建筑工程中基坑地下连续墙支护施工探讨

【摘要】文章通过某一具体的工程实例，介绍了“二墙合一”地下连续墙施工要点以及在深基坑工程中的应用。

【关键词】深基坑；基坑支护；地下连续墙；施工

引言

随着城市建设的不断发展，深基坑工程在面对良好发展机遇的同时也面临着激烈的挑战。在深基坑施工整过过程中确保基坑安全以及保护周边建筑物是在基坑设计和施工中所要考虑的难题。由于“二墙合一”地下连续墙支护体系中围护结构墙与地下室外墙合二为一，具有刚度大、变形小、止水效果好、安全可靠性高等特点，它适用于地下水位以下的软土、软黏土和砂土等多种地层条件及周边环境复杂的深基坑(开挖深度大于10m)。以宁波某大厦工程为例，介绍“二墙合一”地下连续墙支护体系在工程中的应用。

1 工程概况

本工程位于宁波市，地块面积3000(见图1)，设计为地上13层、地下2层，建筑面积约17000m2，开挖深度10.6～11.2m，桩基础为￠(600～900)mm 钻孔灌注桩，主体为框架结构。

地质条件如下:①1层杂填土，层厚1.00～6.4m；②2层淤泥质填土，层厚1.00～ 4.4m；③2层粉质黏土，层厚1.3～2.5m；④1层淤泥质粉质黏土，层厚1.4～4.4m；⑤2层淤泥质粉质黏土夹黏质粉土，层厚2.00～4.5m；⑥5层淤泥质粉质黏土，层厚4.9～7.9m；⑦6层黏土，层厚6.8～8.8m；⑧12层安山玢岩或凝灰质粉砂岩。

2 基坑支护体系选择

由于该地块狭小、开挖深度深，四周毗邻住宅、办公楼及道路，如何有效地

保护周边住宅等浅基础建筑物及路面下水、电、煤气、电信等管线安全，且能增加地下室的使用面积，以满足设备用房及消防、车位等审批方面的要求，是选择基坑支护体系的关键。

本工程的基坑支护体系考虑了地质条件、开挖深度、周边环境、地块面积等因素，选择了“二墙合一”地下连续墙设置二道临时水平内支撑的支护体系。

基坑围护设计方案如下:

2.1 支挡结构“二墙合一”地下连续墙+ 2道钢筋混凝土水平内支撑;地下连续墙厚度600mm(常用厚度为600、800、1000mm)、深度24.5m，底部进入6层黏土层；第1道混凝土支撑梁顶标高为－1.5m(梁高700mm)，第2道混凝土支撑梁顶标高为－6.5m(梁高800mm)。

2.2 止水帷幕“二墙合一”地下连续墙。

2.3 被动区加固采用￠800@600高压旋喷桩对被动区土体进行加固，加固深度－2.5～－15.5m。

2.4 地下连续墙墙段接头地下连续墙墙段之间的接头采用柔性接头，为防止接头渗漏，地下连续墙每段交接处的迎水面打3根￠800mm的高压旋喷桩、桩间搭接200mm，背土面交接处设400mm×800mm 钢筋混凝土壁柱。

2.5 施工荷载基坑坡顶10m范围内堆载不得超过25kpa。

3 施工准备

3.1 机具准备宝娥GB30成槽机1台，50t履带吊1台，25t轮胎吊1台，SP-50高压旋喷桩机2台，电焊机若干台。

3.2 地下连续墙分幅地下连续墙周长约175m，每幅宽4～6m，共32幅，基坑四个周边的每边都设有一个首开幅。

3.3 施工道路沿地下连续墙内侧浇筑宽10m、厚200mm的C20混凝土道路，内配￠14@300的单层、单向钢筋网片。

3.4 钢筋加工场地一般设在场地中间，地面需硬化，面积为1～2幅地下连续墙尺寸。

3.5 泥浆池布置设置一处泥浆系统。

3.6 集土坑设置1～2幅地下连续墙体积的集土坑。

3.7 施工顺序安排导墙、施工道路地下连续墙施工工程桩及被动土体加固地下连续墙每幅接头高压旋喷桩、工程桩静载试验挖土浇混凝土内支撑浇底板混凝土拆撑浇地下一层及±0.000楼板。

4 地下连续墙施工要点

4.1 导墙施工

导墙的平面位置决定了地下连续墙的平面位置，导墙放样必须正确，导墙中心线与地下连续墙的中心线应一致，导墙混凝土达到设计强度70%以上时，方可进行成槽作业。

4.2 基坑降水、排水

基坑内的土体大部分处于地下水位线以下，连续墙成槽过程中，如能有效地降低地下水位，可增加槽段内外压力，防止塌孔，由于基坑深度范围内各土层透水性较差，且周边房屋、管线较近，地下连续墙施工过程中没有采用降水措施。基坑开挖过程中采取了设盲沟、集水井明排的措施。

4.3 泥浆配制及要求

新鲜泥浆的配合比(kg/m3):200目膨润土∶分散剂∶(纯碱)∶增黏剂(CMC)∶自来水∶100～115∶4～5∶0.5～1∶980。

性能指标:黏度21～25s，相对密度1.06～1.08，pH值7～9。

4.4 泥浆的再生处理

循环泥浆经过分离净化后，虽然清理了许多混入其间的土渣，但并未恢复其原有的护壁性能，因此还要调整其性能指标。大量的净化泥浆都要做再生处理，为了跟上施工进度，可采用配置浓缩的新鲜泥浆，再生泥浆不宜单独使用，应同新鲜泥浆掺和后一起使用。

4.5 成槽

4.5.1 成槽作业时，槽内泥浆液面保持在不致外溢，暂停施工时浆面不应低于导墙顶面30cm。

4.5.2 机具挖土时，抓斗钢索一定要呈垂直张紧状态，并根据液压抓头上的探头，在成槽过程中对槽壁进行动态纠偏。

4.5.3 每幅槽达到设计深度后，用清水泵置换孔底泥浆。

4.5.4 用自制强制式刷壁机对两幅接缝处混凝土凹槽反复刷洗，直至凹槽内的淤泥刷净为止。

4.6 钢筋笼吊装

钢筋笼采用双机起吊、单机整体吊装。为保证钢筋笼吊装安全，吊点位置、吊环与吊具的安全应经过设计和验算，钢筋笼上吊环附近的竖向钢筋，必须同相交的水平钢筋全部焊接牢固。钢筋笼吊装前应按设计及规范要求对预埋钢筋、埋件及接驳器的数量、位置进行检查与复核。钢筋笼必须严格按导墙上的分幅位置及现场观测标高就位，以确保接驳器及预埋钢筋、埋件位置准确。

4.7 槽段接头

槽段接头用直径小于墙厚50mm的锁口管，锁口钢管用液压千斤顶固定及拔出。

4.8 混凝土浇捣

地下连续墙每幅混凝土浇捣与混凝土灌注桩相同，浇筑混凝土应在钢筋笼入槽后4h内开始，墙顶面混凝土超灌部分高度一般高于设计标高500mm。

4.9 底板、楼板、框架梁与地下连续墙的连接

地下连续墙与地下室底板、楼板连接一般采用刚性连接，即在地下连续墙的地下室底板、楼板配筋标高处预埋地梁、底板及框架梁钢筋接驳器( 直螺纹套筒)及板、壁柱连接钢筋，其底板、楼板框架梁主筋通过直螺纹套筒，板及壁柱通过预埋钢筋与地下连续墙连成整体。为保证连接质量，地下室底板、楼板与地下连续墙交接面均设置混凝土围梁。

4.10 衬墙

由于地下连续墙各幅受力不同，变形、沉降值略有差异，加之各幅接头处的防水质量不易保证，墙体可能产生局部渗漏，为保证地下室内墙面无渗漏、平直美观，一般在地下连续墙内侧150～300mm处砌半砖厚衬墙，衬墙和外墙的楼面之间设排水沟，地下室各楼层水沟用排水管连通并汇集到底层集水井。

5 变形及监测

为及时掌握基坑开挖过程中对周边环境的影响，委托了监测单位对基坑周边住宅等房屋及道路、管线进行了变形监测，同时委托了市房屋安全鉴定所对住宅等周边建筑进行了结构安全鉴定。施工过程中变形主要集中在第1 道支撑下土方开挖至底板混凝土浇筑之前即土方开挖阶段。该基坑累计最大水平位移35mm，周边建筑物最大沉降住宅为9mm、其他建筑为20mm，位移及沉降变形符合设计要求，仅周边有一幢小型建筑墙体在转角处出现了细微裂缝，经市房屋安全鉴定所鉴定，住宅等建筑的结构均安全可靠。

6 施工注意事项及问题处理

6.1 槽段内地下障碍物采用冲抓设备冲抓处理。

6.2 通过增加泥浆相对密度，提高槽段内浆面高度或降低地下水位可防止槽段塌孔。

6.3 在槽段内预埋注浆管至底部，待混凝土浇筑达到强度70%后压力注浆，可减少地下连续墙沉降。

6.4 消防水池与地下连续墙交界处应增设壁柱，并在水池壁柱迎、背水面均做防水处理。

6.5 地下连续墙上不设预留孔洞，管线等预留孔洞一般设在地下连续墙上部的地下室外墙上( 墙高1～1.5m)。如确需设置通道等洞口，该处槽段钢筋按预留洞口做法配置，洞口也按槽段钢筋规格、间距配筋并锚入洞口暗梁内，洞口混凝土待地下室顶板浇筑完成后凿除。

6.6 个别接驳器、预留钢筋遗漏或偏位的，待地下室开挖后，采用植筋处理。

7 “二墙合一”地下连续墙支护体系与排桩支撑体系造价比较

本工程采用600厚“二墙合一”地下连续墙、二道水平内撑、被动土体采用800mm 高压旋喷桩加固，按地下室周长计算造价约32000元/m。如采用￠800mm钻孔灌注桩@1000、1道￠600@ 400高压旋喷桩止水帷幕，二道内支撑及被动土体加固与本工程同，则按地下室周长计算其造价约23000元/m(未包括地下室外墙造价)，且地下室使用面积减少了约400m2。如排桩支撑体系与“二墙合一”地下连续墙支护体系的地下室面积相同，考虑排桩支护体系中地下室外墙及外墙迎土面与排桩围护之间挖填土的费用约4500元/m，则两者实际造价相差约4000～5000 元/m；且随着基坑挖深加大，两者之间的差距逐渐减小，当挖深为12～15m或3层地下室时，两者造价基本相同;当挖深大于15m或为4层地下室时，选择排桩支护体系已不尽合理，且造价亦高于“二墙合一”地下连续墙支护体系。

8 结语

由于本工程基坑支撑体系方案选择合理，设计、施工、监测及管理到位，在造价没有过多增加的情况下，基坑变形较小、变形稳定，确保了周边浅基础房屋和管线的安全及地下室施工的顺利进行，目前地下室施工已全部完成。“二墙合一”地下连续墙支护体系与排桩等支护体系相比较，不仅具有对周边环境影响小、基坑变形小，更加安全可靠等特点，而且缩短了施工工期、拓展了地下空间，地下室建筑面积可增加8%～12%，是地质条件及周边环境复杂的大、中城市主城区深基坑中优先选用的支护体系。

参考文献：

[1]郭宏智、唐玉文、王银献。作为地下室外墙、主体结构承重墙和支护墙的地下连续墙施工难点及措施 [J]施工技术。2007（09）。

[2]谢树成。地下连续墙在深基坑支护工程的应用。[J]。广东建材。2009（07）。

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