葛欣銘

上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司 上海 200072

隨著城市地下綜合管廊的不斷推進(jìn)，地下綜合管廊系統(tǒng)不僅解決了城市交通擁堵問題，還極大地方便了電力、通信、燃?xì)?、供排水等市政設(shè)施的維護(hù)和檢修。在既有老城區(qū)建設(shè)綜合管廊過程中往往遇到諸多難題，如綜合管廊規(guī)劃區(qū)域經(jīng)常存在已有各類錯(cuò)綜復(fù)雜的管線，以往施工方法對已有管線保護(hù)難度非常大，通?？紤]將綜合管廊施工區(qū)域內(nèi)管線進(jìn)行搬移。但預(yù)制地下連續(xù)墻工藝的引入較大程度上緩解了已有管線與新建綜合管廊之間的矛盾。

采用預(yù)制地下連續(xù)墻的優(yōu)勢在于本工程預(yù)制拼裝結(jié)構(gòu)主要由預(yù)制地下連續(xù)墻“兩墻合一”圍護(hù)結(jié)構(gòu)和預(yù)制結(jié)構(gòu)頂板2部分組成，其中預(yù)制地下連續(xù)墻主要有以下優(yōu)勢：

1）預(yù)制墻體在地面預(yù)制成型：預(yù)制地下連續(xù)墻采用工廠化預(yù)制的模式在地面成型，可以有效控制墻體的質(zhì)量，相對于常規(guī)的現(xiàn)澆地下連續(xù)墻，墻體的平整度和墻面的滲漏可以得到有效控制。

2）采用預(yù)制墻體可減少施工周期：由于預(yù)制墻體為工廠化預(yù)制，可提前于現(xiàn)場的施工進(jìn)行預(yù)制制作。在現(xiàn)場施工時(shí)僅將預(yù)制墻體吊放，節(jié)省了現(xiàn)澆過程，并且吊放工作可連續(xù)進(jìn)行。同時(shí)在后續(xù)開挖階段時(shí)，由于預(yù)制墻體在吊放時(shí)已達(dá)到墻體的混凝土強(qiáng)度，因此，可節(jié)省由于常規(guī)工藝帶來的混凝土養(yǎng)護(hù)周期。

3）預(yù)制墻體提高地下空間的利用率：預(yù)制地下連續(xù)墻“兩墻合一”，在地下空間開發(fā)及綜合管廊施工中既作為開挖工況下的圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用，又作為主體結(jié)構(gòu)使用，減少了基坑工程常規(guī)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的的外圍尺寸，提高了地下空間的利用率[1-3]。

1 工程概況

1.1 地理位置

桃浦科技智慧城綜合管廊工程（一期）一標(biāo)段位于上海市普陀區(qū)，地理位置規(guī)劃范圍東至景泰路，西至敦煌路，南至武威路，北至古浪路。本次42 m試驗(yàn)段（預(yù)制地下連續(xù)墻圍護(hù)）位于景泰路—常和路（圖1）。

圖1 地理位置平面示意

1.2 預(yù)制地下連續(xù)墻施工概況

本工程±0 m相當(dāng)于絕對高程3.90 m。

本工程圍護(hù)墻和結(jié)構(gòu)墻設(shè)計(jì)采用“兩墻合一”預(yù)制式地下連續(xù)墻。預(yù)制墻板長12.2 m，厚0.59 m，地下連續(xù)墻總長84 m，墻幅均為5.95 m，共計(jì)14幅，設(shè)計(jì)混凝土等級C35、抗?jié)B等級P6。

1.3 工程地質(zhì)及周邊環(huán)境

1.3.1 地質(zhì)條件

本工程預(yù)制地下連續(xù)墻深度為－15.50～－3.30 m，進(jìn)入⑤1-1黏土層；基坑開挖深度為－7.20 m，進(jìn)入④1淤泥質(zhì)黏土層。

1.3.2 不良地質(zhì)現(xiàn)象

表層雜填土較為復(fù)雜，局部填土厚度較大；本場地9.67～16.5 m深度范圍內(nèi)分布的第③層灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土和第④1層灰色淤泥質(zhì)黏土，為流塑狀的高壓縮性土層，為天然地基的主要壓縮層。

1.3.3 管線情況

現(xiàn)場踏勘及相關(guān)資料顯示，本工程施工區(qū)域內(nèi)建筑物較少，周邊大多為空曠場地，但在試驗(yàn)段（景泰路—常和路）存在較多地下管線，主要管線有DN300 mm、DN500 mm給水管和10 kV電力電纜（圖2）。

圖2 管線與地下連續(xù)墻位置關(guān)系

其中DN300 mm給水管線距離預(yù)制地下連續(xù)墻外邊線（靠景泰路一側(cè)）僅0.72 m，2根電力管線在基坑開挖范圍內(nèi)，待開挖前進(jìn)行保護(hù)。

2 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及對策

2.1 周邊管線眾多，保護(hù)難度大

影響本工程地下連續(xù)墻施工的主要管線除了上述DN300 mm給水管外，另有1根位于基坑內(nèi)的10 kV強(qiáng)電管線，其水平距離預(yù)制地下連續(xù)墻（靠近景泰路一側(cè)）近1.00 m。針對該難點(diǎn)的應(yīng)對措施為：

1）采用鋼板樁（FSP-IV型）水平距離DN300 mm給水管12 cm插入，對管線進(jìn)行施工保護(hù)。鋼板樁每隔3 000 mm設(shè)置對稱型鋼支撐，減小后期基坑開挖對管線的位移影響。

2）通過增加導(dǎo)墻深度、提高導(dǎo)墻配筋，在導(dǎo)墻平面預(yù)制墻擱置位置增加暗梁，減少對給水管線的位移影響。

3）合理安排施工工序，減小基坑開挖時(shí)空效應(yīng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、周邊管線的位移和沉降的破壞性發(fā)展。

4）在施工期間對管線實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測控制，將管線位移控制在允許范圍之內(nèi)。

2.2 采用常規(guī)工藝吊裝，吊裝難度大

1）本工程每一幅預(yù)制地下連續(xù)墻凈質(zhì)量93 t，常規(guī)履帶吊吊裝風(fēng)險(xiǎn)大，控制要求高。

2）采用現(xiàn)場墻板制作，現(xiàn)場施工空間小，不能滿足先平移吊起再垂直吊起入槽條件。

針對上述難點(diǎn)的應(yīng)對措施為：

1）采用理論分析，通過有限元數(shù)值模擬現(xiàn)場施工不同吊裝工況，計(jì)算其鋼絲繩拉力，預(yù)制墻內(nèi)力、變形及裂縫。

2）根據(jù)預(yù)制地下連續(xù)墻凈質(zhì)量及現(xiàn)場施工場地布置，合理選擇履帶吊車型號并設(shè)計(jì)計(jì)算預(yù)制墻體吊點(diǎn)位置，合理布置吊點(diǎn)方向。

3）根據(jù)現(xiàn)場施工場地條件及圍護(hù)結(jié)構(gòu)位置，合理安排吊裝順序。

4）由于基坑圍護(hù)區(qū)域距離預(yù)制地下連續(xù)墻制作區(qū)僅30 m，采用一點(diǎn)吊方式既解決了場地占用空間，又提高了施工效率。

2.3 現(xiàn)場進(jìn)行大型構(gòu)件預(yù)制，施工布局、質(zhì)量控制難度大

1）預(yù)制墻板構(gòu)件尺寸較大，需要占地1 500 m2，為不影響整體施工布局，將制作場地布置在吊裝區(qū)域附近，距離試驗(yàn)槽段最遠(yuǎn)僅30 m，降低吊裝風(fēng)險(xiǎn)并提高施工效率。

2）預(yù)制墻板制作先后順序根據(jù)試驗(yàn)槽段成槽先后順序進(jìn)行現(xiàn)場擺放布置，降低預(yù)制墻板吊裝過程因墻體回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)和吊裝風(fēng)險(xiǎn)。

3 施工現(xiàn)場平面布置

3.1 施工平面布置

1）為滿足地下連續(xù)墻作業(yè)線施工，在場地北側(cè)設(shè)8 m×32 m鋼筋籠堆場、加工棚及木工棚。

2）施工道路：在施工階段，沿基坑內(nèi)側(cè)布置寬12 m、厚200 mm的鋼筋混凝土施工道路（配單層雙向鋼筋φ25 mm@250 mm），同時(shí)在各段道路兩側(cè)設(shè)置排水溝（400 mm×300 mm），混凝土強(qiáng)度等級為C25。場地其余部分采用厚10 cm的C25混凝土硬化地坪。

3）地下連續(xù)墻泥漿工廠：現(xiàn)場設(shè)1套泥漿工廠系統(tǒng)，由20只泥漿箱組成，每只泥漿箱容積為30 m3。根據(jù)地下連續(xù)墻的單幅混凝土體積，滿足一條作業(yè)線流水施工能力。地下連續(xù)墻泥漿系統(tǒng)設(shè)在場地東側(cè)。

4）現(xiàn)場圍墻西側(cè)設(shè)置一個(gè)30 m×7 m×2.5 m的臨時(shí)集土坑，用于土體堆放（圖3）。

圖3 施工場地布置

3.2 施工流程

預(yù)制地下連續(xù)墻制作→預(yù)制地下連續(xù)墻施工→第1層土方開挖→第1道鋼支撐安裝→第2層土方開挖→第2道鋼支撐安裝→第3層土方開挖→墊層施工→底板施工及養(yǎng)護(hù)→第1、第2道鋼支撐拆除→預(yù)制墻頂板吊放→現(xiàn)澆頂板施工及養(yǎng)護(hù)→頂板覆土

4 預(yù)制地下連續(xù)墻施工

4.1 導(dǎo)墻施工

本工程導(dǎo)墻采用“┐┌”型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)墻間距640 mm，地下連續(xù)墻墻頂標(biāo)高－3.30 m，由于該區(qū)域地表雜填土至－1.7 mm，為防止成槽階段墻趾發(fā)生坍塌，導(dǎo)墻底腳須坐落在密實(shí)原狀土上，因此導(dǎo)墻施工深度設(shè)計(jì)為1.8 m。導(dǎo)墻間采用磚砌支撐，水平間距1.5 m。導(dǎo)墻內(nèi)采用雙層雙向φ16 mm@200 mm鋼筋，導(dǎo)墻墻頂圈梁采用φ8 mm @200 mm箍筋，在鄰近DN300 mm給水管導(dǎo)墻兩邊墻板擱置點(diǎn)設(shè)置1道暗梁，導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)采用素土回填密實(shí)?；炷敛捎脧?qiáng)度等級為C25的預(yù)拌混凝土（圖4、圖5）。

4.2 泥漿系統(tǒng)

圖4 導(dǎo)墻平面示意

圖5 剖面配筋結(jié)構(gòu)示意

在地下連續(xù)墻施工時(shí)，泥漿性能的優(yōu)劣會直接影響到地下連續(xù)墻成槽施工時(shí)槽壁的穩(wěn)定性，是至關(guān)重要的因素。根據(jù)本工程的地質(zhì)情況及以往地下連續(xù)墻的施工經(jīng)驗(yàn)，本工程由同一套泥漿工廠負(fù)責(zé)新漿的配制和循環(huán)漿的調(diào)整。

每一批新制的泥漿要進(jìn)行泥漿的主要性能的測試，新泥漿需測定拌制時(shí)和靜置24 h的黏度、相對密度，符合技術(shù)要求的泥漿才允許使用，以確保泥漿護(hù)壁性能。廢棄泥漿抽放在廢漿池中組織外運(yùn)，采用全封閉槽罐車運(yùn)至專門指定泥漿卸點(diǎn)。

對于槽段中回收的泥漿，經(jīng)過循環(huán)沉淀處理后，對其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測試，并重新調(diào)整，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能使用。

4.3 成槽施工

1）成槽直線槽段采用先兩側(cè)后中間抓法；成槽過程中抓斗垂直導(dǎo)墻中心線向下掘進(jìn)。

2）成槽機(jī)掘進(jìn)速度應(yīng)控制在15 m/h左右，上、下抓斗時(shí)要緩慢進(jìn)行，避免形成渦流沖刷槽壁，引起槽壁失穩(wěn)，當(dāng)挖至槽底2～3 m時(shí)，應(yīng)放測繩測深，防止超挖和少挖。

3）成槽時(shí)，視槽內(nèi)泥漿液面高度情況，隨時(shí)補(bǔ)充槽內(nèi)泥漿，確保泥漿液面高出地下水位0.5 m以上，同時(shí)也不能低于導(dǎo)墻頂面0.3 m，杜絕泥漿供應(yīng)不足的情況發(fā)生。

4）成槽完成應(yīng)進(jìn)行槽壁垂直度檢測，槽壁垂直度測試頻率為100%，每幅槽壁垂直度檢測不少于3個(gè)斷面。如槽壁垂直度偏差過大應(yīng)進(jìn)行掃孔處理，掃孔時(shí)抓斗每次移開50 cm左右，掃孔結(jié)束后，進(jìn)行超聲波測壁。

5）成槽至設(shè)計(jì)墻深后采用撩抓法清基，保證槽底沉渣不大于100 mm；清空后槽底泥漿相對密度不大1.15 g/cm3。

4.4 預(yù)制地下連續(xù)墻吊裝

4.4.1 專用吊具

本試驗(yàn)工程預(yù)制墻體第1階段（84 m）所采用的預(yù)埋件及相應(yīng)吊具，根據(jù)預(yù)制地下連續(xù)墻凈質(zhì)量93 t，以及采用一點(diǎn)吊工況，對吊具、鐵扁擔(dān)進(jìn)行了焊縫強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)。

4.4.2 工況分析

對吊機(jī)一點(diǎn)吊的吊裝形式進(jìn)行工況分析，模型分析了預(yù)制地下連續(xù)墻與水平面的夾角為0（最不利工況）、20°、30°、90°等4種工況的吊裝形式，其中前3種工況預(yù)制地下連續(xù)墻底端始終未離開地面，第4種工況為地下連續(xù)墻豎直吊起底端離開地面。

根據(jù)前面的MIDAS計(jì)算結(jié)果，取在自重荷載作用下產(chǎn)生的最大彎矩值，計(jì)算吊預(yù)制地下連續(xù)墻所產(chǎn)生的裂縫寬度，并與GB 50016—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的限值0.2 mm比較，判斷所產(chǎn)生的裂縫寬度是否滿足規(guī)范要求，經(jīng)計(jì)算均滿足2A類環(huán)境要求。

4.5 接頭樁及墻趾注漿

1）相鄰預(yù)制地下連續(xù)墻段的接頭，采用小直徑灌注樁接頭，深度同地下連續(xù)墻深；設(shè)計(jì)每個(gè)單幅墻板的兩端均采用凹口形式，其截面形狀由2個(gè)三邊形組成六邊形，其2個(gè)對面之間距離約為350 mm，即接頭灌注樁樁徑為350 mm，樁長同墻長，主筋為6φ14 mm、螺旋筋為φ8 mm＠200 mm（圖6）。

圖6 槽段接頭

2）預(yù)制墻段吊放后，可在相鄰墻段接頭處底部鋪設(shè)碎石用麻袋裝半滿并澆筑厚30～50 cm的混凝土，以防預(yù)制墻段的偏位。

3）接頭樁混凝土澆筑：當(dāng)預(yù)制地下連續(xù)墻吊裝完后開始進(jìn)行接頭樁混凝土澆筑，在南北外側(cè)端面預(yù)先填筑碎石。剩余地下連續(xù)墻接頭之間采用水下混凝土灌注方法， 混凝土為水下C35P6細(xì)石混凝土，內(nèi)插鋼筋籠，因鋼筋籠的直徑小，應(yīng)采用定制的φ168 mm導(dǎo)管及相應(yīng)料斗澆混凝土。

4）墻體與槽壁之間留有20 mm左右的空隙，為了較快恢復(fù)墻底土體承載力、墻體摩阻力及防止構(gòu)件間接縫滲水，需要對地下連續(xù)墻兩側(cè)和槽底進(jìn)行注漿，滿足預(yù)制地下連續(xù)墻本身的穩(wěn)固及作為地下室外墻時(shí)的豎向承載和抗浮性要求。施工時(shí)采用泥漿置換法能滿足設(shè)計(jì)要求，注漿效果以預(yù)制墻體兩側(cè)翻出水泥漿為準(zhǔn)。

4.6 基坑開挖

基坑凈寬2.9 m，開挖深度為－7.20 m，進(jìn)入④1層，采用2道H型鋼支撐，規(guī)格為400 mm×400 mm×13 mm×21 mm，第1道支撐設(shè)置在地表－0.3 m，第2道支撐設(shè)置在地表－3.65 m，第1道400 mm×400 mm×13 mm×21 mm的H型鋼圍檁與圍護(hù)鋼板樁之間的空隙采用細(xì)石混凝土填充，第2道支撐與地下連續(xù)墻預(yù)埋支撐連接，鋼支撐需施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力分2次施加，每次400 kN（圖7）。

圖7 基坑支護(hù)剖面

在基坑開挖面以下有2根電力管線，位于開挖面以下－0.7 m，基坑開挖前先進(jìn)行電線保護(hù)措施，由供電局專業(yè)隊(duì)伍施工，開挖過程中根據(jù)線纜位置分東西2塊區(qū)域開挖，線纜開挖一側(cè)先安放隔離板，開挖完成后隔離板放置線纜另一側(cè)再開挖另一塊區(qū)域。

4.7 結(jié)構(gòu)及防水施工

管溝內(nèi)需設(shè)置2%橫坡及邊溝，邊溝均設(shè)置于地面道路中心線側(cè)。墊層澆筑為厚200 mm的C20素混凝土；底板、頂板采用C35P6混凝土。主體結(jié)構(gòu)主筋凈保護(hù)層厚度迎土面取50 mm，其余取30 mm。本次施工頂板采用疊合板形式，預(yù)制頂板厚度150 mm，澆筑頂板250 mm。

防水構(gòu)造底板防水、頂板防水均采用預(yù)鋪反粘厚1.2 mm高分子防水卷材。頂板混凝土面必須采用多次收水、壓平，并要求從速蓋濕草包（或先鋪塑料薄膜潮濕養(yǎng)護(hù)），以滿足鋪涂聚氨酯防水涂料的要求。頂板防水卷材須上翻至預(yù)制墻頂部。鋪設(shè)卷材的基層應(yīng)堅(jiān)實(shí)、平整，不得有空出的尖角、筋頭和凹坑或表面起砂現(xiàn)象。當(dāng)用長2 m的直尺檢查時(shí)，直尺與基層表面的空隙不應(yīng)超過5 mm，且每米長度內(nèi)不得超過1處，空隙處只允許有平緩變化。基層表面應(yīng)清潔干凈，無污物、無明顯漏水點(diǎn)。相鄰表面構(gòu)成的轉(zhuǎn)角處應(yīng)做成圓弧，圓弧半徑應(yīng)大于150 mm。

5 結(jié)語

桃浦科技智慧城管廊項(xiàng)目將預(yù)制地下連續(xù)墻工藝與頂板疊合工藝相集成，取得了良好的實(shí)施效果，為類似工程提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。