摘要：基于压力平衡的软土沉入式地下连续墙施工结构，解决采用高压水辅助地下连续墙的软土沉入施工，高压水的泵入会导致土体内压升高，产生土体隆起的问题。本技术包括地下连续墙墙体，墙体的底端设置刃脚，墙体在顶面和刃脚之间埋设有射水管和吸浆管，墙体还设有竖直的锚索孔，锚索孔内的锚索下端固定在土体下的基岩中形成锚索桩，墙体上方的锚索上设置千斤顶。通过射水管软化土体，通过吸浆管将泥浆排出，在连续墙的下沉施工过程中保持土体内的压力平衡，既辅助墙体快速下沉施工，又能缓解土体内压，避免土体隆起；通过锚索、千斤顶对墙体施加下压力，使墙体能快速下沉施工。
关键词：岩土工程 压力平衡 软土 地下连续墙
1.工程概况
地下连续墙是基础工程，传统的地下连续墙施工是在地面上采用挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽、导墙浇筑混凝土后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。然而这种墙体需要预先挖出深槽，受挖掘设备限制，不能建筑较深的连续墙，且需要施工时浇筑混凝土等，使得施工缓慢。
目前预制装配式建筑发展迅速，可将地下连续墙做成预制装配式，利用压力作用，将预制墙体整体沉入地下，能够解决现场浇筑施工缓慢的问题。但预制装配式地下连续墙下沉过程中需要破开土体，下沉阻力大。针对这一问题，有工程师设计了以下施工结构辅助下沉：一种沉井高压水助沉的施工设备，该设备用于沉井，通过布置在井壁上端与刃脚之间的高压水管，泵入高压水破坏沉井刃脚周围的土体，从而减少下沉阻力。上述施工结构可以用于连续墙下沉，但又有所不同，沉井施工境内通常为掏空，水体可以自然排出，而连续墙下沉施工过程中，是将土体将两侧排开，本身就会对土体形成挤压，如果泵入高压水软化土体，大量泵入的水会导致土体内压过高，产生土体隆起，严重时会在水体自然排出后形成空腔，影响结构强度，造成不利后果。
2、设计方案
设计方案是：基于压力平衡的软土沉入式地下连续墙施工技术，包括地下连续墙的墙体，墙体的底端设置刃脚，其特征在于：墙体在顶面和刃脚之间埋设有射水管和吸浆管。射水管用于向下喷水软化土体，辅助墙体下沉，当土体内压力积聚到一定程度，通过吸浆管将土体中的泥浆排出进行泄压，在连续墙的下沉施工过程中保持土体内的压力平衡，既辅助墙体快速下沉施工，又能缓解土体内压，避免土体隆起。
（1）射水管下端设有出水口，出水口对齐刃脚的尖端竖直向下开设，射水管上端连接向下泵送高压水的高压水泵；（2）吸浆管下端呈倒Y字形，吸浆管在刃脚的两侧分别设置有吸浆口；（3）吸浆口处设置有压力传感器。压力传感器可以为达到压力阈值自动开启的阀体，也可以是检测压力信号用于控制泥浆泵的信号发生器。泥浆可以利用土体内压自然排出，也可以用压力传感器控制泥浆泵抽吸排出；（4）吸浆管上端连接向上抽送泥浆的泥浆泵；
（5）墙体在顶面和刃脚之间还设有竖直的锚索孔，锚索孔内设置有锚索，锚索下端固定在土体下的基岩中形成锚索桩，墙体上方的锚索上设置千斤顶，千斤顶抱夹在锚索上并向下顶压墙体上端面。锚索可以配合千斤顶对墙体形成下压辅助下沉，在施工完成后还可以起到抗浮作用；（6）墙体竖向分设多块，最下方的墙体底端设置刃脚，上下相邻的墙体对接面采用凹槽和凸块对齐；（7）墙体横向分设多段，左右相邻的墙体对接面采用凹槽和凸块对齐；（8）墙体横截面两侧壁的为波浪形；（9）墙体上吸浆管的设置间隔大于射水管的设置间隔。
本方案的设计结构，在一段墙体预制过程中预留三个或者四个或更多上下贯穿孔洞，在墙体底部设置刃脚，刃脚上设置有与墙体内射水管联通的出水口，其主要作用是墙体下沉过程中，射水稀释底部土体，辅助下沉；为了解决墙体射水辅助下沉过程中的土体隆起问题，本方案在墙体内预埋了吸浆管，在底部刃脚处两侧有两处吸浆口，吸浆口处设有两个压力开启的单向阀作为压力传感器，当土体内压达到阈值，泥浆可以通过开启的压力传感器自然排出；吸浆管也可以连接泥浆泵，用吸浆口压力传感器控制泥浆泵抽吸排出，从而减少土体内压，防止地表土体隆起。另外，本方案还可以在每段墙体靠两端的位置设置锚索孔，预先在设计位置打入抗拔锚索桩至基岩，利用锚索桩作为反力支架，锚索穿过锚索孔后抱设千斤顶，利用千斤顶将墙体压入地下，并且抗拔的锚索能够在后期提供抗浮能力。
3、施工方法
基于压力平衡的软土沉入式地下连续墙施工技术，如图1、2所示。施工结构包括地下连续墙的墙体，墙体横向分设多段，左右相邻的墙体对接面采用凹槽和凸块对齐，墙体横截面两侧壁的为波浪形。墙体竖向分设多块，最下方的墙体底端设置刃脚，上下相邻的墙体对接面采用凹槽和凸块对齐；墙体在顶面和刃脚之间开设有锚索孔，并且墙体内竖向埋设有射水管和吸浆管。锚索孔内设置有锚索，锚索下端固定在土体下的基岩中形成锚索桩，墙体上方的锚索上设置千斤顶，千斤顶抱夹在锚索上并向下顶压墙体上端面；吸浆管下端呈倒Y字形，吸浆管在刃脚6的两侧分别设置有吸浆口8。吸浆口处设置有压力传感器。压力传感器可以是压力上升到阈值自行打开的单向阀，吸浆管利用土体内压自动排浆。压力传感器也可以是检测压力信号的信号发生器，吸浆管上端连接向上抽送泥浆的泥浆泵，通过压力传感器信号控制泥浆泵排浆；射水管射水管下端设有出水口，出水口对齐刃脚的尖端竖直向下开设。射水管上端可以用于连接向下泵送高压水的高压水泵。
施工过程主要包括以下步骤：（1）首先在地下连续墙施工的轴线上用机械或者人工挖槽，清槽结束后浇筑钢筋混凝土导墙；（2）待导墙施工完成后，并且达到预定强度，在预定位置打入抗拔的锚索；（3）待锚索抗拔试验合格后，将已经安装了吸浆管和进水管的地下连续墙的墙体吊放到位，并将锚索穿过墙体的锚索孔，在墙体上部锚索上穿心安装千斤顶；（4）调整墙体位置，保证位置精确，千斤顶向下进行顶升，将地下连续墙慢慢压入地下，可控制两侧千斤顶的升降幅度进行纠偏；（5）待首节墙体下沉到一定深度后，开启射水管泵入高压水在刃脚处形成水刀，稀释底部土体，辅助下沉。（6）当地下连续墙底部地内压力达到一定值后，稀释的泥浆能够自动从吸浆管排出，达到泄压的作用；（7）第一段墙体下沉到位后，拆除顶部千斤顶，按照第二段墙体，采用上述方法下沉施工，墙体可依次施工，连接为整体。
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图1：地下连续墙横向连接示意图 图2：地下连续墙纵向连接示意图
结束语：
本技术的目的在于解决采用高压水辅助地下连续墙的软土沉入施工，高压水的泵入会导致土体内压升高，产生土体隆起的问题，提供一种基于压力平衡的软土沉入式地下连续墙施工结构，通过射水管软化土体，通过吸浆管将泥浆排出，在连续墙的下沉施工过程中保持土体内的压力平衡，既辅助墙体快速下沉施工，又能缓解土体内压，避免土体隆起。
参考文献：
[1]严熙，李英英.试论地下连续墙施工技术在房屋建筑中的应用[J].中国住宅设施，2018（11）：110—111
[2]吕华安，于永杰.试析地下连续墙施工技术在房屋建筑中的应用[J].黑龙江科技信息，2015（13）：177.