地下连续墙支护技术在具体工程中的应用

彭杨

【摘 要】经过施工技术人员的不断探索，寻找到了许多地基建设的方式，对于提高地基的质量起着重要的作用。特别是在深大基坑的建设中，地下连续墙施工技术的运用，能够明显的改善基坑的质量。本文结合具体实例，对地下连续墙技术在深基坑支护工程中发挥的优势进行说明。

【关键词】地基质量；基坑支护；地下连续墙；基坑质量；基坑强度

引言：

在建筑的构建中，地基的质量直接影响着整个建筑的施工质量，要想保证整个建筑的整体质量，就要重视地基的建造。由于在大型建筑中，地基其中支撑的作用。要想使得地基能够很好地承受上层建筑的负荷，往往需要将地基向地面下建造，形成深基坑。由于深基坑本身的特殊性，对于施工技术的要求相应地就增加了。由于基坑位于地面以下，如果不对基坑采取一定的围护措施，就会造成周围的土体进入基坑，从而给基坑的施工造成影响。在基坑的施工过程中，我们通常需要在基坑的四周设立一道围护墙，形成基坑支护工程。地下连续墙的施工方式，能够很好的围护基坑的质量，防止周围土壤坍塌引起基坑被填埋现象的发生。然而，在地下连续墙的施工建设中，要想使得施工完成的地下连续墙能够发挥明显的优势，这就需要对地下连续墙施工技术进行合理的管控。本文通过具体的案例，对这一施工技术进行详细阐述。

1.工程概况

上海万达商业广场地处五角场核心区，工程地下室为2层整体式地下室，长286 m、宽160 m，深10-15m，地下总建筑面积为94670㎡（单层建筑面积约47000㎡）。地下一层主要为商业用房、机房及自行车库，地下二层主要为汽车库、机房，部分为平战结合六级人防工事，地下结构施工时土方工程量为50万m?。

2.支护选型

本工程工期非常短，地下工程量特别大，为满足工期要求，采用逆做法施工，同时考虑成本影响，采用地下连续墙支护并作为地下永久结构外墙。地下连续墙的特点：1.施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。2.墙体刚度大。3.防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。4.可以贴近施工，利于场地狭小时使用。5.可用于逆做法施工。6、工效高、工期短，作为地下室永久结构外墙时，利于成本控制。在基坑的支护工程中，地下连续墙的稳定性受到多方面因素的影响，通常情况下，影响地下连续墙稳定性的主要因素有：墙后土地整体稳定性、基坑坑底的平整度、基坑的深度以及周围土质情况。在基坑的施工过程中，随着挖土深度的增加，如果周围堆积的土堆之间的嵌固性较差时，就有可能引起周围积土进入基坑底，导致坑底的平整度改变，从而降低对地下连续墙的稳定性造成破坏。

3.连续墙设计

地下连续墙的嵌固深度的大小可以影响基坑的质量，在具体的施工中，为了达到预期的施工要求，通常会采用一定的计算方式对地下连续墙的嵌固深度进行详细的检测。虽然地下连续墙嵌固深度的计算方式很多，但是目前使用最多的计算方式主要有以下三种：悬臂式嵌固深度计算方式、单点支撑嵌固深度计算方式、多点支撑情况下的嵌固深度计算方式。结合本文中工程的实际情况，选择多点支撑情况下的嵌固深度计算方式。其计算方式见下

当采用多点支撑下的嵌固深度计算方式时，假设基坑周围地下连续墙支护工程的嵌固深度为hd，根据圆弧滑动简单条分法计算，其稳定性控制公式如下：

对于公式进行说明：表示最危险滑动面上帝i土条滑动面上土的固结不排水剪粘聚力，表示内摩擦角标注值，表示第i土条的弧长， 表示第i土条的宽度，表示整体稳定分项系数，这个应当结合实际施工经验，表示作用于滑裂面上第i土条的重量，按上覆土层的天然土重计算，表示第i土条弧线中点切线与水平线之间的夹角。

由于地下连续墙的稳定性与基坑坑底的土质有关，当基坑坑底为软弱土层时，还需要进一步计算坑底软弱土层的稳定性，从而使得计算结果更具有说明力，以便帮助施工技术人员更好的掌握地下连续墙支护工程的质量情况。为控制地下连续墙差异沉降，每幅地下连续墙设置2根注浆管，对墙趾土体进行土体加固。

4.地下连续墙施工技术

为了保证地下连续墙施工的质量，需要严格按照一定的工艺流程进行操作。通常情况下，首先要对各槽段进行测量定位、复核。同时在导墙的施工中，也有一定的技术要求。导墙外边以土代模，内边立钢模并分层支撑100×100mm方木，防止导墙向内挤压，方木水平间距1.5m，上下两排间距为0.8m，呈梅花形错开，导墙施工缝是“凹凸”型，施工缝应与地下连续墙接头错开。导墙墙脚须坐落于密实的老土上，为了提高导墙的质量，一般采用强度等级为C20的商品混凝土进行浇筑，由于自然环境的变化会对导墙的质量产生一定的影响，因此我们必须提前做好预防措施。此外，对于在导墙的施工中，如果遇暗浜、基础等障碍物时，其处理方法也不一样。在导墙转角區施工时，转角处地下连续墙均为折线型槽段，而成槽机抓斗宽度为2.8m，由于现实条件之间存在一定的差异，部分槽段的尺寸还需要作局部调整，从而更好的适应连续墙施工的质量要求。如果在导墙的施工中，需要建设一条施工公路，此时导墙的施工道路必须采用钢板架空和粘土填充的施工方式。当导墙施工结束后，为了防止导墙被破坏，应当立即在导墙顶面上画出分幅线，用红漆标明单元槽段的编号，同时测出每幅墙顶标高，并且要经常观察导墙的间距、整体位移、沉降，作好记录，然后在成槽前做好复测工作。导墙施工示意图如图2所示。

为了保证地下连续墙的施工质量，通常需要对浇筑的泥浆质量进行检测。对于施工所用的每一批新制的泥浆都要对其主要性能（粘度、比重等）进行测试，符合技术要求的泥浆才允许使用，以确保泥浆护壁性能，对于槽段中回收的泥浆，经过净化设备处理后，对其各项性能指标进行测试，并重新调整，达到标准后才能使用，对于施工中废弃的泥浆，应当将其抽放在废浆池中组织外运。此外，对于泥浆的配置也有一定的要求。一般情况下，泥浆级配方法为新配制泥浆按理论配合比控制在比重1.04～1.05左右，粘度18～25秒。对于地基处理范围的地下连续墙施工，适当提高泥浆比重、粘度增加槽壁稳定性。与此同时，还要根据成槽施工时的实际情况，对泥浆配合比进行调整，以选择最合适的泥浆配合比。由于新配置的泥浆需要达到一定的时间后才能发挥最大的作用效果，因此，对于新配置的泥浆必须在24小时后使用。对于一次施工过程中的剩余泥浆，为了节约施工成本，减少浪费，应当对其进行回收。对于回收浆，必须采取一定的方法进行调整，只要达到标准后才能使用，否则，就达不到预期的效果。

在成槽施工中，为了保证成槽的效果，一般采用具有纠偏功能的真砂BM500型成槽机。早使用成槽机进行成槽操作时，首开幅应当先根据本幅槽段的分幅宽度b，加上锁口管的外放尺寸h外放施工间隙，每单元槽段每一端头的开挖外放宽度为h+100mm，首开幅开挖宽度b+2h+200mm，这样以保证成槽结束后锁口管和钢筋笼能顺利下放到位。

当成槽机就位后，观测纵横两个方向垂直度，然后拆除单元槽段导墙支撑，并在槽段两侧进行堵漏、清除导墙内垃圾杂物，注入合格泥浆至规定标高。成槽时，泥浆应随着出土补入，成槽机掘进速度应控制在15m/h左右，当挖至槽底2-3m时，应放测绳测深，防止超挖和少挖。当成槽至标高后，连接幅、闭合幅应先刷壁，后扫孔，扫孔时抓斗每次移开50cm左右，保证槽底沉渣厚度小于10cm。垂直度检测采用超声波测壁仪，检测频率为10%。

当成槽完成后，需要进行清底换浆。清底至少要在成槽（扫孔）结束2小时之后才开始，一般采用液压抓斗直接挖除槽底沉渣法或置换法。其中换浆是置换法清底作业的延续，当空气升液器在槽底部往复移动不再吸出土碴，实测槽底沉碴厚度小于10厘米时，即可停止移动空气升液器，清底换浆以取样试验为准，当槽内每递增5米深度及槽底处各取样点的泥浆采样试验数据都符合规定指标后才算合格。在清底换浆全过程中，为了保证清底换浆的效果，必须控制好吸浆量和补浆量的平衡，不能让泥浆溢出槽外或让浆面落低到导墙顶面以下30厘米。

5.逆做法与连续墙

在本项目中，计划对基坑周边环形区域面积达23000㎡的流水段即环板采用逆做法的施工方式，中心岛部分顺做，结构钢筋采用与连续墙内预留钢筋接驳器有效连接，因此在连续墙钢筋笼制作时，必须进行严格验收，确保接驳器位置及锚固要求，并注意控制接驳器的方向，逆作区的水平结构构件是自上而下进行施工的，垂直结构构件是自下而上进行施工的，所以浇筑结构柱、墙及楼梯、汽车坡道等结构时，采取集中施工的方法，即每个流水分块力求一次施工完，以便为地面以上提供工作面。此外，由于各层梁板将作为基坑支护的一部分，为了加强后浇带这一传力的薄弱处，需预先在后浇带内埋设传力构件。

由于地下主体结构逆做时是处于半封闭状态下施工的，挖土机械、钢筋对焊、预埋件焊接、截桩等排出的废气会造成一定的空气污染，坑内施工环境较为恶劣，虽然有出土口、电梯井口和楼梯口等穿堂通道，但局部区域如两个孔之间中央地带或靠近地下连续墙一圈范围仍可能有死角，为了保证正常生产和施工人员有一个良好的工作环境，应在整个逆作法施工过程中，设置移动式的备用通风系统，包括排风和送风系统。此外，由于地下主体结构逆作时是处于半封闭状态下施工的，施工噪音也是一大公害，长期处于噪音环境操作会影响健康。为了保证施工人员的生命健康，必须采取一定的保护措施。通常情况下，可以选择采取缩短换班时间、改善休息条件等方法降低因为施工造成人员生命健康的潜在危险因素。

6.基坑监测

在此项工程中，为了检测地下连续墙的稳定性，主要的监测项目有基坑侧壁情况以及地下连续墙在平面内的位移以及垂直方向的下陷深度。根据基坑围护方案和工程的特点，本工程地下结构施工过程中，除设置监测点外，还需对基坑隆起进行监测和为±0.000以上埋设永久沉降观测点作好准备。当在±0.000以下施工期间设置临时沉降观测点。地下室施工期间，需要密切关注地下室周围建筑物、道路、地表、地下管线的沉降或位移、围护墙体垂直水平位移、变形、支撑轴力、基坑内外地下水位、坑内隆起、支撑立柱的沉降和内力情况，通常情况下，监测点的布设应满足全面监控本工程施工过程中的基坑变形情况，以便及時采取有关措施。在对支护结构测斜、主体结构沉降、变形位移、各项应力和周围环境进行检测时监测，主要对其水平位移和沉降深度进行监测。当地下连续墙与中间支承柱的沉降差以及相邻中间支承柱沉降差超过20mm时，在水平结构中将会产生过大的，影响结构安全的附加应力，因此规定沉降差不超过20mm，以确保结构的安全。在逆作法施工过程中，应在中间支承柱和地下连续墙上设置沉降观测点，采用二次闭合测量和进行观测数据的处理，以提高数据的真实性。利用沉降的观测数据和模拟计算沉降数据的对比，可以观察出施工期间地下连续墙和各中间支承柱的沉降发展趋势，以此确定在地下室底板浇筑前上部结构允许施工的高度。

7.结语

综上所述，我们可以发现，要想发挥地下连续墙的支撑作用，地下连续墙的位移以及基坑周围的土层的位移都必须控制在一定的范围内，一旦超过该范围，就会降低地下连续墙支撑工程的稳定性，不利于深基坑施工的顺利开展。

参考文献：

[1]金石嵩.地下连续墙在地铁站深基坑支护中的应用[J].工程建设与设计.2012（03）

[2]陈子山.浅谈地下连续墙支护优点与关键施工技术[J].山西建筑.2011（07）