通州运河ONE项目地下连续墙施工技术

王小洁 ，宁兆轲

（1.北京市地质工程公司，北京 100143；2.中航勘察设计研究院有限公司，北京 100098）

0 引言

随着城市地下空间开发规模的增大，尤其是发达城市高层结构的建造、大型市政设施的施工、地铁隧道等使得地下空间被越来越广泛的开发，基坑的深度也越来越深（周广军，2013）。基于深基坑工程的复杂性，地下连续墙以其墙体刚度大、止水性能和耐久性好等特点，被广泛的应用。尤其在复杂的周边环境和严格的变形要求条件下，地连墙支护更能发挥其特点（李耀良等，2006）。本文对通州运河ONE项目地下连续墙施工技术进行了分析，重点研究了在该复杂环境下针对性采取的相应施工技术措施，可以为今后复杂环境下地下连续墙的设计和施工提供一定的参考。

1 工程简介

1.1 工程概况

通州运河ONE项目位于北京市通州区运河核心区Ⅷ-10—Ⅷ-14地块，即通州区运河西岸，东北至运河西滨河路，西北至北关大道，东南至新华东路的范围内。拟建场地西侧紧邻正在施工的地铁6号线新华大街站，东侧与北运河一路之隔，与运河公园隔河相望。地块总体上横向宽约150m，纵向长约740m，基坑开挖深度约20m，采用800mm厚地下连续墙，标准段墙深38m，混凝土强度设计值C30，接头采用工字钢接头（图1）。

图1 基坑平面布置图Fig.1 Plane layout of the foundation pit

1.2 周边环境及管线情况

周边的地铁6号线新华大街站、市政道路东关大道工程及其配套雨水管涵工程正在施工。

基坑西侧紧邻正在施工的地铁6号线新华大街站，并行长度约470m。基坑大致沿地块红线走向铺设雨水管涵。西侧管涵基本紧贴红线铺设，北侧管涵距红线约15～25m，管涵基坑深约8～10m。由于本基坑安全等级为一级，基坑开挖深度较深，周边环境复杂，为确保其安全，施工中应严密监测。

1.3 工程地质条件

根据中铁第五勘察设计院提供的勘察报告，基坑工程所涉及的土层主要如下：

人工填土①层：本层底板标高11.10～23.94m，厚度0.80～10.80m，平均层厚4.00m。

粘质粉土②层：本大层以粘质粉土层（②层）为主层，含粉质粘土②1、重粉质粘土②2两个亚层。底板标高10.09～18.81m，厚度0.40～7.10m，平均层厚2.51m。

粉砂③层：主要成分为长石、石英、云母，含较多粘粒并夹有少量粘性土团块。底板标高5.50～15.38m，厚度0.40～7.20m，平均层厚2.99m。

中砂④层：主要成分为长石、石英、云母，含较多粘粒并夹有少量粘性土团块，夹有少量砾石，底板标高-3.20～10.84m，厚度0.80～12.40m，平均层厚5.69m。

粘质粉土⑤层：饱和，密实，土质较均匀。底板标高-5.07～5.07m，厚度0.50～7.30m，平均层厚2.83m。

粉砂⑥层：含云母、氧化铁，含少量粘粒。底板标高-11.57～0.03m，厚度0.70～11.80m，平均层厚4.63m。

中砂⑦层：场地内普遍分布；褐黄色；饱和，密实；含云母、氧化铁。底板标高-21.02～-7.30m，厚度0.50～14.10m，平均层厚6.52m。

1.4 水文地质条件

潜水—微承压水（一）：存赋于③粉砂层及第④大层的砂层中。水位埋深9.60～17.3m，标高10.62～13.83m。该层地下水主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流方式排泄。该含水层局部具有承压性。

承压水（二）：含水层岩性为第⑥、⑦大层的砂土，与潜水—微承压水（一）以第⑤大层作为隔水层。测压水位标高为3.82～8.43m，埋深18.7～21.2m。含水层主要接受侧向径流及越流补给，以侧向径流和人工开采的方式排泄。

承压水（三）：含水层岩性为第⑨大层的砂土，与承压水（二）以第⑧大层作为隔水层。测压水位标高为－1.67～0.87m，埋深23.1～25.6m。含水层主要接受侧向径流及越流补给。

2 工程特点、难点及主要技术措施

2.1 本工程的主要特点、难点

（1）基坑开挖深度大，需确保施工安全。

（2）基坑面积大，但为长条形，影响基坑大面积出土开挖。

（3）本工程地下连续墙最深达到41m，从成槽施工到钢筋制作、吊装（接头施工）再到水下混凝土灌注均为施工难题。

（4）基坑周边地下、地面施工条件复杂，涉及多家施工单位，沟通协调难度大。

2.2 主要技术措施

（1）严格按照基坑支护施工图施工，与设计单位积极沟通，信息化施工，确保基坑安全。施工过程中采用信息化管理，加大基坑监测力度，根据监测结果，及时反馈或采取相应对策。

（2）施工时合理安排，设置专职调度员，确保土方运输在坑内形成环线，减少等候时间，提高效率。土方与支护密切配合，分段分区施工，避免土方运输与支护配合不利造成出土困难或支护滞后。

（3）为保证工期及地下连续墙施工质量，综合考虑本标地质情况及成本控制，舍弃铣槽机及多头钻机类的高成本机械，采用液压抓斗机进行成槽施工，工艺为首开三抓，一字顺序幅一钻一抓，异型幅两钻一抓跳槽施工，遇到坚硬土层采用旋挖钻机引孔。每幅槽段方量将近200m3，因此须控制混凝土浇筑时间。在开工前落实合格的混凝土供应商，确保混凝土供应及时，避免造成混凝土断带。成槽中的泥浆主要是在地墙挖槽过程中起护壁作用，泥浆护壁技术是地下连续墙工程基础技术之一，其质量好坏直接影响到地墙的质量与安全；槽内泥浆必须高于地下水位1.0m以上，并且不低于导墙顶面0.3m。钢筋笼为矩形，吊放过程需注意的问题很多，十分复杂；为避免产生不可恢复的钢筋笼变形阐述选择机械型号的对策；根据力学简算，查询吊机性能，选择了吊装吨数在回转半径内起吊高度也满足要求的200t履带吊为主吊、150t履带吊为副吊，采用两副钢扁担挂6根钢丝绳的吊装方法进行钢筋笼的吊装。

（4）开工前全面摸清基坑周边管线、井位、管沟情况，查清基坑周边路面及在修路基与基坑红线位置关系。项目部派专人负责与周边施工单位、管理单位、政府部门进行沟通，建立对口联系，具体协商事宜明确到责任人，明确处理时间节点，保证施工进度尽量不受外界条件制约。

这些研究丰富了对全球变暖背景下中国夏季降水演变的认识。但对由爆发时间分类的El Nio事件对中国夏季降水的影响,关注较少。本文以新近的资料从爆发时间角度来划分El Nio事件,就SP、SU两类El Nio事件对东亚季风环流和中国夏季降水的影响进行研究,探讨ENSO与中国夏季降水异常之间关系的长期变化特征,旨在为改善夏季旱涝预报提供依据。

3 地下连续墙施工技术方案

本工程基坑支护结构为地下连续墙，标准段标高-20～+18m；顶部一周设600高、900宽的混凝土圈梁。地下连续墙混凝土设计标号C30，接头采用工字钢接头，西南侧地连墙采用圆形锁口管柔性接头。

3.1 地下连续墙施工流程

本工程地下连续墙施工流程如下：测量放线→导墙施工→泥浆配制→成槽→槽底清基→吊放钢筋笼→浇筑水下混凝土

3.2 施工方法

（1）设备选型

根据场地情况，本工程配备6台金泰SG60A型成槽机，两台200t和两台150t履带吊机。

（2）准备工作

首先进行施工现场的平面布置规划，其次进行水、电移交及管道线路布设，测量放线，然后施工导墙、钢筋加工平台、泥浆池。

（3）导墙施工

导墙是为保证地连墙施工沟槽稳定的前提，其平面位置直接定位了地连墙的平面位置(图2)，因此，导墙施工放样必须正确无误（沈元红，2014）。

图2 导墙剖面图Fig.2 Section of the wall

（4）泥浆工艺

在地下连续墙施工时，泥浆性能的好坏对槽壁的稳定性起到至关重要的作用，一旦发生塌方，将会造成对周边建筑物和管线的破坏。护壁泥浆主要成分为优质膨润土，掺加适量CMC、纯碱，加水拌制而成。泥浆配比对连续墙施工影响极大，对新制备的泥浆和再生泥浆，要求专人对其进行质量控制。

（5）成槽施工

根据设计图纸，标准槽幅为6m，抓斗张开宽3.0m，异形幅进行适当调整（图3）。对槽段进行测量放线，标注在导墙顶面。成槽采用液压抓斗工法，选用金泰SG60A液压抓斗机，该设备能够显示垂直度且可自动纠偏，保证成槽质量。成槽过程中，抓斗须均衡挖槽，不能一边在实土中，一边落在空洞中。

图3 液压设备成槽示意图Fig.3 Schematic of the hydraulic equipment grooving

（6）钢筋笼的制作和吊放

本工程最长的钢筋笼长为41m，为了保证起吊的安全，钢筋连接采用机械连接法。在制作时按各种型号的钢筋长度不同可将每一种钢筋接头错开50%（图4）。本工程拟定采用200t及150t履带吊进行双机抬吊，整幅吊装入槽。

图4 钢筋笼吊装方法示意图Fig.4 Schematic of the steel cage hoisting

（7）水下浇筑混凝土

采用商品混凝土，混凝土强度C30，坍落度18～20cm，扩散度34～38cm。混凝土配合比为水灰比不大于0.6，单方水泥用量不少于400kg/m3。粗骨料宜用最大直径不大于20mm的硬卵石，水泥采用普通硅酸盐水泥，并按设计要求添加膨胀剂。

4 地下连续墙施工质量控制及预防措施

（1）杂填土中导墙加固措施

根据勘察报告及初期试成槽发现基坑西侧杂填土厚度较深，导墙由于没有深入到原状土层，坍塌严重。因此在正式成槽前，采用直径500mm的高压旋喷桩对杂填土进行加固，搭接长度20cm，旋喷桩桩长深入杂填土50cm。旋喷桩进行加固后，杂填土的抗剪强度提高，大大提高了导墙的稳定性。此方法可为今后地连墙支护中杂填土较厚的情况提供参考。

（2）密实砂层中地连墙成槽困难

该项目基坑南侧砂层较厚且密实，成槽困难，施工效率较低。后采用旋挖钻机进行引孔，在每幅槽段中间和两端钻进3个直径800mm的钻孔，孔深同地连墙深度。此方法大大提高了成槽效率，缩短了地连墙施工时间。

（3）成槽塌孔现象应对措施

由于地连墙深度较深，施工周期比较长，在成槽过程中易出现塌孔，在泥浆配备中需控制泥浆比重及粘度等参数，泥浆材料有膨润土、CMC和纯碱，各种材料的用量应由试验确定，一般可按水：膨润土：CMC：纯碱=100：（8-10）：（0.1-0.3）：（0.3-0.4）的配比进行试配。在砂层较厚的地质条件下，泥浆的相对密度需相应增大，以保证成槽过程中砂层的稳定。

（4）深层复杂地下障碍物的清除

基坑西侧深层存在周边基坑体系的3道锚索，成槽无法进行，须对深层锚索进行清除。目前国内岩土施工界尚未有成熟可行的办法快速清除深槽内的锚索障碍的方法和经验，本项目通过不断尝试，找到了较为有效的清除办法：在液压转斗处焊制若干硬质铝合金板，利用其强大的啮咬力将钢绞线咬断，清除深层钢绞线。由于目前基坑支护面临的周边环境越来越复杂，类似的情况会越来越普遍发生，该方法可为今后深层复杂地下障碍物的清除提供参考。

5 结语

地下连续墙在施工过程中严格控制施工质量，针对不同的地质条件采取相应的施工措施，在特殊的工程地质条件下针对性的调整施工方法。本工程基坑周边环境复杂，基坑深度较深，通过杂填土加固、旋挖引孔、控制泥浆比重、加强基坑监测、选择合适的成槽设备等施工措施，基本达到预期效果，该项目的成功实施也为类似条件下深层地下连续墙的设计和施工，提供借鉴和参考。