超深基坑工程地下連續(xù)墻支護施工技術

王 敏

(鐵道部機關服務局 基建處，北京 100844)

1 工程概況

新建鐵道部調度指揮中心工程位于北京市海淀區(qū)原鐵道部機關院內，基礎埋深27.85 m。建筑東側距鐵道部機關大樓5.85 m;南側距北京鐵路局家屬樓22.11 m，距圍墻2.21 m;西側距住宅樓23.56 m;北側距圍墻5.87 m，場區(qū)內地下有人防通道，環(huán)境較復雜，施工安全要求高。地表15 m以下普遍分布礫巖、泥巖，為棕褐色，泥質半膠結，且含有500 mm以上的卵石、漂石，最大粒徑1 200 mm。地下室相鄰建筑物較多且距離較近，基坑圍護結構采用1 200 mm厚地下連續(xù)墻支護體系。地下連續(xù)墻共計93幅，其中轉角幅10幅，標準段幅寬6 m。施工中主要存在以下技術難點:

1)根據經驗，對于本工程土質，采用常規(guī)液壓抓斗作業(yè)關閉抓斗時存在嚴重的斗體上浮現象，抓斗吃不住力，挖不到土。

2)若靠常規(guī)的抓斗自重沖擊成槽，在軟硬土層交界處成槽垂直度難以控制。

3)土層膠結力小，成槽施工時容易引起塌孔。

2 地下連續(xù)墻施工工藝流程

地下連續(xù)墻施工時采用“四鉆三抓，泥漿護壁”工藝，由4臺德國寶峨 BG25C進行引孔，利勃海爾HS883HD、利勃海爾HS855HD、德國寶峨 GB34和上海金泰SG40A液壓成槽機進行成槽作業(yè)。在引孔過程中，如遇大塊漂石致使引孔受困時，改用全回轉鉆機和沖擊抓斗引孔。成槽過程中如遇到堅硬巖層抓不動時，利用寶峨BG25C進行排樁濕引孔輔助成槽施工。地下連續(xù)墻施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

3 施工方法

3.1 測量放線

根據控制點在基坑外圍布設一條閉合平面導線。并確定各主軸線控制點，對導線、軸線基準控制點定期進行復測。

3.2 導墻形式及制作

導墻采用“┓┏”型整體式鋼筋混凝土結構，混凝土強度等級C30，導墻深1.5 m，混凝土厚度為200 mm且插入土層內。導墻頂面標高與硬化地面一致。

3.3 泥漿制備

在地下連續(xù)墻挖槽過程中，泥漿起到護壁、防止坍方、攜渣、冷卻機具、切土潤滑的作用。因此護壁泥漿生產循環(huán)系統的質量控制是保證成槽安全與質量的關鍵，同時對保證混凝土的澆注質量起著重要作用。

1)根據現場的土質情況確定泥漿配合比，本工程的新鮮泥漿性能指標見表1，配合比設計見表2。

表1 新鮮泥漿性能指標

表2 新鮮泥漿配合比(1 m3投料量) kg

2)采用泥漿箱組成的泥漿系統儲存泥漿。泥漿循環(huán)采用3LM型泥漿泵輸送，4PL型泥漿泵回收，由泥漿泵和軟管組成泥漿循環(huán)管路。循環(huán)泥漿經過分離凈化之后，將泥漿作再生處理，調整其性能指標，恢復其原有的護壁性能。

3)施工中要防止泥漿漏失并及時補漿，始終維持穩(wěn)定槽段所必須的液面高度，保證泥漿液面比地下水位高5 m。夏天地下水位上升時應及時加大泥漿比重和黏度，雨量較大時暫停挖槽，并封蓋槽口。

3.4 成槽施工

本項目一個標準槽段按6 m長施工，采用“四鉆三抓”工藝進行成槽施工，見圖2、圖3。

圖2 挖槽“四鉆”(單位:mm)

圖3 挖槽“三抓”(單位:mm)

成槽精度控制是難點，要求成槽垂直度必須控制在3‰以內。根據安裝在液壓抓斗上的探頭，實時將偏斜情況反映到駕駛室里的電腦上，駕駛員可根據電腦上四個方向動態(tài)偏斜情況啟動液壓抓斗上的液壓推板進行動態(tài)糾偏，確保地下連續(xù)墻的垂直精度要求。

3.5 鋼筋籠制作及吊裝

1)為防止鋼筋籠吊裝過程中產生塑性變形，各類鋼筋籠均設置縱向抗彎桁架，拐角形鋼筋籠還需增設定位斜拉桿。對于拐角幅及特殊幅鋼筋籠除設置縱、橫向起吊桁架和吊點之外，另要增設“人字”桁架和斜拉桿進行加強，以防鋼筋籠在空中翻轉角度時發(fā)生變形。

2)安放過程中應做到穩(wěn)、準、平，防止因鋼筋籠上下移動而引起槽壁塌方。

3.6 鎖口管吊放

槽段清基合格且鋼筋籠安放完成后，立刻用100 t吊車分節(jié)吊放拼裝鎖口管，并垂直插入槽內。鎖口管底部插入槽底30～50 cm，以保證密貼，防止混凝土倒灌。

3.7 槽段接頭清刷

保證地下連續(xù)墻的接縫質量，是地下連續(xù)墻施工關鍵所在，因此對地下連續(xù)墻的接頭一定要做好保護并徹底清除接頭范圍內的淤泥，以滿足接縫止水要求。用吊車吊住刷壁器上下刷動槽段接頭混凝土壁，以清除混凝土壁上的雜物。要求在鐵刷上沒有泥時才可停止刷壁。

3.8 水下混凝土澆注

1)墻體混凝土按照澆注水下混凝土規(guī)范要求采用高于設計強度一個等級的商品混凝土。其設計強度等級C40，抗?jié)B等級P10，實際澆注混凝土強度等級C45，抗?jié)B等級 P10。

2)鋼筋籠沉放就位后，應及時澆注混凝土。采用導管法澆注，選用φ250的鋼導管，導管插入到離槽底300～500 mm處。澆注混凝土前應在導管內設置球膽，以起到隔水作用，并檢查混凝土配合比后方可澆注。待兩車混凝土同時就位后，兩根導管同時澆注，以保證混凝土的初澆量。澆注時導管插入混凝土深度應始終保持在3～6 m。導管間水平距離一般為1.5 m，最大不大于3 m，距槽段端部不應大于1.5 m。在混凝土澆注時，不得將路面灑落的混凝土掃入槽內，污染泥漿?；炷练簼{高度30～50 cm，以保證墻頂混凝土強度滿足設計要求。

3)不允許發(fā)生導管拔空現象。如萬一拔空導管，應立即測量混凝土面標高，將混凝土面上的淤泥吸清，然后重新開管放入球膽澆注混凝土。開管后應將導管向下插入原混凝土面下1 m左右，完成混凝土澆注后，還要在地下連續(xù)墻外側采取旋噴樁加固等防水補救措施。

4)為保證商品混凝土的質量，在混凝土澆注前要測試混凝土的坍落度，并做好試塊。每幅地下連續(xù)墻抗壓試塊留置2～3組，每兩幅地下連續(xù)墻留置1組抗?jié)B試塊。

3.9 頂拔鎖口管

由于本次施工深度較大，對鎖口管頂拔的要求很高，鎖口管是否能順利地起拔直接關系到施工的成敗。

1)采用頂拔能力達600 t的引拔機，配備長度6 m左右鋼鎖口管基座，減少對導墻的單位作用力。

2)對分幅進行合理的調整，尤其是部分特殊幅，避免在較小的范圍內同時設置2個接頭?；炷翝沧? h后就要開始頂拔鎖口管，但第1次頂拔高度不大于10 cm，頂動后，松開引拔機，任鎖口管回落到原處。之后，每間隔5 min頂起1次，并根據混凝土澆注上升曲線表和預先留有的混凝土試塊判斷混凝土是否凝固，從而確定鎖口管逐段拔除時間。

3)控制好時間，避免早拔，避免混凝土流到鎖口管孔內，一般鎖口管提空的下部混凝土澆注完成的時間不少于6 h。

3.10 連續(xù)墻墻底注漿

地下連續(xù)墻標準段每幅槽段內設置2根注漿管，采用DN40鋼管。

1)地下連續(xù)墻墻趾注漿時為了保證施工質量，采取隔孔跳注的方式進行施工，采用單向閥式注漿器。在地下連續(xù)墻墻身混凝土達到設計強度的70%后開始注漿，注漿壓力必須大于注漿深度處土層壓力。每根注漿管的注漿壓力最高不宜超過2.5 MPa且注漿水泥用量為2 t，水灰比控制在0.5～0.6。

2)墻底注漿終止標準應實行注漿量與注漿壓力雙控的原則，以注漿量(水泥量)控制為主，注漿壓力控制為輔。當注漿量達設計要求時可終止注漿;當注漿壓力＞2.5 MPa并持荷3 min，且注漿量達到設計注漿量的80%時，可終止注漿，否則需采取補救措施。

3.11 冠梁施工

冠梁將地下連續(xù)墻連接成整體，使其形成封閉框架。地下連續(xù)墻澆注完畢后即可排除其上部泥漿，待混凝土終凝后即將超灌部分鑿除，預留10 cm待冠梁施工時再鑿除，并將錨固筋上砂漿除去，采用商品混凝土澆注。

4 結語

目前新建客運專線鐵道部調度指揮中心工程已竣工，地下連續(xù)墻圍護結構未出現滲透水情況?；油练介_挖完全在無水情況下進行，克服了開挖深度特別深、開挖面積狹長、施工環(huán)境復雜等不利因素，支護結構安全，基坑周邊土體位移和沉降均符合規(guī)范要求，確保了周圍道路、地下管線、建筑物的安全。主要有以下3個方面的施工經驗:

1)地下連續(xù)墻采用“四鉆三抓”工藝成槽施工，在抓斗兩頭鉆孔，通過鉆孔可以提前將地下部分大塊漂石破碎，從而提高地下連續(xù)墻的成槽效率。

2)成槽施工前先調整懸吊裝置，防止偏心，機架底座應保持水平，并安設平穩(wěn)。成槽機配備垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置，挖槽時及時糾偏。

3)鉆孔完成后，孔內要及時進行回填。泥漿配比要能夠護住砂層和卵石層。遇到豎向節(jié)理發(fā)育的軟弱土層或流砂層，應慢速鉆進并適當加大泥漿比重。成槽后要盡快澆注混凝土。

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