告和设计
图纸止
水帷幕墙深为56.75 m 〜60.65 m ，每幅墙长度2 800 mm ， 搭接400 mm 。
(2)
水泥：采用P .042.5普通硅酸盐水泥，水灰比
1.2，水泥掺入比25%。
(3)
水泥土浆性能要求：黏度18 s 〜22 s ，含砂率 <4%，胶体率>90%〜95%, pH 值8〜10。
(4)
墙体垂直度偏差不大于1/300, 28 d 无侧限抗压
强度不小于1.0 MPa 。
3 选用液压抓斗工艺施工地下连续水泥土墙的 可行性
液压连续墙抓斗工艺主要是采用液压成槽机抓取土 体的方式对土体进行完全置换，最终注入浆液的一种新 型止水工艺。液压连续墙抓斗具有以下特点：抓斗闭合 力大，提升速度快，施工效率高；成槽的垂直性好，可配 自动纠偏装置，在工作中能随时对槽壁进行修整；成槽深 度深（可达100 m )，止水效果好；采用先进的电子测 量系统，通过屏幕准确显示抓斗的位置方向，精确可达到
o .o r ；抓斗的提升和下放均有安全保护装置；采用独特的
液压卷管系统，可保证各执行结构同步工作；采用可靠的 主机底盘和舒适的操作系统。
根据本项目设计文件，采用两种施工工艺，即双轮铣 深层搅拌技术（CSM )工艺和液压抓斗工艺。双轮铣深层搅 拌技术是从地下连续墙液压铣槽机的施工原理发展而来，主 要是通过钻杆下端的一对液压铣轮，对原地层进行铣、销、 搅拌，同时渗入水泥浆固化液，与被打碎的原地基土充分搅 拌混合后，形成具有一定强度和良好止水性能的水泥土连续 墙。由于这两种工艺采用完全不同的机械设备，施工原理存 在很大变化，并且在武汉市均比较少见。根据地质勘察报 告，第⑨层为卵石，平均厚度约12.06 m 。对此，项目监 理部组织召开研讨会听取各方专家意见，研究比较CSM 工 艺和液压抓斗工艺，查阅相关资料并做类似经验。结果表 明，CSM 工艺的成槽深度一般为50 m ，并且在铣削较厚卵 石层土层中止水效果不及液压抓斗工艺，不存在置换原土； 采用液压抓斗工艺施工地下连续墙，具有成槽效率高、施工 速度快、成槽深度深、地层适应性好等特点，若配冲击入岩
抓斗，可进入中风化岩地层，最深可达100 m 。鉴于以上原 因，且本项目成槽深度在56.75 m 〜60.65 m 之间，最终决
定采取液压抓斗施工工艺。
4液压抓斗施工地下连续墙的工艺流程
液压抓斗施工地下连续水泥土墙的主要工序及相对应
的监理控制要点，如表1所示。
表1液压抓斗施工地下连续水泥土墙的 主要工序及相对应的监理控制要点
序号
主要工序监理控制要点1测量定位测量复核2导墙施工导墙验收3抓斗就位检查槽段分幅和编号4抓斗成槽检查槽孔垂直度5冲击入岩检査岩样，测量槽深
6清槽测量终槽深度
7下放导管检査导管安装情况，测量沉渣厚度8
浇筑水泥土
检査水泥土浆质量及相关指标
液压抓斗施工地下连续水泥土墙的工艺流程，如图1所示。
图1液压抓斗施工地下连续水泥土墙的工艺流程图
5监理控制要点
5.1施工准备阶段的监理控制
(1) 认真熟悉设计文件，了解掌握设计相关技术
要求。
长征中面临的困难
(2) 认真研读地质勘察报告，全面了解场地所处的地
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质情况、水文情况等。
(3)
审核专业分包单位相关资质，及时就专业分包单
位情况与甲方沟通，尤其对专业分包单位类似业绩作为审 核的重点之一。由于液压抓斗地下水泥土墙施工工艺比较 少见，要求专业分包单位达到较高的技术水平。本项目监 理单位会同建设单位对专业分包单位进行了实地考察。
(4)
要求专业分包单位进场后编制施工方案，并认真 串核施工方案，掌握施工部署及相关安排。
(5)
根据现场实际情况和设计图纸对水泥土墙进行分 幅优化。
(6)
现场原材料已满足施工需要，监理单位已进行验
收，水泥已见证取样并复检合格。
(7)
检查进场的液压抓斗设备，验证抓斗厚度和宽度 相关数据是否满足设计要求。
5.2施工阶段的监理控制
5.2.1导墙制作
所谓导墙是指沿地下连续墙墙面两侧修筑的具有足够 强度、刚度和精度，起到挡上、导向、支承重物、存蓄泥 浆和测量基准作用的两道平行于地下连续墙中心轴线的临 时结构物。
(1)
导墙沟槽开挖首先要做好测量放线工作，放出
导墙开挖边线。由于导墙的施工精度直接关系着水泥土墙 的精度，监理要对定位筋位置、导墙控制深度、净距、肋 厚、钢筋绑扎制作工序进行检查验收，确保符合设计图纸 要求。
(2)
导墙内侧净空应比地下墙的厚度宽30 m m 〜
50 m m ，本项目采用850 m m 。导墙顶面宜高出地面
100 m m ，并应保证泥浆液面高出地下水位1.0 m 。
(3)
导墙墙底应设置在承载力较高的原土层中，不得 漏浆。导墙背部如出现垮塌，应立即采取加固措施，回填 时要分层压实。
大连寒武纪(4)
导墙内墙面应垂直，模板安装时要满足刚度和 稳定性要求，严禁出现变形、倾覆现象。根据G B 50202 — 2018《建筑地基基础工程施工质量验收标准》，导墙施工 相关标准如表1所示。
表1
导墙验收标准
序号项目允许偏差检査方法1导墙顶标高
±20 mm 水准测置2内墙面宽度（设计墙厚40 mm 〜50 mm )
±10 mm 用钢尺量3导墙顶面平整度±5 mm 用钢尺量4导墙垂直度1/500用线锤5
导墦平面定位
<10 mm
用钢尺置
(5)导墙混凝土应对称浇筑，强度达到70%后方
可拆模。拆模后应立即在内墙面间加设临时支撑，竖向间
距、水平间距不宜大于1 000 mm 。毛利人
导墙施工结束后，立即在导墙顶面上画出分幅线，用
红漆标明单元槽段的编号；同时测出每幅墙顶标高，标注 在施工图上，以备计算开挖深度。本项目共分107幅。
5.2.2槽段幵挖
(1)
检查红漆标出的槽段长度是否符合优化后的槽段
分幅，确保达到设计墙长的要求，然后采取跳挖方式。施
工时由于灰浆的自凝性，随着时间的推移，灰浆强度逐渐
增大，为了结合槽段的顺利开挖，结合槽段在普通槽段施
工结束后的3 d 〜5 d 内进行开挖。
(2)
在开挖前现场配制护壁泥浆，用膨润土搅拌，并
加碳酸钠改善性能，以提高护壁效果。监理人员要检查护
壁泥浆的比重、黏度和含砂率。
(3)
液压抓斗就位后进行开挖，确定槽段开挖顺序，
根据优化后的分幅可分为普通槽段（2 800 mm )、结合槽
段（2 000 mm )，结合槽段的开挖如图1所示。为了保证 抓斗开挖时左右吃力均衡和成槽垂直精度，结合槽段只有 一抓且槽段宽度仅为2.0 m ，这样成槽机在开挖时，可以两 边同时开挖掉400 m m ，以保证接头的整体性。
400
400
卄
++
普通槽段
|结合權段|
普通槽段
1
■_____1
图1
结合權段开挖示意图
(4)在槽段开挖过程时要检查成槽机运行情况，观察
抓斗挖出土质类别，判断是否与地质勘察报告相吻合；同 时还可以借助成槽机电子测量系统显示器，检查当前槽段
深度。槽孔垂直度必须控制在0.3%以内，为保证槽孔垂直
度，抓斗成槽过程中要严格控制槽孔上口开挖精度。由于液 压抓斗成槽机自带纠偏装置，可在显示屏上看出是否存在偏
差，能随时对槽壁进行修正。监理人员要随时检查垂直偏
差，若发现问题应及时纠正抓斗，确保垂直度满足要求。
5.2.3成槽
(1)
在成槽过程中，建设单位、地质勘察单位、设计
单位、监理单位和施工单位要结合地质勘察报告共同确认
岩样，判断是否进入强风化岩层。
定价模型(2)
进入强风化泥岩层要通过测绳测量槽段深度，留
好岩样，做好标识记录，终槽再次测量槽段深度，务必确 保墙底进入强风化泥岩不少于1m ，这是落底帷幕十分关 键的工序。
(3) 成槽至标高后，采用液压抓斗进行清淤，确保水
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泥土墙沉渣厚度不大于100 mm 。
(4)测绳要定期检查，确认刻数是否清晰、刻数是否
有滑动现象、测绳是否打结等。
5.2.4水泥土浆液配制
(1) 待槽段开挖完成并经验收后，开始配制水泥土浆 液。本项目采用的水泥土浆液均在现场砌筑的泥浆池内进 行配制，采用全自动水泥土搅拌机进行搅拌，配制完成后 放置在泥浆储存池内。若放置时间过长，应采用搅拌机将 其搅拌均匀，以防发生沉淀、离析现象。
(2)
根据设计要求，制备水泥土浆前需经过实验室试
配，要及时督促施工单位做好此项工作。委托有资质的第 三方进行配合比设计，明确每立方水泥土水泥、水、土的 用量。
(3)
严格控制水泥掺量25%，即每立方墙体水泥含量 为450 kg /m 3。水泥掺量对墙体止水效果起着至关重要的 作用。首先根据槽段深度计算出每副墙的体积，根据体积 计算出一幅墙的水泥总用量，由于槽深均不一样，经计算 每幅墙水泥总用量在57.50 t 〜61.14 t 之间，需做到每幅墙 计量1次；同吋根据水灰比1.2计算出每盘的水泥用量，并 随时检查以控制水泥用量。
(4)
注浆前检查水泥土浆，保证其黏度在18 s 〜22 s 之间、含砂率<4%。随时检查水泥土浆比重务必达到 1.5 g /cm3〜1.55 g /cm3，符合要求后方可注浆。
5.2.5注浆
(1)
采用导管法施工。导管的壁厚不宜小于3 m m ,
直径在250 mm 〜300 m m 之间，分节长度可视工艺要求而 定。底管长度不宜小于4 m 。接头宜采用双螺纹方扣快速接头。
(2)
导管使用前应试拼装、试压，试水压力可取 0.6 MPa 〜1.0 MPa 。
(3)
导管下放完成后再次用测绳测量槽段深度，判断 是否有沉渣，若沉渣过大，需及时清槽，确保沉渣厚
度控 制在100 m m 以内。导管距离孔底应为0.3 m 〜0.5 m ，导 管插入水泥土深度应保持在2 m〜6 m 之间。
(4)
水泥土浆的停注标高应超灌0.8 m ，充盈系数不
小于1.1。
(5)
用22 kW 立式泥浆泵和螺纹软管将配制合格的水 泥土浆从专用泥浆池抽出并压入槽段导管内，使水泥土浆由槽底向上将泥浆顶出并置换。水泥土浆液将槽段全部填 充完成后该槽段施工完成。
5.2.6试验墙
在正式施工前，需做试验墙，旨在检查设计参数对
本地层的使用效果，检查设备对地层的适应性，核验垂
直度和槽深控制情况，确保水泥土抗压强度不小于设计 值 1.0 MPa 、试验墙长度为5 m 。
5.3水泥土墙验收阶段的监理工作
(1)
组织止水帷幕验收工作，熟悉设计图纸检测要
求，积极配合由建设单位委托的第三方检测单位组织现场 检测。槽段施工完成3d 内，采用轻型动力触探（N 10)检 查上部墙身的均匀性，检验数量为施工槽段数的1%，且不
少于3幅。本项目共107幅，检测3幅，结果均合格且达走进高三
到设计文件的要求。
(2)
基坑开挖前需采用钻芯法进行钻探抽芯检测，
主要检测单轴抗压强度、完整性、连续性、均匀性和深 度。单轴抗压试验的芯样直径不应小于80 m m ，检测幅 数不应小于总幅数的2%，且不应少于6幅；每幅墙的取 芯数量不应小于3组，每组不少于3个试块，抗压强度需
多1.0 MPa 。本项目在施工完成后采用钻芯法对6幅水泥土
墙进行抽芯检测，测得施工质量均达到设计要求。
6结语
止水帷幕是基坑工程的第一步，其施工质量对深基 坑安全起着很大的作用，我们必须认真对待。采用液压抓 斗施工的地下连续水泥土墙与地下连续墙有着相似之处，
其独特的优点有望使其成为未来深基坑止水帷幕的发展趋
势。因此，在施工过程中，我们要加强各个工序的质量控
制，努力提高工程质量水平。
收稿日期：2021-01-30
作者简介：钱士玉，大学本科，注册监理工程师、注册安全工程
师，现从事湖北省人民医院心血管大楼建设项目土建专业监理工 作，任职于武汉华胜工程建设科技有限公司。
通信地址：湖北省武汉市洪山区汤逊湖北路33号创智大厦B 区9
楼武汉华胜工程建设科技有限公司。
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