石 峰，薛天威

(中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700)

地下連續(xù)墻——一種用挖槽(孔)設(shè)備開(kāi)挖出溝槽(采用泥漿護(hù)壁)，在槽內(nèi)設(shè)置鋼筋骨架及其預(yù)埋件后采用導(dǎo)管法澆筑混凝土成單元墻段，依次施工將單元墻段以某種接頭方式連接成一道連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻，作為基坑開(kāi)挖時(shí)防滲、擋土，以及對(duì)鄰近建筑物基礎(chǔ)的支護(hù)以及直接成為承受垂直荷載的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物的一部分。這種地下墻體即為現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻。

地下連續(xù)墻已經(jīng)并且正在代替很多傳統(tǒng)的施工方法，而被用于基礎(chǔ)工程的很多方面。在它的初期階段，基本上都是用作防滲墻或臨時(shí)擋土墻。通過(guò)開(kāi)發(fā)使用許多新技術(shù)、新設(shè)備和新材料，現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越多地用作結(jié)構(gòu)物的一部分或用作主體結(jié)構(gòu)，最近10年來(lái)更被廣泛用于大型的深基坑工程中。

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

在成都紗帽街東側(cè)修建的“大慈寺文化商業(yè)綜合體項(xiàng)目”的商業(yè)區(qū)部分基坑圍護(hù)面積68000 m2、深度13～16.8 m、支護(hù)軸線周長(zhǎng)2400 m。緊貼商業(yè)區(qū)的基坑邊有4 棟古建筑及大慈寺寺廟建筑，并有1 棟建筑在基坑范圍內(nèi)，需要對(duì)上述古建筑部位的基坑采取可靠的支護(hù)形式，以達(dá)到有效保護(hù)古建筑的目的。經(jīng)過(guò)建設(shè)、設(shè)計(jì)及施工方共同對(duì)多個(gè)護(hù)壁方案的分析比選，決定引進(jìn)地下連續(xù)墻技術(shù)對(duì)上述古建筑部位的基坑進(jìn)行支護(hù)?；又ёo(hù)平面參見(jiàn)圖1。

1.2 工程地質(zhì)條件

基坑護(hù)壁結(jié)構(gòu)穿越地層從上至下依次為:第四系全新統(tǒng)人工填土層(Qml4)的雜填土、素填土、以及第四系全新統(tǒng)沖積層(Qal4)的細(xì)砂層、中砂層、卵石層。

人工填土層:分為雜填土和素填土，其中雜填土主要由磚瓦塊碎片、卵石混少量黏性土等組成。結(jié)構(gòu)松散，素填土主要由黏性土、粉性土、砂土混少量磚瓦塊碎片等組成。人工填土分布連續(xù)，厚度2.8～4 m。

雜填土:色雜，主要由磚瓦塊碎片、卵石混少量黏性土等組成。結(jié)構(gòu)松散，濕。

素填土:灰色，主要由黏性土、粉性土、砂土混少量磚瓦塊碎片等組成。稍密，可塑～硬塑，濕。人工填土分布連續(xù)，厚度2.8～4 m。

圖1 基坑支護(hù)平面布置

細(xì)砂:灰色。系長(zhǎng)石、石英、云母細(xì)片、巖屑及暗色礦物顆粒組成。松散。濕。場(chǎng)地內(nèi)呈透鏡體分布于卵石土層頂部，最大厚度為0.9 m。

中砂:灰色。系長(zhǎng)石、石英、云母細(xì)片、巖屑及暗色礦物顆粒組成，夾個(gè)別卵石。松散。濕～飽和。場(chǎng)地內(nèi)呈透鏡體分布于卵石土層中，最大厚度為3.6 m。

卵石:黃灰、灰色。卵石成分系巖漿巖及變質(zhì)巖類巖石組成。多呈圓形～亞圓形。一般粒徑3～9 cm，部分粒徑大于15 cm，混少量漂石。充填物主要為中砂混少量礫石，含量約15%～45%。以弱風(fēng)化為主。濕～飽和。按卵石土層的密實(shí)程度、N120 動(dòng)探擊數(shù)以及充填物含量等的差異，根據(jù)《成都地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》可將其劃分為松散卵石、稍密卵石、中密卵石和密實(shí)卵石4個(gè)亞層。

2 地下連續(xù)墻支護(hù)設(shè)計(jì)方案

在商業(yè)區(qū)的筆貼室、章華里、馬家巷禪院、廣東會(huì)館、欣爐等五座建筑附近的基坑，采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)，在高度上設(shè)置2～3 道，每道水平間距2 m。古大慈寺南側(cè)和東側(cè)的建筑，采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻+鋼管內(nèi)支撐支護(hù)，在高度上設(shè)置二道，每道水平間距3 m。

連續(xù)墻墻體設(shè)計(jì)厚度為600 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)取C35(大慈寺東側(cè)及南側(cè)部位按C40)。

各部位地下連續(xù)墻的支護(hù)參見(jiàn)表1。

表1 地下連續(xù)墻支護(hù)參數(shù)

地下連續(xù)墻與地下室結(jié)構(gòu)外墻距離100 mm，之間分別設(shè)置找平層、防水層、保溫層。地下連續(xù)墻與地下室結(jié)構(gòu)墻的位置關(guān)系參見(jiàn)圖2。

圖2 連續(xù)墻與地下室結(jié)構(gòu)外墻位置

3 地下連續(xù)墻施工方法

3.1 混凝土導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻在連續(xù)墻的施工中起導(dǎo)向定位、穩(wěn)定地表土層、承擔(dān)抓斗等設(shè)備承重等作用。

采用鋼筋混凝土導(dǎo)墻，導(dǎo)墻高度1500 mm，寬度400 mm，導(dǎo)向槽凈寬度640 mm，深度1500 mm。鋼筋混凝土導(dǎo)墻拆模后，用圓木或砌筑磚墻支撐二期槽部位的混凝土導(dǎo)墻。

地下連續(xù)墻施工平臺(tái)橫剖面見(jiàn)圖3、導(dǎo)墻配筋見(jiàn)圖4。

3.2 施工工藝流程

圖3 地下連續(xù)墻施工平臺(tái)橫剖面

圖4 混凝土導(dǎo)墻配筋

連續(xù)墻施工主要工藝流程為:導(dǎo)墻等臨建設(shè)施建造→抓槽→清孔→鋼筋籠制安及下設(shè)→澆筑導(dǎo)管下設(shè)(一期槽接頭管下設(shè))→澆筑混凝土(一期槽接頭管起拔)。

3.3 主要施工設(shè)備選型

根據(jù)該項(xiàng)目地層特點(diǎn)，挖槽選用連續(xù)墻液壓抓斗，清孔選用ZX100 泥漿凈化器和10 m3空壓機(jī)組成的氣舉反循環(huán)清孔設(shè)備，用ZJ 600 拔管機(jī)起拔接頭管。

3.4 墻段分幅

墻段分為兩序間隔跳挖，先挖一序墻幅，再挖二序墻幅。

直線段部位分幅:采用液壓抓斗三抓成槽，單幅墻段長(zhǎng)度5～8 m(典型長(zhǎng)度為7 m)。其中一序墻幅先抓兩邊，每抓長(zhǎng)度2.8 m，中間最后一抓(長(zhǎng)度為1.0～2.4 m，典型長(zhǎng)度1.4 m)，二序墻幅先抓中間(長(zhǎng)度2.8 m)，再抓兩邊(每抓長(zhǎng)度為1.0～2.4 m，典型長(zhǎng)度2.1 m)。

轉(zhuǎn)角部位墻段:為提高轉(zhuǎn)角部位的支護(hù)墻體剛度，該部位采用L 型轉(zhuǎn)角槽。

典型墻段分幅參見(jiàn)圖5。

圖5 典型槽段分幅

3.5 護(hù)壁泥漿

挖槽期間孔壁穩(wěn)定性關(guān)系到連續(xù)墻施工是否能順利完成。鑒于地層為砂卵石層易塌孔，施工的連續(xù)墻在古建筑附近，為利于挖槽期間孔壁穩(wěn)定，采用膨潤(rùn)土泥漿固壁，要求使用的泥漿密度1.03～1.05 g/cm3、馬氏漏斗粘度40～50 s。

表2 膨潤(rùn)土泥漿配合比(kg/m3)

3.6 抓槽

成槽設(shè)備選用連續(xù)墻液壓抓斗。

挖槽垂直度控制:抓斗抓槽時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，使抓斗在吃土阻力均衡的狀態(tài)下挖槽，抓主孔時(shí)使抓斗兩邊的都齒都吃在實(shí)土中，抓副孔時(shí)使抓斗兩邊的都齒都在空隙中。挖槽過(guò)程中用安裝在抓斗斗體上的自動(dòng)檢測(cè)儀器檢測(cè)挖槽的垂直度，并及時(shí)采取糾偏措施。

①一期槽成槽:先用抓斗抓一端的主孔，再抓另一端的主孔，最后用抓斗抓取中間的副孔。

②二期槽成槽:當(dāng)一期槽澆筑時(shí)采用下設(shè)接頭管，拔出接頭管后，相鄰二期槽的端孔留有直徑600 mm 的空隙，作為二期槽的端部主孔，先用抓斗抓取中間的主孔，再用抓斗抓兩端的副孔。

③沿槽長(zhǎng)方向套挖:主孔和副孔都鉆挖到設(shè)計(jì)深度后，再沿槽長(zhǎng)方向套挖，把槽壁面的凹凸面修理平整，保證槽段橫向有良好的直線性。

④挖除槽底沉渣:用抓斗沿槽長(zhǎng)方向套挖的同時(shí)，把抓斗下放到槽段設(shè)計(jì)槽底深度，挖除槽底沉渣。

3.7 鋼筋籠下設(shè)及混凝土澆筑

3.7.1 鋼筋籠加工及下設(shè)

每幅墻的鋼筋籠加工成整節(jié)，利用履帶起重機(jī)起吊下設(shè)。從加工平臺(tái)起吊時(shí)采用70 t 的履帶吊車作為主吊，25 t的汽車吊車作為副吊。起吊時(shí)由專人負(fù)責(zé)指揮，協(xié)調(diào)兩吊車的吊裝。完全吊起后，卸掉副吊吊鉤，用50 t 履帶吊車將鋼筋籠運(yùn)輸至槽孔口。

下設(shè)時(shí)需要采取定位措施，確保下設(shè)的高程及平面位置準(zhǔn)確。

3.7.2 混凝土澆筑

混凝土的物理性能指標(biāo)具體要求為:入槽塌落度為18～22 cm，坍落度保持15 cm 以上的時(shí)間不小于1.5 h;初凝時(shí)間不小于6 h，終凝時(shí)間不大于24 h。

采用商品混凝土拌制站生產(chǎn)的混凝土，用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。

混凝土澆筑采用“泥漿下直升導(dǎo)管法”，澆筑導(dǎo)管埋入混凝土深度不小于1.0 m，不大于6.0 m。控制混凝土面上升速度不小于2 m/h，不宜大于6 m/h。導(dǎo)管底口距槽底距離控制在15～25 cm 范圍內(nèi)，采用壓球法開(kāi)澆，以減小開(kāi)澆時(shí)混凝土快速下落與泥漿的絮凝反應(yīng)。

混凝土終澆高程控制在設(shè)計(jì)冠梁底高程以上0.5～1.0 m。

4 連續(xù)墻支護(hù)效果

4.1 墻體質(zhì)量

按《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB 50202－2002)，連續(xù)墻質(zhì)量完全滿足臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到了林旭強(qiáng)作為永久結(jié)構(gòu)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其主要驗(yàn)收指標(biāo)參見(jiàn)表3。墻面平整度效果見(jiàn)圖6，墻段接縫效果見(jiàn)圖7。

表3 連續(xù)墻主要驗(yàn)收數(shù)據(jù)

圖6 墻面平整度效果

圖7 墻段接縫效果

4.2 基坑支護(hù)效果

基坑支護(hù)完成并運(yùn)行6個(gè)月后，通過(guò)該基坑連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建筑的變形，與相鄰護(hù)壁樁支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建筑的變形進(jìn)行比較，連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建筑的變形極小，護(hù)壁及保護(hù)周邊建筑的效果良好。(連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移為3～12 mm，僅為相鄰部位護(hù)壁樁的30%，連續(xù)墻周邊古建筑的沉降2～7 mm，僅為相鄰部位護(hù)壁樁周邊建筑的50%)。

4.3 連續(xù)墻支護(hù)的經(jīng)濟(jì)性

該項(xiàng)目的543.24 m 軸線的連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)緊貼地下室側(cè)墻，其建成的地下室面積與相鄰部位采用800 mm 肥槽的護(hù)壁樁方式相比，面積增加870 m2，在獲得大的支護(hù)剛度滿足古建筑支護(hù)安全的情況下，也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益(如采用的二合一連續(xù)墻方案，則將獲得增加面積1630 m2，其經(jīng)濟(jì)效益更高)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市用地的日趨緊張，城市建筑不斷地對(duì)地下空間進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，對(duì)基坑支護(hù)的要求越來(lái)越高，目前國(guó)內(nèi)在基坑周邊建筑變形或降水敏感、以及鬧市區(qū)交通主干道上開(kāi)挖下穿隧道或地鐵站房等需減少圍護(hù)占地的部位，已越來(lái)越多地使用地下連續(xù)墻支護(hù)形式。

在成都大慈寺商業(yè)文化綜合體項(xiàng)目首次引進(jìn)地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)，基坑支護(hù)效果安全可靠，有效地對(duì)附近古建筑形成了保護(hù)，同時(shí)通過(guò)該支護(hù)形式獲得了比護(hù)壁樁支護(hù)形式更多的地下空間，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，在成都地區(qū)基坑施工中進(jìn)行一種成功的嘗試，為成都地區(qū)的基坑支護(hù)形式提供了一種新的選擇和借鑒。