地下連續(xù)墻設(shè)計優(yōu)化及施工實踐

管際明

上海金橋（集團(tuán)）有限公司 上海 200120

1 工程概況

金鼎天地培訓(xùn)中心工程位于上海市浦東新區(qū)曹路鎮(zhèn)，東至申輪路、南至涵橋路、西至申啟路、北至軻橋路。本工程總建筑面積181 663.69 m2，其中地上建筑面積96 626.89 m2，地下建筑面積85 036.80 m2?；用娣e約28 300 m2，周邊圍護(hù)采用厚800 mm“兩墻合一”的地下連續(xù)墻，兼作地下室外墻結(jié)構(gòu)，混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C35，抗?jié)B等級為P10。

本工程地下車庫基坑面積為28 300 m2，基坑周長645 m，大面開挖深度16.8 m，屬于超深基坑范疇，局部集水井、電梯井深坑開挖深度為18～21 m。地下連續(xù)墻分A、B、C這3種類型共112幅，有效長度45.05 m，其中A型67幅、B型19幅、C型26幅。

2 施工前優(yōu)化

2.1 接駁器優(yōu)化處理

本工程采用的是“兩墻合一”的地下連續(xù)墻，即在基坑工程施工階段作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在項目結(jié)構(gòu)永久使用階段作為主體地下室結(jié)構(gòu)外墻，地下連續(xù)墻成形質(zhì)量及與結(jié)構(gòu)的連接為重中之重。

在地下連續(xù)墻澆筑完成后，后期需要將預(yù)留鋼筋與接駁器位置的混凝土鑿除，傳統(tǒng)使用風(fēng)鎬鑿除的工藝可能會使墻身混凝土產(chǎn)生貫穿裂縫，導(dǎo)致地下連續(xù)墻的滲漏，嚴(yán)重影響其抗?jié)B能力。

針對以上情況，本工程擬在地下連續(xù)墻接駁器處采用擠塑板（圖1），又名XPS板，厚度約50 mm。擠塑板是通過特殊加工工藝，連續(xù)擠壓發(fā)泡而成形的一種材料，呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有高抗壓、輕質(zhì)、不吸水、不透氣、耐磨和不降解等特性。但擠塑板屬于輕質(zhì)材料，考慮到地下連續(xù)墻背土面的鋼筋保護(hù)層厚度也為50 mm，在鋼筋籠下放過程中極易發(fā)生脫落現(xiàn)象，且在混凝土澆筑過程中也會由于混凝土的擠壓力而使其產(chǎn)生上浮。

圖1 原擠塑板施工及驗收

因此，在原設(shè)計條件下，本項目考慮采用剛度更大的同厚度模板代替原有擠塑板，避免其在吊裝過程中發(fā)生脫落及損毀，同時利用模板的自重防止其在混凝土澆筑過程中發(fā)生上浮現(xiàn)象，后期拆除時也只需采用人工即可，大大提高了預(yù)留接駁器的可利用率，降低了后期的植筋率[1]。

2.2 泥漿配比優(yōu)化

在地下連續(xù)墻施工中，置放鋼筋籠前會使用泥漿護(hù)壁對槽段進(jìn)行保護(hù)，同時也能起到攜帶沉渣的作用，保證槽段的清潔度。常規(guī)的泥漿在攜渣能力、穩(wěn)定性等方面無法滿足“兩墻合一”地下連續(xù)墻的要求。

本工程采用新型的泥漿——鈉基膨潤土作為護(hù)壁泥漿。該泥漿通過優(yōu)化配比，添加特質(zhì)聚合物，增大了相對密度，使其化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)，攜砂能力得到提高，達(dá)到地下連續(xù)墻作為地下室結(jié)構(gòu)的護(hù)壁要求[2]。

2.3 桁架筋及吊點深化

本項目采用“兩墻合一”地下連續(xù)墻，在吊放鋼筋籠時，需要保持垂直下放，不產(chǎn)生變形。這就需要對整個鋼筋籠的形狀、質(zhì)量等進(jìn)行分析，通過合理布置吊點位置，防止焊縫裂開、撓曲變形等產(chǎn)生，避免整個鋼筋籠結(jié)構(gòu)散架。本工程的吊點位置均通過相應(yīng)計算確定，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行調(diào)整，從而確保了鋼筋籠的完整性[3]。

3 施工工藝流程

3.1 槽壁加固

本工程采用φ850 mm@600 mm三軸水泥土攪拌樁進(jìn)行地下連續(xù)墻槽壁加固，外側(cè)采用套接一孔法，內(nèi)側(cè)搭接250 mm，采用二噴二攪工藝。本項目緊鄰西群河，坑內(nèi)土質(zhì)含水率較大，局部存在軟弱土層，槽壁加固失穩(wěn)現(xiàn)象容易出現(xiàn)在淺層含水率較大部位。槽壁失穩(wěn)將影響“兩墻合一”地下連續(xù)墻的垂直度及其充盈系數(shù)，導(dǎo)致地下連續(xù)墻出現(xiàn)“大肚皮”及滲漏現(xiàn)象。

項目紅線外圍道路標(biāo)高高于場內(nèi)1.4 m，如按常規(guī)設(shè)計高度施工三軸攪拌樁，會使壓頂梁外側(cè)區(qū)域土體向內(nèi)擠壓，造成內(nèi)外高差處土體失穩(wěn)。

因此，本項目在施工期間適當(dāng)抬高此范圍內(nèi)成樁高度至頂圈梁標(biāo)高，抬高區(qū)域的泥漿相對密度、水泥摻量等嚴(yán)格參照槽壁加固區(qū)域?qū)嵤?，使得靠近道路?cè)的槽壁加固起到一定的擋土作用。

根據(jù)不同部位及土質(zhì)情況，三軸水泥土攪拌樁施工時采用跳槽雙孔全套復(fù)攪式或單側(cè)擠壓式連接。三軸水泥土攪拌樁的攪拌下沉速度宜控制在0.5～0.8 m/min，提升速度宜控制在1 m/min以內(nèi)，并保持勻速下沉與提升，噴漿壓力不宜大于0.8 MPa。攪拌提升時不應(yīng)在孔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，造成周邊土體的過大擾動，具體選用的速度值應(yīng)根據(jù)成樁工藝、水泥摻量、水泥漿液配合比和注漿泵的工作流量等計算確定，確保成樁質(zhì)量。

3.2 跳倉施工

本項目將地下連續(xù)墻分為若干幅，并采用間隔施工的方法，以防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，加強(qiáng)地下連續(xù)墻的整體性及連續(xù)性，提高墻體的抗?jié)B能力。

采用跳倉法施工時，相鄰兩幅地下連續(xù)墻的混凝土澆搗時間至少間隔7 d，以避免混凝土前期溫度變形與干燥收縮變形引起的約束應(yīng)力?；炷脸跄筮M(jìn)行多次細(xì)致的壓光抹平，消除混凝土塑性階段由于塑性收縮產(chǎn)生的原始缺陷?；炷翝仓蠹皶r進(jìn)行保溫和保濕養(yǎng)護(hù)。

跳倉法施工可以大大減少地下連續(xù)墻由于溫度變化以及混凝土自身收縮而產(chǎn)生的裂縫，有效地提高地下連續(xù)墻的抗?jié)B能力[4]。

3.3 防止夾泥的措施

本項目地下連續(xù)墻中設(shè)置有預(yù)留的鋼筋以及鋼筋接駁器，且接駁器的密集程度較高。在后期混凝土澆筑過程中，存在一個混凝土置換泥漿的過程，置換過程中有大量的沉渣上升，當(dāng)沉渣上升至密集接駁器的位置時，就會被接駁器阻斷，這樣預(yù)埋部位便產(chǎn)生了大量的夾泥。夾泥過多會影響墻體的整體性，出現(xiàn)部分的泥垢結(jié)構(gòu)，大大降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重影響地下連續(xù)墻的抗?jié)B能力。

為防止地下連續(xù)墻接駁器范圍內(nèi)夾泥現(xiàn)象發(fā)生：一方面要提高泥漿的黏度，減慢沉渣下沉的速度，防止沉渣聚集并提高泥漿的沉渣攜帶能力，減少接駁器范圍內(nèi)的夾泥量；另一方面，如果預(yù)埋接駁器鋼筋之間的空隙小于75 mm，即在鋼筋密集處，施工時應(yīng)控制鋼筋的錨固長度不變，部分在伸入鋼筋籠中部位置時將其彎折，減少伸到鋼筋籠另一端錨固的鋼筋密度，從而也能降低接駁器范圍內(nèi)的夾泥可能性。

3.4 鋼筋籠起吊

鋼筋籠作為地下連續(xù)墻的主框架，其剛度與形狀對地下連續(xù)墻的質(zhì)量有著直接的影響。本工程在原有1臺300 t履帶吊的基礎(chǔ)上，增加1臺150 t履帶吊作為副吊，起到平衡鋼筋籠的作用。將鋼筋籠吊起一定距離后，檢查吊點情況以及鋼筋籠的平衡情況，確認(rèn)符合要求后，再控制主吊和副吊緩慢升起，到達(dá)要求高度后，緩慢放下副吊，使鋼筋籠垂直凌空吊置，保證下放的鋼筋籠垂直度在3/1 000以內(nèi)。

在鋼筋籠的變形控制上，對不同形狀的鋼筋籠均設(shè)置縱向、橫向桁架，并在主桁架的基礎(chǔ)上設(shè)置加強(qiáng)桁架進(jìn)行二次保護(hù)，保證鋼筋籠在起吊、拼裝時不會因自重等因素發(fā)生整體的塑性變形。在地下連續(xù)墻的拐角位置，除設(shè)置以上桁架之外，另外增加“人”字桁架和斜拉桿對其進(jìn)行加強(qiáng)，防止鋼筋籠在吊放過程中發(fā)生角度變形。

3.5 墻縫處理

3.5.1 槽段柔性接頭

本項目地下連續(xù)墻采用分幅設(shè)置，若正常分塊并直接澆筑混凝土，則兩墻之間會存在連接接縫的問題，導(dǎo)致后期地下連續(xù)墻滲水甚至結(jié)構(gòu)不完整等問題。為此，擬在地下連續(xù)墻混凝土澆筑前插入鎖口管，使端部形成柔性接頭，提高接縫處抗剪能力，再配合三軸攪拌樁，能有效地解決淺層區(qū)域的滲水問題。

在槽段的端部預(yù)插一根直徑和槽寬相等的鋼管，通過吊放鎖口管進(jìn)行連接。槽段清基合格且鋼筋籠安放完成后，立即將鎖口管置入槽段中，并將其插入地下30 cm處，以防止混凝土在底面倒灌入相鄰幅的地下連續(xù)墻。澆筑混凝土?xí)r，在地下連續(xù)墻迎土面的空隙中填入細(xì)砂石，防止混凝土繞流。

混凝土初凝后將鋼管慢慢拔出，使端部形成半凹榫狀。然后將下幅地下連續(xù)墻鋼筋籠的凸口放在上幅地下連續(xù)墻的凹口處，讓2幅地下連續(xù)墻形成銜接，然后澆筑混凝土形成一個整體。

3.5.2 RJP止水

本項目周邊環(huán)境復(fù)雜，鄰近泛亞汽車公司精密儀器實驗室，差異沉降控制精度為2 mm，一旦地下連續(xù)墻發(fā)生滲漏，使承壓水涌入坑內(nèi)，周邊建筑物便會發(fā)生不均勻沉降。為減少承壓水對坑內(nèi)外的影響，在原設(shè)計滿堂三軸攪拌樁槽壁加固的基礎(chǔ)上，增加了180°大直徑RJP止水樁，在加強(qiáng)地下連續(xù)墻接縫止水的同時，防止深層土的承壓水滲入圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并有效地控制周邊緊鄰建筑物的沉降，解決了大深度土層加固這一難題。

4 結(jié)語

從開挖效果來看，本工程地下連續(xù)墻的垂直度、外觀質(zhì)量等都比較理想，說明施工中所采取的泥漿配比優(yōu)化、槽壁加固、跳倉施工以及墻縫處理等工藝措施具有較好的實施效果。在地下連續(xù)墻施工過程中，通過施工前交底，使工人掌握地下連續(xù)墻施工的技術(shù)要點，并在施工過程中加強(qiáng)監(jiān)管，使其嚴(yán)格遵守技術(shù)要求，就可以減少質(zhì)量隱患的發(fā)生，保證工程的施工質(zhì)量。