通州運河ONE項目地下連續(xù)墻施工技術

王小潔 ，寧兆軻

（1.北京市地質工程公司，北京 100143；2.中航勘察設計研究院有限公司，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)達城市高層結構的建造、大型市政設施的施工、地鐵隧道等使得地下空間被越來越廣泛的開發(fā)，基坑的深度也越來越深（周廣軍，2013）。基于深基坑工程的復雜性，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，被廣泛的應用。尤其在復雜的周邊環(huán)境和嚴格的變形要求條件下，地連墻支護更能發(fā)揮其特點（李耀良等，2006）。本文對通州運河ONE項目地下連續(xù)墻施工技術進行了分析，重點研究了在該復雜環(huán)境下針對性采取的相應施工技術措施，可以為今后復雜環(huán)境下地下連續(xù)墻的設計和施工提供一定的參考。

1 工程簡介

1.1 工程概況

通州運河ONE項目位于北京市通州區(qū)運河核心區(qū)Ⅷ-10—Ⅷ-14地塊，即通州區(qū)運河西岸，東北至運河西濱河路，西北至北關大道，東南至新華東路的范圍內。擬建場地西側緊鄰正在施工的地鐵6號線新華大街站，東側與北運河一路之隔，與運河公園隔河相望。地塊總體上橫向寬約150m，縱向長約740m，基坑開挖深度約20m，采用800mm厚地下連續(xù)墻，標準段墻深38m，混凝土強度設計值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號線新華大街站、市政道路東關大道工程及其配套雨水管涵工程正在施工。

基坑西側緊鄰正在施工的地鐵6號線新華大街站，并行長度約470m?；哟笾卵氐貕K紅線走向鋪設雨水管涵。西側管涵基本緊貼紅線鋪設，北側管涵距紅線約15～25m，管涵基坑深約8～10m。由于本基坑安全等級為一級，基坑開挖深度較深，周邊環(huán)境復雜，為確保其安全，施工中應嚴密監(jiān)測。

1.3 工程地質條件

根據中鐵第五勘察設計院提供的勘察報告，基坑工程所涉及的土層主要如下：

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

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

粉砂③層：主要成分為長石、石英、云母，含較多粘粒并夾有少量粘性土團塊。底板標高5.50～15.38m，厚度0.40～7.20m，平均層厚2.99m。

中砂④層：主要成分為長石、石英、云母，含較多粘粒并夾有少量粘性土團塊，夾有少量礫石，底板標高-3.20～10.84m，厚度0.80～12.40m，平均層厚5.69m。

粘質粉土⑤層：飽和，密實，土質較均勻。底板標高-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。底板標高-11.57～0.03m，厚度0.70～11.80m，平均層厚4.63m。

中砂⑦層：場地內普遍分布；褐黃色；飽和，密實；含云母、氧化鐵。底板標高-21.02～-7.30m，厚度0.50～14.10m，平均層厚6.52m。

1.4 水文地質條件

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，標高10.62～13.83m。該層地下水主要接受側向徑流及越流補給，以側向徑流方式排泄。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。測壓水位標高為3.82～8.43m，埋深18.7～21.2m。含水層主要接受側向徑流及越流補給，以側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。測壓水位標高為－1.67～0.87m，埋深23.1～25.6m。含水層主要接受側向徑流及越流補給。

2 工程特點、難點及主要技術措施

2.1 本工程的主要特點、難點

（1）基坑開挖深度大，需確保施工安全。

（2）基坑面積大，但為長條形，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、地面施工條件復雜，涉及多家施工單位，溝通協調難度大。

2.2 主要技術措施

（1）嚴格按照基坑支護施工圖施工，與設計單位積極溝通，信息化施工，確?；影踩?。施工過程中采用信息化管理，加大基坑監(jiān)測力度，根據監(jiān)測結果，及時反饋或采取相應對策。

（2）施工時合理安排，設置專職調度員，確保土方運輸在坑內形成環(huán)線，減少等候時間，提高效率。土方與支護密切配合，分段分區(qū)施工，避免土方運輸與支護配合不利造成出土困難或支護滯后。

（3）為保證工期及地下連續(xù)墻施工質量，綜合考慮本標地質情況及成本控制，舍棄銑槽機及多頭鉆機類的高成本機械，采用液壓抓斗機進行成槽施工，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，遇到堅硬土層采用旋挖鉆機引孔。每幅槽段方量將近200m3，因此須控制混凝土澆筑時間。在開工前落實合格的混凝土供應商，確?；炷凉皶r，避免造成混凝土斷帶。成槽中的泥漿主要是在地墻挖槽過程中起護壁作用，泥漿護壁技術是地下連續(xù)墻工程基礎技術之一，其質量好壞直接影響到地墻的質量與安全；槽內泥漿必須高于地下水位1.0m以上，并且不低于導墻頂面0.3m。鋼筋籠為矩形，吊放過程需注意的問題很多，十分復雜；為避免產生不可恢復的鋼筋籠變形闡述選擇機械型號的對策；根據力學簡算，查詢吊機性能，選擇了吊裝噸數在回轉半徑內起吊高度也滿足要求的200t履帶吊為主吊、150t履帶吊為副吊，采用兩副鋼扁擔掛6根鋼絲繩的吊裝方法進行鋼筋籠的吊裝。

（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系。項目部派專人負責與周邊施工單位、管理單位、政府部門進行溝通，建立對口聯系，具體協商事宜明確到責任人，明確處理時間節(jié)點，保證施工進度盡量不受外界條件制約。

這些研究豐富了對全球變暖背景下中國夏季降水演變的認識。但對由爆發(fā)時間分類的El Nio事件對中國夏季降水的影響,關注較少。本文以新近的資料從爆發(fā)時間角度來劃分El Nio事件,就SP、SU兩類El Nio事件對東亞季風環(huán)流和中國夏季降水的影響進行研究,探討ENSO與中國夏季降水異常之間關系的長期變化特征,旨在為改善夏季旱澇預報提供依據。

3 地下連續(xù)墻施工技術方案

本工程基坑支護結構為地下連續(xù)墻，標準段標高-20～+18m；頂部一周設600高、900寬的混凝土圈梁。地下連續(xù)墻混凝土設計標號C30，接頭采用工字鋼接頭，西南側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：測量放線→導墻施工→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）設備選型

根據場地情況，本工程配備6臺金泰SG60A型成槽機，兩臺200t和兩臺150t履帶吊機。

（2）準備工作

首先進行施工現場的平面布置規(guī)劃，其次進行水、電移交及管道線路布設，測量放線，然后施工導墻、鋼筋加工平臺、泥漿池。

（3）導墻施工

導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，導墻施工放樣必須正確無誤（沈元紅，2014）。

圖2 導墻剖面圖Fig.2 Section of the wall

（4）泥漿工藝

在地下連續(xù)墻施工時，泥漿性能的好壞對槽壁的穩(wěn)定性起到至關重要的作用，一旦發(fā)生塌方，將會造成對周邊建筑物和管線的破壞。護壁泥漿主要成分為優(yōu)質膨潤土，摻加適量CMC、純堿，加水拌制而成。泥漿配比對連續(xù)墻施工影響極大，對新制備的泥漿和再生泥漿，要求專人對其進行質量控制。

（5）成槽施工

根據設計圖紙，標準槽幅為6m，抓斗張開寬3.0m，異形幅進行適當調整（圖3）。對槽段進行測量放線，標注在導墻頂面。成槽采用液壓抓斗工法，選用金泰SG60A液壓抓斗機，該設備能夠顯示垂直度且可自動糾偏，保證成槽質量。成槽過程中，抓斗須均衡挖槽，不能一邊在實土中，一邊落在空洞中。

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

（6）鋼筋籠的制作和吊放

本工程最長的鋼筋籠長為41m，為了保證起吊的安全，鋼筋連接采用機械連接法。在制作時按各種型號的鋼筋長度不同可將每一種鋼筋接頭錯開50%（圖4）。本工程擬定采用200t及150t履帶吊進行雙機抬吊，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，混凝土強度C30，坍落度18～20cm，擴散度34～38cm?；炷僚浜媳葹樗冶炔淮笥?.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，并按設計要求添加膨脹劑。

4 地下連續(xù)墻施工質量控制及預防措施

（1）雜填土中導墻加固措施

根據勘察報告及初期試成槽發(fā)現基坑西側雜填土厚度較深，導墻由于沒有深入到原狀土層，坍塌嚴重。因此在正式成槽前，采用直徑500mm的高壓旋噴樁對雜填土進行加固，搭接長度20cm，旋噴樁樁長深入雜填土50cm。旋噴樁進行加固后，雜填土的抗剪強度提高，大大提高了導墻的穩(wěn)定性。此方法可為今后地連墻支護中雜填土較厚的情況提供參考。

（2）密實砂層中地連墻成槽困難

該項目基坑南側砂層較厚且密實，成槽困難，施工效率較低。后采用旋挖鉆機進行引孔，在每幅槽段中間和兩端鉆進3個直徑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間。

（3）成槽塌孔現象應對措施

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

（4）深層復雜地下障礙物的清除

基坑西側深層存在周邊基坑體系的3道錨索，成槽無法進行，須對深層錨索進行清除。目前國內巖土施工界尚未有成熟可行的辦法快速清除深槽內的錨索障礙的方法和經驗，本項目通過不斷嘗試，找到了較為有效的清除辦法：在液壓轉斗處焊制若干硬質鋁合金板，利用其強大的嚙咬力將鋼絞線咬斷，清除深層鋼絞線。由于目前基坑支護面臨的周邊環(huán)境越來越復雜，類似的情況會越來越普遍發(fā)生，該方法可為今后深層復雜地下障礙物的清除提供參考。

5 結語

地下連續(xù)墻在施工過程中嚴格控制施工質量，針對不同的地質條件采取相應的施工措施，在特殊的工程地質條件下針對性的調整施工方法。本工程基坑周邊環(huán)境復雜，基坑深度較深，通過雜填土加固、旋挖引孔、控制泥漿比重、加強基坑監(jiān)測、選擇合適的成槽設備等施工措施，基本達到預期效果，該項目的成功實施也為類似條件下深層地下連續(xù)墻的設計和施工，提供借鑒和參考。