超深地下連續(xù)墻豎向承載力自平衡檢測(cè)施工關(guān)鍵技術(shù)

于正浩 方能榕 陳 華 鄢全科 金國(guó)棟 董俊杰

（中國(guó)建筑第八工程局有限公司，上海200120）

在基坑工程中，地下連續(xù)墻因其優(yōu)越的擋土、防滲性能被廣泛應(yīng)用；同時(shí)，因其具有較高的承載力及良好的穩(wěn)定性，工效高、質(zhì)量可靠，也被廣泛地用作剛性基礎(chǔ)來承受上部結(jié)構(gòu)荷載。而對(duì)地下連續(xù)墻進(jìn)行豎向承載力檢測(cè)是保證其性能和工程安全的前提。傳統(tǒng)的樁基承載力檢測(cè)方法主要有堆載法和錨固法。而由于地下連續(xù)墻的工程技術(shù)特點(diǎn)(體積大、承載力高等)與建筑樁基不同，采用傳統(tǒng)的堆載法和錨固法檢測(cè)豎向承載力存在一定的困難。而自平衡法憑借其獨(dú)特的原理和簡(jiǎn)單的試驗(yàn)裝置，充分利用荷載箱上段墻身的摩阻力與荷載箱下段墻身的摩阻力和端阻力作為一對(duì)平衡力的基本原理，較好地克服了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的限制；實(shí)施靜荷載法測(cè)試，試驗(yàn)用荷載箱的最大加荷能力，一般只需設(shè)計(jì)單樁預(yù)估極限承載力的一半，能夠起到事半功倍的效果，適用于地下連續(xù)墻的高承載力檢測(cè)要求[1-3]。本文便結(jié)合杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目航站樓地下空間開發(fā)工程應(yīng)用實(shí)例，簡(jiǎn)要介紹自平衡法豎向抗壓承載力檢測(cè)的施工要點(diǎn)[4-5]，希望為自平衡法檢測(cè)豎向承載力在類似工程中的施工應(yīng)用提供參考。

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

航站樓地下空間開發(fā)工程圍護(hù)類型為1200mm 厚地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐體系，航站樓地下空間開發(fā)位于杭州蕭山目際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目航站樓和陸側(cè)交通中心南側(cè)，平行于三期工程中軸線，東酉向布置。其中，航站樓主樓南側(cè)與航站樓地下空間開發(fā)共建，地下二層，部分航站樓結(jié)構(gòu)柱由航站樓地下空間開發(fā)頂板層轉(zhuǎn)換出。航站樓前高架橋部分基礎(chǔ)落于航站樓地下空間開發(fā)范圍內(nèi)。站房主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土箱型框架結(jié)構(gòu),航站樓上部荷載通過站房框架傳至地下連續(xù)墻?；又荛L(zhǎng)1914.3m，深度21.12～28.059m。

1.2 周邊環(huán)境

航站樓地下空間開發(fā)工程位于機(jī)場(chǎng)場(chǎng)區(qū)內(nèi)部，A1 區(qū)基坑寬度為44.5m, 北側(cè)為擬建的T4 航站樓與交通中心基坑,南鄰機(jī)場(chǎng)保通道路，A1 區(qū)基坑南側(cè)距保通道路路肩邊線僅有19m，場(chǎng)地受限嚴(yán)重。

1.3 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

本工程地質(zhì)條件復(fù)雜，高鐵基坑挖深約25～31m。底板以下存在以下土層：③3 粉砂、③4 粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③5 粉砂夾粉質(zhì)粘土、⑥1-1 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑥1-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑧1 層粉質(zhì)粘土、⑩1 粉質(zhì)粘土、⑿1 粉砂、⑿2 粉質(zhì)粘土、⑿4 圓礫、⑿4-2 粉質(zhì)粘土、⒀1 粉質(zhì)粘土、⒁1 細(xì)砂、⒁2 含粘性土土圓礫、⒁3 圓礫。其中③4 粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、③5 粉砂夾粉質(zhì)粘土、⑥1-1 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、⑥1-2 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土工程性能差，不宜作為樁基持力層。⑿1 粉砂工程性能較好，但層厚較薄，層位不穩(wěn)定，故不考慮作為樁基持力層。⑿4 圓礫工程性能好，層厚較大，層位穩(wěn)定，是良好的樁基持力層。⒁1 細(xì)砂、⒁2 含粘性土圓礫、⒁3 圓礫工程性能均較好，但埋深較深，上部⑿4 圓礫厚度較大，如作為樁基持力層不經(jīng)濟(jì)。綜上所述，高鐵站的工程樁、地連墻以⑿4 圓礫作為樁基持力層。

2 施工要點(diǎn)分析

2.1 檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)及加工階段

首先要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工計(jì)劃確定試驗(yàn)槽段，根據(jù)地連墻試驗(yàn)幅設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行荷載箱的設(shè)計(jì)。荷載箱應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件進(jìn)行樁墻中點(diǎn)計(jì)算，同時(shí)應(yīng)充分考慮地連墻鋼筋籠吊裝工況，要預(yù)留水下混凝土澆筑時(shí)導(dǎo)管孔以及聲測(cè)管孔等。荷載箱制作前，將地連墻鋼筋籠墻段制作及成槽施工計(jì)劃提供給加工廠，便于制作廠家同步生產(chǎn)安裝。使工期緊湊有序。

2.2 荷載箱安裝至地下連續(xù)墻成墻階段

荷載箱是整個(gè)試驗(yàn)的核心，須根據(jù)荷載箱的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)范化地安裝。荷載箱安裝前應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，確保安裝工作高質(zhì)量地完成。

圖1 荷載箱安裝

2.2.1 荷載箱與地下連續(xù)墻鋼筋籠進(jìn)行焊接

鋼筋籠所有主筋與荷載箱承壓板外緣圍焊，圍焊連接處通過L型加強(qiáng)筋焊接連接地下連續(xù)墻主筋與荷載箱承壓板，補(bǔ)強(qiáng)連接節(jié)點(diǎn)，保證地下連續(xù)墻起吊時(shí)安全可控，荷載箱不會(huì)脫離(如圖2)。

2.2.2 聲測(cè)管的安裝

檢測(cè)前需采用聲波透射法檢測(cè)墻身結(jié)構(gòu)質(zhì)量。聲測(cè)管長(zhǎng)度與地墻深度相同，底部超出鋼筋籠底30cm，頂部超出混凝土澆筑面50cm；聲測(cè)管與鋼筋籠采用綁扎固定，保證下放過程中不松動(dòng)；接頭處要求順直，底部封閉，保證不漏漿；聲測(cè)管在澆搗孔四周采用梅花形布置安裝，間距不大于1.5m。

圖2 荷載箱與地下連續(xù)墻焊接示意圖

圖3 切斷荷載箱上下承壓板間的主筋

2.2.3 墻身下放時(shí)，需在荷載箱上、下承壓板間將主筋切斷，避免試驗(yàn)時(shí)主筋的受力應(yīng)變影響位移數(shù)據(jù)的真實(shí)性；

圖4 地下連續(xù)墻下放示意圖

圖5 切斷荷載箱上下承壓板間的主筋

2.3 檢測(cè)階段

2.3.1 為確保靜載試驗(yàn)的順利進(jìn)行以及測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，應(yīng)確保地下連續(xù)墻在靜載試驗(yàn)前已經(jīng)通過了地下連續(xù)墻身的完整性檢測(cè)；

圖6 地下連續(xù)墻身完整性檢測(cè)

2.3.2 達(dá)到休止期后，即混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)稱強(qiáng)度70%以上方可開始檢測(cè)；

2.3.3 檢測(cè)前需將場(chǎng)地整理平整，地下連續(xù)墻頭修整完畢；準(zhǔn)備一套完整的配套檢測(cè)儀器設(shè)備；檢測(cè)所需的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（吊車、電焊機(jī)、配電箱等）、工人、材料須全面到位（如圖7）。

2.4 后續(xù)階段

荷載箱打開面注漿：檢測(cè)完成后，荷載箱上下承壓板因加壓過程中受力，產(chǎn)生位移，荷載箱內(nèi)部工作面打開，為保證檢測(cè)試墻繼續(xù)作為工程墻使用，需對(duì)打開面進(jìn)行注漿處理來補(bǔ)強(qiáng)地下連續(xù)墻墻體強(qiáng)度。

2.4.1 拔出位移桿，保留位移護(hù)管，接通下位移管護(hù)管對(duì)壓力箱進(jìn)行注水清洗，一管中壓入清水后，當(dāng)另一管中冒出清水后可開始注漿。

2.4.2 壓漿采用壓力、壓漿量雙重控制：壓漿時(shí)從一根下位移管護(hù)管壓入，至另一根下位移管護(hù)管冒出新鮮泥漿時(shí)，判斷壓漿量已注滿。隨后封閉管頭采用壓力注漿，當(dāng)壓力大于2MPa 且壓漿量在0.2t 到0.5t 時(shí)結(jié)束注漿。

圖7 檢測(cè)前設(shè)備儀器就位

3 注意事項(xiàng)

3.1 荷載箱與油泵連接時(shí)，加壓油管需在荷載箱與地連墻鋼筋籠焊接完畢一段時(shí)間后進(jìn)行，以避免焊接時(shí)的產(chǎn)生的高溫燙壞油管接頭內(nèi)的密封圈。同時(shí)油管接頭擰緊時(shí)扭矩應(yīng)控制在25～35Nm。

3.2 荷載箱下部的混凝土坍落度宜大于200mm，便于混凝土在荷載箱預(yù)留孔洞處澆筑密實(shí)。

3.3 地下連續(xù)墻頂部管線保護(hù)。從鋼筋籠澆筑完畢到現(xiàn)場(chǎng)開始檢測(cè)之間需要一定時(shí)間的休止期，在此期間需要在樁頭做好警示標(biāo)記，防止其他作業(yè)對(duì)管線、管路造成破壞。同時(shí)位移護(hù)管頂部做好封頭，防止水泥漿漏入，油壓管在接口位置外套PVC管或纏膠帶，保證密封性。

3.4 位移測(cè)量。為保證檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映的是單幅地下連續(xù)墻的承載力，試驗(yàn)檢測(cè)墻段應(yīng)當(dāng)選取獨(dú)立幅進(jìn)行。

4 結(jié)論

伴隨著國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，高速鐵路、港口碼頭、大型特大型橋梁、跨海大橋?qū)映霾桓F，所有的這些大型構(gòu)筑物和結(jié)構(gòu)工程的荷載幾乎全部設(shè)計(jì)傳遞至樁基之上，為此，一批又一批的大噸位高承載力超長(zhǎng)樁應(yīng)運(yùn)而生。而隨著樁基施工技術(shù)和設(shè)備的提升，自平衡法靜載試驗(yàn)將寫入更多的檢測(cè)技術(shù)規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[2]。本文以杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目新建航站樓及陸側(cè)交通中心工程航站樓地下空間開發(fā)工程為例。通過對(duì)自平衡法檢測(cè)超深地下連續(xù)墻豎向抗壓承載力過程的施工要點(diǎn)進(jìn)行分析，總結(jié)了該檢測(cè)方法的實(shí)際操作要點(diǎn)以及相關(guān)注意事項(xiàng)。希望為自平衡檢測(cè)法在高承載力超長(zhǎng)地下連續(xù)墻工程或類似工程中更廣泛的應(yīng)用提供一定參考。