一、任务来源
济南市小清河流域的土层以河流冲积层为主，地层主要特征为上层为深厚粉土、粉质黏土、粉细砂互层，下层基岩为灰岩、侵入岩等硬岩，为典型的软土-硬岩地层，地层突变极大增加了地下连续墙的施工难度，所造成的主要问题有：①难以采用单一成槽施工机械完成施工。液压抓斗成槽机泥浆用量少，施工成本较低，多在地连墙成槽中优先考虑使用，但液压抓斗成槽机难以或无法施工标准贯入锤击数N大于50的砂层以及岩质地层；铣槽机虽然地层适应性较好，但使用成本较高、购置价格及维护费用较高、对操作人员的技能要求较高、效率较低、在黏性土地层易包钻，且易在工作过程中产生的噪音和振动；旋挖钻机和冲击成孔桩机目前多作为地下连续墙成槽组合或配合施工设备，常用于地下连续墙的引孔施工，冲击成孔桩机还用于冲击破碎硬岩地层成槽，但其施工效率较低，且冲孔造成的噪声与振动可能对周边环境造成不利影响。②上覆冲积层的粉土、粉细砂等地层在地下连续墙成槽施工过程中易出现塌槽、缩颈、沉渣过厚等问题，常规泥浆难以保证槽壁稳定和高效清孔排渣，严重影响了工程质量与施工效率。
针对上述问题，亟需研究一种软土硬岩复合地层地下连续墙施工方法，经企业技术中心专家论证，确定研发课题为：软土硬岩复合地层抓斗
-旋挖-冲击联合成槽地下连续墙施工技术研究及应用。
二、应用领域
本技术适用于山东省内软土硬岩复合地层的地下连续墙施工。具体适用于以下工程场景：
1.该技术特别适用于地质条件复杂、软土与硬岩交错分布地层的深大基坑施工。该类地层采用传统的单一成槽施工方法往往难以有效应对，而地下连续墙联合成槽技术能够充分发挥各种施工方法的优势，提高施工效率和质量。
2.施工工期紧张的地下连续墙工程。由于抓斗-旋挖-冲击联合成槽技术能够综合多种设备施工的优点，结合流水作业安排，提高施工进度，因此适用于工期要求较紧的地下连续墙工程工程项目。
三、技术原理
抓斗-旋挖-冲击地下连续墙联合成槽施工工艺原理，该施工工艺通过结合液压抓斗成槽机、旋挖钻机及冲击成孔桩机各自的优势，实现对软土硬岩复合地层的迅速而准确的开挖，完成墙槽的精确成型，同时最大限度地减少对周边环境的扰动，保障了地下连续墙施工质量。其关键要点如下：首先通过抓斗成槽机挖除槽段内岩层上覆冲积土层，施工至风化岩层时换用旋挖钻机在槽段内等间距旋挖成孔，钻至硬岩地层后换用冲击成孔桩机继续施工钻孔至地连墙设计深度，随后采用冲击成孔桩机继续施工槽段内的孔间岩体。
四、性能指标
1.首先通过抓斗成槽机挖除槽段内岩层上覆冲积土层，施工至风化岩层时换用旋挖钻机在槽段内等间距旋挖成孔，钻至硬岩地层后换用冲击成孔桩机继续施工钻孔至地连墙设计深度，随后采用冲击成孔桩机继续施工槽段内的孔间岩体。
2.在施工过程中，为了避免设备聚集影响效率，各类成槽设备需按序高效作业：①液压抓斗成槽机负责挖除目标槽段内的上覆冲积土层，待该部分完成后，便迁移至下一槽段继续施工作业；②旋挖钻机在本槽段中等间距旋挖成孔，直至达到坚硬的岩层基底，完成施工作业后，旋挖钻机也随即移至另一槽段，接替抓斗成槽机的工作；③本槽段引入冲击成孔桩机，继续进行冲击钻孔作业，钻孔至地下连续墙设计深度，确保了孔间岩体的稳固与完整之后，继续施工本槽段内的孔间岩体；这样有序的工序交替和设备运用，确保了整个成槽施工过程的流畅与高效。
3.导墙混凝土浇注并拆模后，为防止导墙在侧向土压作用下产生变形、位移，应沿纵向每隔1m左右，水平向1.5m左右加设上下两道支撑。在导墙的混凝土达到设计强度并加好支撑之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以防导墙受压变形。导墙允许偏差符合表1的规定。
4.施工前，对泥浆使用材料及配合比进行室内试验。施工中，检测泥浆技术性能指标，对泥浆质量检测进行记录，并对循环泥浆进行沉淀或除砂等再生处理。
5.闭合幅或异形槽段钢筋笼制作前，要先对槽位进行复核，并根据复核结果进行相应调整。
五、成熟度
地下连续墙技术是一种在地下工程领域中常用的结构支护技术。目前，地下连续墙技术在地基工程和地下结构工程方面已经相当成熟，并且得到了广泛应用。
地下连续墙技术具有较高的适应性，可以根据不同工程的需求进行定制设计和施工。无论是连续墙的深度、长度还是墙体厚度，都可以根据具体情况进行调整，以满足各类地下工程项目的要求。相比传统的地下支护方法，地下连续墙技术具有更高的效率和更低的成本。通过精确的设计和施工操作，可以最大限度地减少材料浪费和人力成本，从而降低工程总成本。地下连续墙技术经过多年的实践验证，考虑了各种地质条件和施工环境因素，保证了施工过程的安全性。合理的墙体设计和严格的施工操作，可以有效地保障地下工程建设过程中的安全。
通过提供可靠的地下结构支护、节约成本、适应性和安全性等优势，地下连续墙技术为各种类型的地下工程项目提供了可靠的支撑解决方案。
六、成果的创造性、先进性
1.该技术研究与提出了抓斗-旋挖-冲击联合成槽地下连续墙施工方法，该技术具有地层适应能力强、成槽质量好、对周边环境扰动较小等特点，应用抓斗-旋挖-冲击联合成槽技术有效降低了在该地层地下连续墙的施工难度，充分发挥各施工机械的优势，提高施工效率并节约成本。
2.该技术针对小清河流域的粉土、粉质黏土以及粉细砂等地质开展护壁泥浆改性试验，通过室内试验分析了CMC、Na2CO3、PHP及BaSO4对膨润土泥浆主要指标的影响，通过正交试验和显著性分析方法获取了针对该区域一般地层的最优配比。现场施工中通过动态调整配比，改变泥浆的比重与粘度，有效解决了成槽施工过程中塌槽、不易清槽、沉渣过厚等问题。
3.着眼于软土硬岩地下连续墙施工与常规地下连续墙施工难度较大，具有一定差异性，且目前尚无相关工程标准指导该类工程的施工及验收，本技术通过现场试验与调研、综合研究、专家咨询等工作，结合已实施工程的经验，凝练形成《软土硬岩复合地层抓斗-旋挖-冲击联合成槽地下连续墙施工企业标准》，为该类工程施工与验收奠定了基础。

一、推广应用范围、条件
该技术适用于山东省内一般地质条件的地下连续墙施工，尤其适用于软土境复杂的地下连续墙施工。
二、推广应用前景
该技术在济南市天桥区残疾人康复综合楼项目地下连续墙施工工程进行应用，基坑开挖深度9.55m（电梯井、集水坑局部加深位置深度11.42m），基坑东西长约78.35m、南北宽约38.65m，基坑周长234m，基坑工程的支护结构采用地连墙+内支撑的支护结构形式，地下连续墙墙厚为800mm，每幅宽度6.0m。具有上覆冲积层的粉土、粉细砂等地层在地下连续墙成槽施工过程中易出现塌槽、缩颈、沉渣过厚、传统方法使用单一机械如抓斗或旋挖钻机进行施工，面对复杂地层时效率低下的特点。
根据上述工程特点，本工程采用抓斗-旋挖-冲击联合成槽施工，该技术具有地层适应能力强、成槽质量好、对周边环境扰动较小等特点，应用抓斗-旋挖-冲击联合成槽技术有效降低了在该地层地下连续墙的施工难度，充分发挥各施工机械的优势，提高施工效率并节约成本，较传统施工工艺节约造价106.72万元，缩短工期15天。