王小潔 ，寧兆軻

（1.北京市地質(zhì)工程公司，北京 100143；2.中航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100098）

0 引言

隨著城市地下空間開發(fā)規(guī)模的增大，尤其是發(fā)達(dá)城市高層結(jié)構(gòu)的建造、大型市政設(shè)施的施工、地鐵隧道等使得地下空間被越來(lái)越廣泛的開發(fā)，基坑的深度也越來(lái)越深（周廣軍，2013）?；谏罨庸こ痰膹?fù)雜性，地下連續(xù)墻以其墻體剛度大、止水性能和耐久性好等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用。尤其在復(fù)雜的周邊環(huán)境和嚴(yán)格的變形要求條件下，地連墻支護(hù)更能發(fā)揮其特點(diǎn)（李耀良等，2006）。本文對(duì)通州運(yùn)河ONE項(xiàng)目地下連續(xù)墻施工技術(shù)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了在該復(fù)雜環(huán)境下針對(duì)性采取的相應(yīng)施工技術(shù)措施，可以為今后復(fù)雜環(huán)境下地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)和施工提供一定的參考。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

通州運(yùn)河ONE項(xiàng)目位于北京市通州區(qū)運(yùn)河核心區(qū)Ⅷ-10—Ⅷ-14地塊，即通州區(qū)運(yùn)河西岸，東北至運(yùn)河西濱河路，西北至北關(guān)大道，東南至新華東路的范圍內(nèi)。擬建場(chǎng)地西側(cè)緊鄰正在施工的地鐵6號(hào)線新華大街站，東側(cè)與北運(yùn)河一路之隔，與運(yùn)河公園隔河相望。地塊總體上橫向?qū)捈s150m，縱向長(zhǎng)約740m，基坑開挖深度約20m，采用800mm厚地下連續(xù)墻，標(biāo)準(zhǔn)段墻深38m，混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值C30，接頭采用工字鋼接頭（圖1）。

圖1 基坑平面布置圖Fig.1 Plane layout of the foundation pit

1.2 周邊環(huán)境及管線情況

周邊的地鐵6號(hào)線新華大街站、市政道路東關(guān)大道工程及其配套雨水管涵工程正在施工。

基坑西側(cè)緊鄰正在施工的地鐵6號(hào)線新華大街站，并行長(zhǎng)度約470m。基坑大致沿地塊紅線走向鋪設(shè)雨水管涵。西側(cè)管涵基本緊貼紅線鋪設(shè)，北側(cè)管涵距紅線約15～25m，管涵基坑深約8～10m。由于本基坑安全等級(jí)為一級(jí)，基坑開挖深度較深，周邊環(huán)境復(fù)雜，為確保其安全，施工中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。

1.3 工程地質(zhì)條件

根據(jù)中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院提供的勘察報(bào)告，基坑工程所涉及的土層主要如下：

人工填土①層：本層底板標(biāo)高11.10～23.94m，厚度0.80～10.80m，平均層厚4.00m。

粘質(zhì)粉土②層：本大層以粘質(zhì)粉土層（②層）為主層，含粉質(zhì)粘土②1、重粉質(zhì)粘土②2兩個(gè)亞層。底板標(biāo)高10.09～18.81m，厚度0.40～7.10m，平均層厚2.51m。

粉砂③層：主要成分為長(zhǎng)石、石英、云母，含較多粘粒并夾有少量粘性土團(tuán)塊。底板標(biāo)高5.50～15.38m，厚度0.40～7.20m，平均層厚2.99m。

中砂④層：主要成分為長(zhǎng)石、石英、云母，含較多粘粒并夾有少量粘性土團(tuán)塊，夾有少量礫石，底板標(biāo)高-3.20～10.84m，厚度0.80～12.40m，平均層厚5.69m。

粘質(zhì)粉土⑤層：飽和，密實(shí)，土質(zhì)較均勻。底板標(biāo)高-5.07～5.07m，厚度0.50～7.30m，平均層厚2.83m。

粉砂⑥層：含云母、氧化鐵，含少量粘粒。底板標(biāo)高-11.57～0.03m，厚度0.70～11.80m，平均層厚4.63m。

中砂⑦層：場(chǎng)地內(nèi)普遍分布；褐黃色；飽和，密實(shí)；含云母、氧化鐵。底板標(biāo)高-21.02～-7.30m，厚度0.50～14.10m，平均層厚6.52m。

1.4 水文地質(zhì)條件

潛水—微承壓水（一）：存賦于③粉砂層及第④大層的砂層中。水位埋深9.60～17.3m，標(biāo)高10.62～13.83m。該層地下水主要接受側(cè)向徑流及越流補(bǔ)給，以側(cè)向徑流方式排泄。該含水層局部具有承壓性。

承壓水（二）：含水層巖性為第⑥、⑦大層的砂土，與潛水—微承壓水（一）以第⑤大層作為隔水層。測(cè)壓水位標(biāo)高為3.82～8.43m，埋深18.7～21.2m。含水層主要接受側(cè)向徑流及越流補(bǔ)給，以側(cè)向徑流和人工開采的方式排泄。

承壓水（三）：含水層巖性為第⑨大層的砂土，與承壓水（二）以第⑧大層作為隔水層。測(cè)壓水位標(biāo)高為－1.67～0.87m，埋深23.1～25.6m。含水層主要接受側(cè)向徑流及越流補(bǔ)給。

2 工程特點(diǎn)、難點(diǎn)及主要技術(shù)措施

2.1 本工程的主要特點(diǎn)、難點(diǎn)

（1）基坑開挖深度大，需確保施工安全。

（2）基坑面積大，但為長(zhǎng)條形，影響基坑大面積出土開挖。

（3）本工程地下連續(xù)墻最深達(dá)到41m，從成槽施工到鋼筋制作、吊裝（接頭施工）再到水下混凝土灌注均為施工難題。

（4）基坑周邊地下、地面施工條件復(fù)雜，涉及多家施工單位，溝通協(xié)調(diào)難度大。

2.2 主要技術(shù)措施

（1）嚴(yán)格按照基坑支護(hù)施工圖施工，與設(shè)計(jì)單位積極溝通，信息化施工，確?；影踩?。施工過(guò)程中采用信息化管理，加大基坑監(jiān)測(cè)力度，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)反饋或采取相應(yīng)對(duì)策。

（2）施工時(shí)合理安排，設(shè)置專職調(diào)度員，確保土方運(yùn)輸在坑內(nèi)形成環(huán)線，減少等候時(shí)間，提高效率。土方與支護(hù)密切配合，分段分區(qū)施工，避免土方運(yùn)輸與支護(hù)配合不利造成出土困難或支護(hù)滯后。

（3）為保證工期及地下連續(xù)墻施工質(zhì)量，綜合考慮本標(biāo)地質(zhì)情況及成本控制，舍棄銑槽機(jī)及多頭鉆機(jī)類的高成本機(jī)械，采用液壓抓斗機(jī)進(jìn)行成槽施工，工藝為首開三抓，一字順序幅一鉆一抓，異型幅兩鉆一抓跳槽施工，遇到堅(jiān)硬土層采用旋挖鉆機(jī)引孔。每幅槽段方量將近200m3，因此須控制混凝土澆筑時(shí)間。在開工前落實(shí)合格的混凝土供應(yīng)商，確?；炷凉?yīng)及時(shí)，避免造成混凝土斷帶。成槽中的泥漿主要是在地墻挖槽過(guò)程中起護(hù)壁作用，泥漿護(hù)壁技術(shù)是地下連續(xù)墻工程基礎(chǔ)技術(shù)之一，其質(zhì)量好壞直接影響到地墻的質(zhì)量與安全；槽內(nèi)泥漿必須高于地下水位1.0m以上，并且不低于導(dǎo)墻頂面0.3m。鋼筋籠為矩形，吊放過(guò)程需注意的問(wèn)題很多，十分復(fù)雜；為避免產(chǎn)生不可恢復(fù)的鋼筋籠變形闡述選擇機(jī)械型號(hào)的對(duì)策；根據(jù)力學(xué)簡(jiǎn)算，查詢吊機(jī)性能，選擇了吊裝噸數(shù)在回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)起吊高度也滿足要求的200t履帶吊為主吊、150t履帶吊為副吊，采用兩副鋼扁擔(dān)掛6根鋼絲繩的吊裝方法進(jìn)行鋼筋籠的吊裝。

（4）開工前全面摸清基坑周邊管線、井位、管溝情況，查清基坑周邊路面及在修路基與基坑紅線位置關(guān)系。項(xiàng)目部派專人負(fù)責(zé)與周邊施工單位、管理單位、政府部門進(jìn)行溝通，建立對(duì)口聯(lián)系，具體協(xié)商事宜明確到責(zé)任人，明確處理時(shí)間節(jié)點(diǎn)，保證施工進(jìn)度盡量不受外界條件制約。

這些研究豐富了對(duì)全球變暖背景下中國(guó)夏季降水演變的認(rèn)識(shí)。但對(duì)由爆發(fā)時(shí)間分類的El Nio事件對(duì)中國(guó)夏季降水的影響,關(guān)注較少。本文以新近的資料從爆發(fā)時(shí)間角度來(lái)劃分El Nio事件,就SP、SU兩類El Nio事件對(duì)東亞季風(fēng)環(huán)流和中國(guó)夏季降水的影響進(jìn)行研究,探討ENSO與中國(guó)夏季降水異常之間關(guān)系的長(zhǎng)期變化特征,旨在為改善夏季旱澇預(yù)報(bào)提供依據(jù)。

3 地下連續(xù)墻施工技術(shù)方案

本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為地下連續(xù)墻，標(biāo)準(zhǔn)段標(biāo)高-20～+18m；頂部一周設(shè)600高、900寬的混凝土圈梁。地下連續(xù)墻混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)C30，接頭采用工字鋼接頭，西南側(cè)地連墻采用圓形鎖口管柔性接頭。

3.1 地下連續(xù)墻施工流程

本工程地下連續(xù)墻施工流程如下：測(cè)量放線→導(dǎo)墻施工→泥漿配制→成槽→槽底清基→吊放鋼筋籠→澆筑水下混凝土

3.2 施工方法

（1）設(shè)備選型

根據(jù)場(chǎng)地情況，本工程配備6臺(tái)金泰SG60A型成槽機(jī)，兩臺(tái)200t和兩臺(tái)150t履帶吊機(jī)。

（2）準(zhǔn)備工作

首先進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的平面布置規(guī)劃，其次進(jìn)行水、電移交及管道線路布設(shè)，測(cè)量放線，然后施工導(dǎo)墻、鋼筋加工平臺(tái)、泥漿池。

（3）導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻是為保證地連墻施工溝槽穩(wěn)定的前提，其平面位置直接定位了地連墻的平面位置(圖2)，因此，導(dǎo)墻施工放樣必須正確無(wú)誤（沈元紅，2014）。

圖2 導(dǎo)墻剖面圖Fig.2 Section of the wall

（4）泥漿工藝

在地下連續(xù)墻施工時(shí)，泥漿性能的好壞對(duì)槽壁的穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用，一旦發(fā)生塌方，將會(huì)造成對(duì)周邊建筑物和管線的破壞。護(hù)壁泥漿主要成分為優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土，摻加適量CMC、純堿，加水拌制而成。泥漿配比對(duì)連續(xù)墻施工影響極大，對(duì)新制備的泥漿和再生泥漿，要求專人對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制。

（5）成槽施工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，標(biāo)準(zhǔn)槽幅為6m，抓斗張開寬3.0m，異形幅進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整（圖3）。對(duì)槽段進(jìn)行測(cè)量放線，標(biāo)注在導(dǎo)墻頂面。成槽采用液壓抓斗工法，選用金泰SG60A液壓抓斗機(jī)，該設(shè)備能夠顯示垂直度且可自動(dòng)糾偏，保證成槽質(zhì)量。成槽過(guò)程中，抓斗須均衡挖槽，不能一邊在實(shí)土中，一邊落在空洞中。

圖3 液壓設(shè)備成槽示意圖Fig.3 Schematic of the hydraulic equipment grooving

（6）鋼筋籠的制作和吊放

本工程最長(zhǎng)的鋼筋籠長(zhǎng)為41m，為了保證起吊的安全，鋼筋連接采用機(jī)械連接法。在制作時(shí)按各種型號(hào)的鋼筋長(zhǎng)度不同可將每一種鋼筋接頭錯(cuò)開50%（圖4）。本工程擬定采用200t及150t履帶吊進(jìn)行雙機(jī)抬吊，整幅吊裝入槽。

圖4 鋼筋籠吊裝方法示意圖Fig.4 Schematic of the steel cage hoisting

（7）水下澆筑混凝土

采用商品混凝土，混凝土強(qiáng)度C30，坍落度18～20cm，擴(kuò)散度34～38cm。混凝土配合比為水灰比不大于0.6，單方水泥用量不少于400kg/m3。粗骨料宜用最大直徑不大于20mm的硬卵石，水泥采用普通硅酸鹽水泥，并按設(shè)計(jì)要求添加膨脹劑。

4 地下連續(xù)墻施工質(zhì)量控制及預(yù)防措施

（1）雜填土中導(dǎo)墻加固措施

根據(jù)勘察報(bào)告及初期試成槽發(fā)現(xiàn)基坑西側(cè)雜填土厚度較深，導(dǎo)墻由于沒(méi)有深入到原狀土層，坍塌嚴(yán)重。因此在正式成槽前，采用直徑500mm的高壓旋噴樁對(duì)雜填土進(jìn)行加固，搭接長(zhǎng)度20cm，旋噴樁樁長(zhǎng)深入雜填土50cm。旋噴樁進(jìn)行加固后，雜填土的抗剪強(qiáng)度提高，大大提高了導(dǎo)墻的穩(wěn)定性。此方法可為今后地連墻支護(hù)中雜填土較厚的情況提供參考。

（2）密實(shí)砂層中地連墻成槽困難

該項(xiàng)目基坑南側(cè)砂層較厚且密實(shí)，成槽困難，施工效率較低。后采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行引孔，在每幅槽段中間和兩端鉆進(jìn)3個(gè)直徑800mm的鉆孔，孔深同地連墻深度。此方法大大提高了成槽效率，縮短了地連墻施工時(shí)間。

（3）成槽塌孔現(xiàn)象應(yīng)對(duì)措施

由于地連墻深度較深，施工周期比較長(zhǎng)，在成槽過(guò)程中易出現(xiàn)塌孔，在泥漿配備中需控制泥漿比重及粘度等參數(shù)，泥漿材料有膨潤(rùn)土、CMC和純堿，各種材料的用量應(yīng)由試驗(yàn)確定，一般可按水：膨潤(rùn)土：CMC：純堿=100：（8-10）：（0.1-0.3）：（0.3-0.4）的配比進(jìn)行試配。在砂層較厚的地質(zhì)條件下，泥漿的相對(duì)密度需相應(yīng)增大，以保證成槽過(guò)程中砂層的穩(wěn)定。

（4）深層復(fù)雜地下障礙物的清除

基坑西側(cè)深層存在周邊基坑體系的3道錨索，成槽無(wú)法進(jìn)行，須對(duì)深層錨索進(jìn)行清除。目前國(guó)內(nèi)巖土施工界尚未有成熟可行的辦法快速清除深槽內(nèi)的錨索障礙的方法和經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目通過(guò)不斷嘗試，找到了較為有效的清除辦法：在液壓轉(zhuǎn)斗處焊制若干硬質(zhì)鋁合金板，利用其強(qiáng)大的嚙咬力將鋼絞線咬斷，清除深層鋼絞線。由于目前基坑支護(hù)面臨的周邊環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，類似的情況會(huì)越來(lái)越普遍發(fā)生，該方法可為今后深層復(fù)雜地下障礙物的清除提供參考。

5 結(jié)語(yǔ)

地下連續(xù)墻在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，針對(duì)不同的地質(zhì)條件采取相應(yīng)的施工措施，在特殊的工程地質(zhì)條件下針對(duì)性的調(diào)整施工方法。本工程基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑深度較深，通過(guò)雜填土加固、旋挖引孔、控制泥漿比重、加強(qiáng)基坑監(jiān)測(cè)、選擇合適的成槽設(shè)備等施工措施，基本達(dá)到預(yù)期效果，該項(xiàng)目的成功實(shí)施也為類似條件下深層地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)和施工，提供借鑒和參考。