地下連續(xù)墻成槽施工槽壁失穩(wěn)及質(zhì)量控制

?PAGE6?第31卷增2丁勇春等：地下連續(xù)墻成槽施工槽壁穩(wěn)定機(jī)制分析?PAGE5?地下連續(xù)墻成槽施工槽壁穩(wěn)定機(jī)制分析xxxxxxxxxxxxx奮摘撓要磨：庫針涂對(duì)挎地捐下息連技續(xù)叼墻籌成準(zhǔn)槽恭施助工熊過敵程抱中處的充槽血壁扭穩(wěn)橫定手性夸及坑其勞失搜穩(wěn)挎現(xiàn)芝象森，紛分惠別心從騎地到下剝連比續(xù)突墻控槽貝壁鹽穩(wěn)滑定何影粥響族因之素武、腐槽確壁粘整紗體權(quán)及俗局涉部次失梢穩(wěn)遼機(jī)及制舒、臥不畏同早施柳工省階饅段躬槽濤壁痰土沖體湊的些應(yīng)皺力芬路掩徑堡3炊個(gè)瓶方帆面同進(jìn)仍行起分郵析橋。樣研財(cái)究呈表泡明躍：潤淺類層炒失乳穩(wěn)壯是慕泥敏漿肥護(hù)否壁謹(jǐn)成爆槽愁施尺工籌過決程例中幸槽絕壁侍整靜體呼失渡穩(wěn)坊的餃主享要嚷形亂式設(shè)，洞局桶部佩失管穩(wěn)膽多略由敬槽易壁漢土驗(yàn)體異砂眠性夏較慶重還及碎槽諸段室內(nèi)片泥然漿挎液糾面間波脆動(dòng)企過榜大定引貫起辭；膽適書當(dāng)使增蝕加驅(qū)泥素漿貴比煮重家、陜提處高嶄泥倦漿看液特面許標(biāo)覺高饞、散槽肚壁它預(yù)夫加相固季、揭控泉制冬成各槽吊機(jī)索械瘦地鋤面矩超磨載較及沒降朋低邁開房挖瞞對(duì)脈土融體控的蠢擾波動(dòng)斃可譜有貢效相保聯(lián)證敢槽瑞壁殼的舞穩(wěn)槐定蘭；肯開頸挖浴后欲槽姿壁霞穩(wěn)漸定轟性孟會(huì)勉隨勁土統(tǒng)體野負(fù)功孔糊隙訴水桑壓露力導(dǎo)的潮消地散鋒而臣下弦降花，俱成件槽腿后辣應(yīng)固及表時(shí)景吊憲放遲鋼昆筋味籠玻并令及瞞早瞇澆蜜筑稀混鋤凝室土鄉(xiāng)。嫩關(guān)換鍵茂詞碑：律土鹽力劫學(xué)滔；該地問下寫連臉續(xù)該墻搶；速泥鼓漿泄成乘槽純；鋒槽哨壁敞穩(wěn)叼定華；斬坍秤塌類；傍應(yīng)梨力頓路襯徑監(jiān)A祝N擾A惡L夾Y效S彈I防S若巡O如F擊憤T鐮R鞠E員N召C腿H裕據(jù)F涂A京C趕E制鍵S監(jiān)T錦A獅B漁I爽L選I誰T聰Y倚恐O職F支厭D該I該A驅(qū)P脹H溉R銷A常G技M墊緣W胖A曾L嘩L訓(xùn)暴P原A筑N多E束L還甜D綁U以R打I校N會(huì)G么灘S凍L閑U裙R秋R甲Y較露T景R冷E輕N振C鏈H峰I柴N傳GAbstract：Somekeyissuesincludinginnerandouterinfluencingfactorsoftrenchfacestability，overallandlocalinstabilitymechanismoftrenchface，盜a宋n綱d痰錯(cuò)s曉t接r緊e帳s脈s畢駱p校a異t平h術(shù)程o盯f豈備s委o透i握l心聞e端l農(nóng)e喝m缸e想n疤t姥度n滅e姥a(bǔ)永r賢少t祥r微e哨n初c擇h來億f板a劉c撒e才玻a船r昌e荷學(xué)d蛇i憂s鄭c宰u(yù)鼻s說s卸e沈d痰惡i情n帆漠d斑e貞t舊a勝i洽l監(jiān)館t銹o旦福i爭n您v巷e咬s域t代i采g拾a鄰t匙e宜割t梅h忙e獻(xiàn)捕t徹r俯e瀉n僑c極h怪豬f廚a窄c爹e瓜懲s會(huì)t般a判b焰i誦l藏i栗t養(yǎng)y倆筑a記n票d含答i伙n嗓s接t降a提b創(chuàng)i擇l雀i扭t己y效頌p腥e琴r呆f撐o訴r雅m確a酒n但c終e框汁d役u砍r典i字n龜g缸席s勿l才u擴(kuò)r齊r餐y廊囑t襯r鑼e是n限c巴h碑i端n篩g薦播f犁o超r忌漁d梁i狂a演p雨h填r詳a貧g江m勾蜓w權(quán)a忘l錘l哲趙p臥a嶄n墨e笨l眠s洲.洋蜘T陰h期e奏差r浙e濤s泥u燥l鬧t煮s跡徐s墊h耐o遙w遮革t柔h瞞a誠t廟般s渴h張a柿l耍l主o昂w眼兆g平r伴o供u敏n爐d村惠c輸o翠l至l覽a孫p禍s矛e關(guān)少i嫁s政古t朗h辭e陷蛛m縫a資j恩o乞r坊變t殊r悲e錯(cuò)n江c喬h躲雀f悄a腎c辟e鎮(zhèn)桌o莖v杜e謀r拌a見l芳l裕差i填n孔s解t還a騰b垃i僵l熟i巨t節(jié)y縱農(nóng)p采a紅t多t意e噴r杏n繳鎮(zhèn)d躍u鼠r顏i茅n驅(qū)g架遠(yuǎn)s座l塔u滴r嶄r聚y她唉t監(jiān)r堤e探n難c詢h邁i嫂n泥g祖，押a堅(jiān)n谷d年突t零r姿e佛n梁c塵h僅樸f草a童c莫e慕紋l面o程c的a挽l昏眉c樹o洋l淡l斤a定p允s糕e耳才i滋s述最c蔽o殼m碗m陷o挪n劣l彎y主耍c宴a至u奇s等e匯d竟鄭b返y瑞郵h稠e發(fā)a竹v怎i豐l赤y抹朗s朝a緞n鐵d睜y鄰噴o資f推澇s鏟o猛i窄l徐咸a律n啦d櫻賀e僵x詠c甲e竄s糞s廊i距v它e頁幫f緊l歇u獲c沫t尼u趁a鏡t圓i雜o租n救雞o負(fù)f關(guān)壺s杠l于u壘r腎r叉y費(fèi)宿f圖l晌u倦x姑細(xì)l敢e南v落e抹l摩.匯答S碌o蘆m縮e餡抗p邀r雖e訂c欄a抹u休t桃i雁o狠n桌a弟r蝕y扎左c否o嗚n殘s頭t姜r灰u蘋c混t柄i宴o貍n膊攜m解e箭a梯s多u哀r餃e桂s承，每i喂n拋c覽l共u隨d婚i沖n找g對(duì)波i噸n舒c耀r惹e泰a炎s威i呀n賭g卷族u攤n球i逼t灶雨w說e基i剩g鄭h穩(wěn)t腸痰o更f區(qū)牙s勝l瞧u斧r匠r同y那跡a紛p笛p邁r更o獅p肺r鞠i遭a挎t搏e擔(dān)l秒y羨，嗚r衡a加i邁s廉i拘n淚g槳銜s箭l稼u杜r溝r橫y周彼f接l燙u停i蘇d控膀l替e廢v響e趙l廣，抓p內(nèi)r烘e極-攜r輕e現(xiàn)c澡l慈a釣m去a輝t碌i承o約n旱咽o津f做醋t凈r觀e霉n丘c四h負(fù)鎮(zhèn)f蟲a村c照e螞戒s接o許i焰l慨，躺c括o侮n鞋t堅(jiān)r輪o破l莖斯o渠f新安t港r仰e離n跟c蘿h機(jī)i纖n勿g照秤m預(yù)a具c宜h賀i若n缸e盛謝o洲v維e透r牛l炕o扣a寶d沿i電n哨g別羨a雪n綠d總依m(xù)雀a絞n販i次p勾u志l瞞a拼t路i垂o泰n慕昂o拆f櫻謠s仿o昨i勝l居蠶d派i彩s萬t尺u添r虜b伍a便n寇c凝e盯鄰d斯u嗓r棄i莖n槐g押介s州l充u埋r權(quán)r共y眨則t紹r緒e情n惡c堵h萬i景n剛g晉，屬a戚r僅e侍妥t邁h翁e甚貸m菌o股s狹t敢銅e逐f漸f喬e饒c抗t袋i對(duì)v鹽e晨饑c發(fā)o俯u譯n地t戲e胃r遮m燙e燦a衰s蹲u(yù)籮r鐵e星s壘泄t源o掘盛e尊n捐s余u憶r孔e愚椅t乒h滴e南幫t赤r慨e般n浙c隔h蠻祖f逆a死c收e施稿s散t程a搜b殃i逆l紐i荒t通y舌.范泥T取h慘e稼揮t謠r消e枕n陪c標(biāo)h傾雙f拼a搭c飽e奪確s及t電a火b王i尼l件i垃t芳y追慎d類e托c道r京e右a保s請(qǐng)e圓s刃廚w衰i愧t頌h真伍t純h掉e沙與d環(huán)i娘s鐮s遞i當(dāng)p隔a情t消i壤o已n轉(zhuǎn)恢o桌f沙盼n更e貸g懶a夾t塞i撲v緒e撓肢p惠o豪r勤e糞晚p衛(wèi)r芒e胞s榆s猴u雁r佩e(cuò)騎倘a篩f洞t邀e珠r弦兇s沫l捐u匪r梳r柳y沈多t奏r許e歲n尊c半h勻i謀n岔g蝴.彼領(lǐng)T扮h詳e書r宿e奶f血o懶r疑e閣，屑r衫e苦i為n煤f樓o適r至c訂e腰m辰e盈n鍬t毒守c傭a默g燥e搜s努弟s宋h材o想u比l厘d沈恢b襖e脆柳p瘦l弓a找c租e艦d蕩場i艇n歇t明o長驕t安r時(shí)e隆n描c累h晌君i粒n息榴t撒i竟m灶e仍椅a衣n償d望緩c產(chǎn)o筍n申c雖r青e峰t同e暫繞s第h稱o掘u崗l夫d換迎b拳e擾閉c太a肥s彩t曠e惱d憐苦a傍s嬸寶s亡o褲o奏n絕氧a雙s達(dá)耍p像o劈s槐s竟i糟b云l霞e仿茂t系o怒反g柏u喇a(chǎn)元r舌a局n柿t時(shí)e宿e祝物t弟h背e矮朝t橋r匙e惹n習(xí)c總h壺候f麻a趙c豆e板擇s絮t潛a魔b另i植l笑i沃t旁y導(dǎo).Keywords：soilmechanics；diaphragmwall；slurrytrenching；trenchfacestability；collapse；stresspath1引言現(xiàn)澆地下連續(xù)墻具有剛度大、整體性好、防滲性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件和施工條件的適應(yīng)性強(qiáng)，是軟土地區(qū)常用的一種深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。但目前基坑變形控制設(shè)計(jì)主要針對(duì)基坑開挖階段，一般認(rèn)為地下連續(xù)墻“假想就位”[1]，即不考慮地下連續(xù)墻成槽施工引起的地層變位。事實(shí)上，地下連續(xù)墻成槽施工也經(jīng)歷了一系列開挖和土體擾動(dòng)過程，必然產(chǎn)生一定的地層變形與位移，地下連續(xù)墻成槽過程中如控制措施不當(dāng)，則引起的地面沉降可占后期總沉降量的30%～50%[2]。泥漿護(hù)壁成槽過程中槽壁的穩(wěn)定是保證地下連續(xù)墻順利施工，控制墻體施工質(zhì)量的關(guān)鍵，但是開挖失穩(wěn)并導(dǎo)致鄰近建(構(gòu))筑物損壞或生命財(cái)產(chǎn)損失的情況仍然時(shí)有發(fā)生，其主要原因在于：影響泥漿護(hù)壁條件下成槽開挖穩(wěn)定的因素眾多且關(guān)系復(fù)雜，工程技術(shù)人員對(duì)其認(rèn)知程度還相當(dāng)不夠，導(dǎo)致成槽開挖穩(wěn)定控制的經(jīng)驗(yàn)性占優(yōu)，而開挖穩(wěn)定的科學(xué)預(yù)見性不足[3]。本文針對(duì)地下連續(xù)墻成槽過程中的槽壁穩(wěn)定問題，探討地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定的影響因素，分析槽壁失穩(wěn)機(jī)制和成槽前后槽壁土體的應(yīng)力路徑，提出保證槽壁穩(wěn)定的技術(shù)措施，為地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)與施工提供參考。2槽壁穩(wěn)定影響因素2.1 內(nèi)在因素(1)泥漿性質(zhì)膨潤土泥漿具有觸變性，這是由于黏土礦物在水中會(huì)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)，使得膨潤土泥漿在靜置時(shí)絮凝，擾動(dòng)時(shí)液化[4]。由于槽壁穩(wěn)定機(jī)制是借助泥漿與地下水位差的作用來抵抗槽壁外水土壓力，從而維持槽壁的穩(wěn)定，因而一般要求新拌制泥漿的比重不小于1.05。成槽后，泥漿由于受到泥砂“污染”使比重增大，如果泥漿比重過大，不但影響混凝土的澆筑，同時(shí)由于泥漿的流動(dòng)性差，會(huì)使泵送混凝土困難并且消耗輸送設(shè)備的功率，所以一般清底后泥漿比重不應(yīng)大于1.15。(2)地質(zhì)條件泥漿具有護(hù)壁作用的一個(gè)重要原因是泥漿能夠滲入槽壁周圍土體孔隙內(nèi)，并在槽壁上形成凝膠層，即泥皮。就槽壁上泥皮的形成條件來看，粗粒土較細(xì)粒土有利，但粗粒土的滲透系數(shù)大，滲透系數(shù)過大又可能會(huì)造成泥漿的流失并引起泥漿液面的迅速下降，進(jìn)而可能造成槽壁局部坍塌，因此土體粒徑與泥皮形成兩者間存在矛盾關(guān)系。施工場地的土層是自然沉積形成的，施工中無法選擇，工程中常采用地基加固的措施來改善槽壁周圍土體的物理力學(xué)性質(zhì)，槽壁加固常采用水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁或注漿的方法對(duì)地下連續(xù)墻槽段兩側(cè)一定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行預(yù)加固。(3)地下水位從靜力平衡角度來看，護(hù)壁泥漿壓力必須大于地下水壓力并平衡掉部分土壓力，泥漿的護(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(duì)高差成為工一般均要求泥漿液面高出地下水位0.5m以上。同時(shí)，提高對(duì)場地水文地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)，可以提高槽壁失穩(wěn)的科學(xué)預(yù)見性，提前或及時(shí)采取有效措施，預(yù)防突發(fā)失穩(wěn)事件的發(fā)生[3]。(4)槽段形狀與尺寸泥漿護(hù)壁成槽開挖工程中槽段的平面形狀主要有圓形(如灌注樁)和矩形(如地下連續(xù)墻)，有時(shí)也有“T”形等異形槽段。軸對(duì)稱的圓形槽的開挖穩(wěn)定性要高于矩形和其他形狀的槽段，這是因?yàn)檩S對(duì)稱情況下，槽壁土體徑向應(yīng)力的釋放大部分會(huì)轉(zhuǎn)移到環(huán)向應(yīng)力中，形成封閉的環(huán)形應(yīng)力拱。對(duì)于矩形槽，槽段長度則是影響開挖穩(wěn)定性的主要因素。有限的整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)實(shí)例都發(fā)生在槽段長度大于5m的情況[5]。這可能是由于槽段越長，開挖引起的應(yīng)力重分布更接近于平面應(yīng)變，土拱效應(yīng)減弱的緣故。相比而言，開挖深度(通常都在20m以上)似乎對(duì)穩(wěn)定性的影響并不顯著。2.2 外在因素(1)成槽機(jī)械成槽機(jī)械的重量和施工中的振動(dòng)對(duì)槽壁的穩(wěn)定是不利的。因此地下連續(xù)墻在成槽前必須先修筑導(dǎo)墻，一方面維護(hù)地表土層的穩(wěn)定，避免發(fā)生槽口坍塌，另一方面作為地下連續(xù)墻按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工的準(zhǔn)繩，控制槽段開挖的垂直度。在開挖過程中，挖斗的形狀、循環(huán)往復(fù)的提升和下降速度會(huì)影響挖槽中泥漿的流動(dòng)，使槽壁周圍土體中的孔隙水壓力上升，當(dāng)泥漿的流動(dòng)從層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鲿r(shí)，槽壁上的泥皮或土顆粒將會(huì)受到?jīng)_蝕，增加局部破壞甚至可能整體失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。從成槽機(jī)械對(duì)槽壁泥皮的影響來看，如果用回轉(zhuǎn)式成槽機(jī)進(jìn)行挖土則不會(huì)有太大的影響，若使用沖擊式或抓斗式的成槽機(jī)，則由于機(jī)具在槽段內(nèi)需要上下移動(dòng)，容易把槽壁上的泥皮碰落。在多數(shù)情況下，槽內(nèi)的泥漿又會(huì)立即在那部分壁面上向土層滲透，仍可重新形成新的泥皮。但是，當(dāng)土層是黏性小的砂層或砂礫層時(shí)，或者泥皮被成槽機(jī)連續(xù)大面積碰落時(shí)，槽壁就會(huì)在新泥皮形成前坍塌。因此，為了保護(hù)槽壁的泥皮，也必須注意施工機(jī)械的選擇問題。(2)地面超載地下連續(xù)墻周邊地面超載主要來自大型施工機(jī)械的壓載及振動(dòng)，地面超載會(huì)增加槽壁外土壓力。應(yīng)盡量使大型施工設(shè)備遠(yuǎn)離槽段，同時(shí)采用剛性地面或鋪設(shè)路基鋼板加以保護(hù)，并避免在槽段周圍堆放鋼筋等施工材料。(3)施工工藝不同槽段成槽的先后順序?qū)Σ郾诘姆€(wěn)定也有一定的影響。一般采用間隔施工(跳倉法)比順序施工更有利于地基水平土拱效應(yīng)的發(fā)揮，從而提高開挖的穩(wěn)定性。此外，開挖時(shí)間或成槽后的靜置時(shí)間如果過長，泥漿會(huì)發(fā)生絮凝和沉淀，上部泥漿的比重將減小，降低槽壁的穩(wěn)定性。3槽壁失穩(wěn)機(jī)制3.1 整體失穩(wěn)盡管地下連續(xù)墻的成槽開挖深度通常都大于20m，但槽壁失穩(wěn)往往發(fā)生在表層土或深度在5～15m內(nèi)的淺層土中，在導(dǎo)墻正下方的土體可以觀察到有鼓出現(xiàn)象，失穩(wěn)破壞面在地表平面上會(huì)沿整個(gè)槽長展布，基本呈橢圓形或矩形。P.Oblozinsky等[6]通過槽壁的二維和三維彈塑性有限元對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：平面應(yīng)變條件下深層土體的穩(wěn)定性最差，三維條件下在接近地表面位置土體的穩(wěn)定性最差。W.Powrie和C.Kantartzi[7]采用離心機(jī)試驗(yàn)結(jié)果也顯示，地面有超載情況下，淺層失穩(wěn)更容易發(fā)生。因此，淺層失穩(wěn)是泥漿護(hù)壁成槽過程中槽壁整體失穩(wěn)的主要形式。地下連續(xù)墻槽壁的整體穩(wěn)定分析一般采用極限平衡方法。極限平衡方法所假定的滑動(dòng)體有三棱柱形(楔形)、半圓柱形、斜截半圓柱形、貝殼形、拋物線形等[8]。本文采用簡化平面滑動(dòng)模型分析地下連續(xù)墻槽壁的整體穩(wěn)定，分析簡圖如圖1所示，圖中符號(hào)意義表述如下：q為地面均布超載，為泥漿重度，為泥漿等效重度，為泥漿對(duì)槽壁的側(cè)壓力，為泥漿對(duì)槽壁的等效側(cè)壓力，為土體有效重度，為土體飽和重度，為土體等效飽和重度，W為滑動(dòng)體重力，為滑動(dòng)體等效重力，c為土體黏聚力，為滑動(dòng)破壞面與水平面夾角，R為滑動(dòng)面底部抗力，為滑動(dòng)體底部抗力與滑動(dòng)面法向夾角，為泥漿液面至地面距離，為地下水位至地面距離。qWqWRHchwhbbFbsatRHqc(a)實(shí)際模型(b)等效模型圖1槽壁穩(wěn)定整體簡化分析模型Fig.1Modelofoverallstabilityanalysisoftrenchface根據(jù)靜力等效假定將槽段內(nèi)泥漿液面和槽段外地下水位抬升至與地面平齊，同時(shí)修正相關(guān)物理參數(shù)。計(jì)算假定如下：(1)簡化后地下水位與地面平齊，槽壁土體為飽和黏性土，成槽開挖是相對(duì)短暫的過程，按不排水狀態(tài)考慮，即；(2)滑動(dòng)體為楔形(沿槽段長度方向取單位寬度)，且滑動(dòng)面為直線，滑動(dòng)面與水平線夾角按塑性極限破壞理論應(yīng)為，因，則；(3)在靜力平衡計(jì)算中，不單獨(dú)考慮靜水壓力，采用水土合算確定水土壓力；(4)因，滑動(dòng)面底部抗力R與滑動(dòng)面法向夾角。由圖1(b)可知，滑動(dòng)體豎向合力為(1)滑動(dòng)體水平合力為(2)，可得槽壁穩(wěn)定臨界深度：(3)由式(3)可見，槽壁穩(wěn)定臨界深度與下列因素有關(guān)：(1)土體的黏聚力c越大，越大；(2)地面均布超載q越大，越??；(3)泥漿等效重度，越大，越大；(4)土體等效飽和重度越大，越小。對(duì)于某一特定深度地下連續(xù)墻槽段，若計(jì)算值越大，則槽壁整體穩(wěn)定性越高，即c越大、q越小、越大、越小，對(duì)槽壁穩(wěn)定越有利。根據(jù)靜力等效假定，由圖1(a)可知，泥漿重度和泥漿液面標(biāo)高修正前作用于槽壁的泥漿壓力為(4)泥漿重度和泥漿液面標(biāo)高修正后作用于槽壁的泥漿壓力為(5)由，可得：(6)由式(6)可見，泥漿液面越高，即越小，則越大，槽壁穩(wěn)定性越高；泥漿重度越大，即越大，則越大，槽壁穩(wěn)定性越高。同理，地下水位修正前滑動(dòng)體重力為(7)地下水位修正后滑動(dòng)體重力為(8)由可得(9)由式(9)可見，地下水位越低，即越大，則土體等效飽和重度越小，槽壁穩(wěn)定性越高。根據(jù)以上分析可以看出，決定槽壁穩(wěn)定程度的臨界深度值大小，與地面超載、槽壁土體飽和重度、黏聚力、泥漿液面標(biāo)高、地下水位等因素有關(guān)。在槽壁土體性質(zhì)不變的情況下，適當(dāng)增加泥漿重度和提高泥漿液面標(biāo)高，降低槽段外地下水位和減小地面超載，對(duì)提高槽壁穩(wěn)定是有利的。降低槽段外地下水位會(huì)增加土體強(qiáng)度，提高槽壁穩(wěn)定，但降低地下水位會(huì)使槽段外土體產(chǎn)生固結(jié)，引起附加沉降，對(duì)周邊環(huán)境不利，故實(shí)際工程中一般不宜采用降低槽段外地下水位的措施。3.2 局部失穩(wěn)在淺層存在軟土或砂性較重夾層的地基中進(jìn)行成槽時(shí)，當(dāng)槽段內(nèi)泥漿液面波動(dòng)過大或液面標(biāo)高急劇下降，槽壁經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生局部失穩(wěn)，從而引起超挖現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)澆筑的混凝土或防滲材料的充盈系數(shù)增大(見圖2)，增加施工材料的用量和后續(xù)施工的難度。圖2槽壁局部失穩(wěn)導(dǎo)致的混凝土充盈系數(shù)過大Fig.2Overconcretingduetolocalcollapseoftrenchface除受土體物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)影響外，護(hù)壁泥漿向槽壁周圍地基的滲入也影響了槽壁的局部穩(wěn)定。在槽壁泥皮形成前，泥漿向槽壁周圍地基的滲入將產(chǎn)生滲透力，以維持開挖面即槽壁的局部穩(wěn)定。槽壁局部穩(wěn)定系數(shù)可定義為滲入方向(水平向)由滲透力產(chǎn)生的槽壁土粒間摩擦力與土粒有效重度的比值[9]，即(10)式中：為有泥漿滲入時(shí)土體的內(nèi)摩擦角，i0為泥漿黏滯梯度，為地下水重度，為有泥漿滲入時(shí)土體重度，為泥漿重度。式(10)表明，維持槽段內(nèi)泥漿液面標(biāo)高并減小其波動(dòng)對(duì)于保證槽壁局部穩(wěn)定具有重要作用，在細(xì)粒土中開挖的局部穩(wěn)定性要高于粗粒土。4槽壁土體應(yīng)力路徑地下連續(xù)墻成槽是一個(gè)動(dòng)態(tài)的瞬時(shí)開挖過程，對(duì)于槽壁上每個(gè)土體單元而言，其所受的應(yīng)力狀態(tài)也在變化。槽壁土體單元應(yīng)力分析簡圖如圖3所示，計(jì)算假定與圖1(b)相似。槽段內(nèi)泥漿液面和槽段外地下水位均與地面平齊，槽壁土體為飽和黏性土，地下水重度，單元體受豎向應(yīng)力(最大主應(yīng)力)、水平向應(yīng)力(最小主應(yīng)力)，z為土體至地面距離，單元豎向和水平向有效主應(yīng)力分別為和?？蓪⑼馏w單元應(yīng)力狀態(tài)分為3個(gè)階段：開挖前初始平衡狀態(tài)、開挖瞬時(shí)狀態(tài)及開挖后狀態(tài)，各階段應(yīng)力分別以下標(biāo)“1”，“2”和“3”表示。成槽開挖前，土體處于初始應(yīng)力平衡狀態(tài)，土體單元總應(yīng)力和有效應(yīng)力分別為qqz圖3槽壁土體應(yīng)力狀態(tài)示意Fig.3Sketchofsoilelementstressstateneartrenchface(11)(12)成槽開挖后，土體單元總應(yīng)力和有效應(yīng)力分別為(13)(14)開挖前后總應(yīng)力差為(15)由Skempton公式，飽和黏性土孔隙水壓力變化可表示為(16)式中：A，B為孔隙壓力系數(shù)。對(duì)于飽和黏性土，。將式(15)代入式(16)，可得孔隙水壓力變化：(17)根據(jù)式(17)可求得開挖瞬時(shí)有效應(yīng)力變化值：(18)由此可求得開挖瞬時(shí)有效應(yīng)力為(19)成槽開挖前土體單元有效應(yīng)力為(20)開挖瞬時(shí)土體單元有效應(yīng)力為(21)開挖后土體單元有效應(yīng)力為(22)相對(duì)于開挖前，開挖瞬時(shí)土體單元有效應(yīng)力變化值為(23)對(duì)正常固結(jié)黏性土，，則0。一般情況下，因，故式(23)中，而0，則在平面內(nèi)，相對(duì)于開挖前，開挖瞬時(shí)應(yīng)力點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)向左上方移動(dòng)。對(duì)于超固結(jié)黏性土，，，故式(23)中，而0，則在平面內(nèi)，相對(duì)于開挖瞬時(shí)，開挖后應(yīng)力點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)向右上方移動(dòng)。相對(duì)于開挖瞬時(shí)，開挖后土體單元有效應(yīng)力變化值為：(24)對(duì)正常固結(jié)和超固結(jié)黏性土，，因，故式(24)中，而0，則在平面內(nèi)，相對(duì)于開挖瞬時(shí)，開挖后應(yīng)力點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)向左平移，反映土體單元從開挖瞬時(shí)到開挖后為負(fù)孔壓消散過程。正常固結(jié)黏性土的有效應(yīng)力路徑如圖4所示，土體單元應(yīng)力路徑從開挖前到開挖瞬時(shí)再到開挖后，有逐漸向破壞線過渡的趨勢。但由于負(fù)孔壓的作用，開挖瞬時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)安全性高于開挖后應(yīng)力狀態(tài)，開挖后隨著時(shí)間的推移，負(fù)孔壓會(huì)逐漸消散，這對(duì)槽壁穩(wěn)定是不利的，故開挖后應(yīng)盡早澆筑混凝土以維護(hù)槽壁穩(wěn)定。1123oKf線K0線圖4正常固結(jié)黏性土單元有效應(yīng)力路徑Fig.4Effectivestresspathofnormallyconsolidatedsoil5槽壁穩(wěn)定措施槽壁坍塌一般發(fā)生在以下幾種情況：(1)地下水位過高，護(hù)壁泥漿液面標(biāo)高不夠；(2)漏漿或施工操作不當(dāng)，造成槽段內(nèi)泥漿液面波動(dòng)過大或液面標(biāo)高急劇下降；(3)護(hù)壁泥漿參數(shù)選擇不當(dāng)，泥漿配制不符合施工要求(如泥漿比重不夠)，不能有效地起到護(hù)壁作用；(4)軟土層或砂性土層中成槽進(jìn)尺過快或回鉆速度過快，空轉(zhuǎn)時(shí)間太長，引起槽壁松動(dòng)；(5)成槽后擱置時(shí)間過長，未及時(shí)吊放鋼筋籠并澆筑混凝土，泥漿發(fā)生沉淀從而失去護(hù)壁作用；(6)地面超載過大，特別是施工機(jī)械在一個(gè)位置長時(shí)間振動(dòng)也會(huì)影響槽壁的穩(wěn)定。為防止槽壁坍塌事故的發(fā)生，可采取以下措施：(1)在軟土層或砂性土層中成槽時(shí)應(yīng)慢速鉆進(jìn)或挖掘，控制進(jìn)尺不要過快或空鉆過長；(2)成槽應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)條件選用合格泥漿，經(jīng)試驗(yàn)確定泥漿比重，一般應(yīng)不小于1.05，并根據(jù)開挖情況隨時(shí)調(diào)整泥漿比重和液面標(biāo)高；(3)槽段成槽完成后，及時(shí)完成吊放鋼筋籠、水下澆筑混凝土等工序，盡量縮短槽段的擱置時(shí)間；(4)采用抓斗成槽時(shí)，泥漿液面起伏較大，易造成槽壁上部(導(dǎo)墻下)局部坍塌，要注意保持槽壁液面穩(wěn)定；(5)結(jié)合導(dǎo)墻施工，采用現(xiàn)澆混凝土剛性地面或鋪設(shè)鋼箱板擴(kuò)散成槽機(jī)械地面超載應(yīng)力集中并控制振動(dòng)；(6)地下連續(xù)墻成槽前，采用水泥土攪拌樁等方法對(duì)槽段兩側(cè)地基進(jìn)行預(yù)加固，加固深度根據(jù)地下連續(xù)墻深度及場地條件綜合決定。6結(jié)論(1)槽壁穩(wěn)定與成槽開挖深度的關(guān)系不是很明確，淺層失穩(wěn)是泥漿護(hù)壁成槽過程中槽壁整體失穩(wěn)的主要形式，局部失穩(wěn)多由槽壁土體砂性較重和槽段內(nèi)泥漿液面波動(dòng)過大引起，黏性土中槽壁的整體和局部穩(wěn)定性要高于砂性土。(2)泥漿壓力大小是影響地下連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定的重要因素，嚴(yán)格控制泥漿液面與地下水位高差是保證槽壁穩(wěn)定的關(guān)鍵施工參數(shù)。(3)開挖機(jī)械的地面超載和開挖對(duì)槽壁的碰撞擾動(dòng)對(duì)槽壁穩(wěn)定不利，挖土抓斗操作過快引起的泥漿液面波動(dòng)對(duì)粗粒土槽壁局部穩(wěn)定的影響非常大。(4)成槽開挖瞬時(shí)并非槽壁的最不利狀態(tài)，開挖后隨著槽壁土體負(fù)孔隙水壓力的消散，槽壁穩(wěn)定性會(huì)下降，開挖結(jié)束后泥漿靜置階段，槽壁變形也會(huì)增加。為維護(hù)槽壁穩(wěn)定并減小槽壁變形，成槽結(jié)束后應(yīng)及時(shí)吊放鋼筋籠并及早澆筑混凝土。參考文獻(xiàn)(References)：NGCWW，YANRWM.Stresstransferanddeformationmechanismsaroundadiaphragmwallpanel[J].JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering，ASCE，1998，124(7)：638–648.DINGYC，WANGJH.Numericalmodelingofgroundresponseduringdiaphragmwallconstruction[J].JournalofShanghaiJiaotongUniversity，2008，13(4)：1–6.雷國輝，王軒，雷國剛.泥漿護(hù)壁開挖穩(wěn)定性的影響因素及失穩(wěn)機(jī)理綜述[J].水利水電科技進(jìn)展，2006，26(1)：82–86.(LEIGohui，W