地下連續(xù)墻疊合墻技術(shù)在杭州彩虹快速路中的應(yīng)用

高頻

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

地下連續(xù)墻疊合墻技術(shù)在杭州彩虹快速路中的應(yīng)用

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（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海市 200092）

現(xiàn)介紹地下連續(xù)墻疊合墻在杭州彩虹快速路中的應(yīng)用。通過(guò)啟明星基坑設(shè)計(jì)軟件及有限元分析軟件，為設(shè)計(jì)提供了計(jì)算分析其成果。可供今后類(lèi)似工程參考。

地下連續(xù)墻疊合墻；地下快速路；基坑應(yīng)用

1 工程概況

彩虹快速路位于浙江省會(huì)杭州市濱江區(qū)，沿濱文路規(guī)劃走向，向西與之江大橋主引橋直接連接，向東沿濱文路直至環(huán)新路接該工程二標(biāo)高架橋，總長(zhǎng)3 239.15 m（見(jiàn)圖1）?？焖俾芬?guī)模為機(jī)動(dòng)車(chē)雙向6車(chē)道，地面道路規(guī)模為機(jī)動(dòng)車(chē)4快2慢?？紤]該線(xiàn)路沿線(xiàn)為高教園區(qū)，對(duì)環(huán)境較為敏感，按規(guī)劃要求快速採(cǎi)路用地下道路形式。

圖1 工程總體平面圖

2 工程特點(diǎn)及難點(diǎn)

該工程主要有以下幾項(xiàng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及難點(diǎn)：

（1）開(kāi)挖深度大。該工程采用明挖順作法施工，隧道主線(xiàn)開(kāi)挖深度普遍達(dá)到12～14 m,局部泵房處達(dá)到16 m。

（2）與建筑物及管線(xiàn)距離較近。該工程位于濱江高教園區(qū)，與大學(xué)建筑群及高壓塔距離較近。

（3）土層條件較差。該工程位于錢(qián)塘江南岸，土層總體較軟。工程開(kāi)挖影響范圍土層從上到下主要有：①雜填土、素填土；②砂質(zhì)粉土；③砂質(zhì)粉土、粉砂夾砂質(zhì)粉土；④淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；⑤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂；⑥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂；⑦含砂粉質(zhì)粘土。其中基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)主要為③層砂質(zhì)粉土，基坑底主要位于④層、⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂層中。

隧道主線(xiàn)（基坑開(kāi)挖深度12～14 m）選取何種圍護(hù)形式，既能確保施工時(shí)相鄰建筑物及管線(xiàn)的安全，又具備較高經(jīng)濟(jì)性，成為該工程的一大技術(shù)難點(diǎn)。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 方案比選

結(jié)合工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在此開(kāi)挖深度范圍內(nèi)（12～14 m），杭州地區(qū)常規(guī)采用的圍護(hù)形式主要有鉆孔灌注樁+止水帷幕、工法樁（SMW）、地下連續(xù)墻（兩墻分離）及地下連續(xù)墻（兩墻結(jié)合）。

（1）鉆孔灌注樁：自身不具備止水性，需結(jié)合隔水帷幕一同使用，增加了工程造價(jià)及工期。其工期較地下連續(xù)墻長(zhǎng)，造價(jià)同地下連續(xù)墻相比并不具備絕對(duì)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，所需施工場(chǎng)地較大。根據(jù)杭州地區(qū)的工程經(jīng)驗(yàn)，隨著開(kāi)挖深度的增加，其隔水帷幕的施工質(zhì)量下降。該段開(kāi)挖深度較深，如隔水帷幕施工質(zhì)量無(wú)法保證，可能造成坑底突涌，造成不可挽回的損失。

（2）地墻：施工速度較快，安全系數(shù)高。具有很高的圍護(hù)剛度，有利于周邊建筑及管線(xiàn)的保護(hù)，而且采用地墻疊合結(jié)構(gòu)時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)永久結(jié)合，可有效地減少二次澆注側(cè)墻的厚度，從而大幅降低造價(jià)。

推薦隧道主線(xiàn)方案為600 mm厚地下連續(xù)墻+4道內(nèi)支撐。

3.2 方案介紹

3.2.1 基坑周邊環(huán)境介紹及施工工序

圖2為典型基坑平面圖。

圖2 典型基坑平面圖

現(xiàn)選取樁號(hào)為K3+740的典型斷面進(jìn)行方案介紹。該基坑深H=13.9 m，寬26 m，基坑邊距離高壓鐵塔最近處約L=15.4 m，H＜L＜2H,鐵塔屬于基坑保護(hù)范圍內(nèi)?；釉O(shè)計(jì)采用600 mm厚地下連續(xù)墻＋4道內(nèi)支撐。施工時(shí)先施工地連墻，后開(kāi)挖基坑，隨撐隨挖，最后施工主體結(jié)構(gòu)。

圖3為典型基坑橫斷面圖。

圖3 典型基坑橫斷面圖

3.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)挖計(jì)算

經(jīng)啟明星計(jì)算軟件計(jì)算后，各項(xiàng)內(nèi)力圖如圖4～圖6所示。

圖4 位移包絡(luò)圖(0.8～30.7)

圖5 剪力包絡(luò)圖(-369.9～353.3)

圖6 彎矩絡(luò)圖（-592.1～608.0）

墻底抗隆起驗(yàn)算安全系數(shù)K=2.1＞2.0；坑底抗隆起驗(yàn)算安全系數(shù)K=1.65＞1.6;帶支撐抗傾覆驗(yàn)算安全系數(shù)Kc=1.16＞1.15;抗管涌驗(yàn)算安全系數(shù)K=1.554＞1.5?；酉嚓P(guān)計(jì)算安全系數(shù)及基坑變形均滿(mǎn)足規(guī)范[1]要求。

3.2.3 三維有限元分析

因高壓鐵塔在基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)，為確保安全起見(jiàn)，另采用有限元分析軟件，分析基坑開(kāi)挖對(duì)鐵塔的影響(見(jiàn)圖7、圖8)。

圖7 有限元三維模型

圖8 最終土體位移云圖

三維分析結(jié)果表明，由于彩虹路隧道深基坑開(kāi)挖引起的高壓線(xiàn)鐵塔的絕對(duì)沉降量為19.8 mm＜20 mm，不均勻沉降19.8-15.02=4.78 mm，傾斜4.78/8 000=0.000 5＜0.002[2]，均滿(mǎn)足變形控制要求。

3.2.4 地墻與主體結(jié)構(gòu)的有效連接

地墻鋼筋與內(nèi)襯墻鋼筋主要通過(guò)預(yù)埋的鋼筋接駁器來(lái)連接,地墻混凝土與內(nèi)襯墻混凝土之間主要依靠混凝土之間的摩擦力來(lái)連接。為達(dá)到預(yù)定的有效連接效果，需有以下構(gòu)造措施：

（1）內(nèi)襯墻施工前應(yīng)對(duì)疊合面鑿毛，鑿出青石子露面，凹凸面平均深20 mm，仔細(xì)檢查地墻墻縫滲漏情況，并對(duì)墻縫進(jìn)行局部防水處理。

（2）在地墻鋼筋籠制作中，應(yīng)控制好預(yù)留層板鋼筋接駁器的定位，吊裝入槽過(guò)程中應(yīng)避免和導(dǎo)墻摩碰造成接駁器護(hù)蓋掉落；地墻混凝土澆筑后，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行墻底注漿，控制墻體沉降。

（3）地下墻與內(nèi)襯墻滿(mǎn)足結(jié)合面剪應(yīng)力要求時(shí)(未配抗剪箍筋時(shí)不大于0.7 MPa，大于0.7 MPa時(shí)設(shè)抗剪箍筋)，整體按疊合墻計(jì)算，墻體計(jì)算厚度開(kāi)挖階段取單墻（地墻）厚度，回筑階段根據(jù)回筑工況逐層取雙墻（地墻加內(nèi)襯墻）厚度。

4 基坑監(jiān)測(cè)

在后期施工時(shí)基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身及高壓鐵塔的各項(xiàng)主要的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)理論計(jì)算分析、施工時(shí)對(duì)基坑開(kāi)挖的監(jiān)測(cè)，以及實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的反饋，得出結(jié)論：地下連續(xù)墻疊合墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，既能確保施工時(shí)相鄰建筑物及管線(xiàn)的安全，又具備較高經(jīng)濟(jì)性。

[1]DB33/T1008-2000，浙江省標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》[S]. [2]GB50007－2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

TU753

B

1009-7716（2016）05-0236-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.066

2016-02-19

高頻（1983-），男，浙江杭州人，工程師，從事市政工程地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。