复杂环境条件下深基坑地下连续墙施工技术探讨

陈贵强

1 工程概况

项目位于张家港高新区地块，设计功能为办公商业综合体项目，地上25层，地下4层，基坑深度约20 m。基坑支撑围护体系采用地下连续墙内加四层钢筋混凝土支撑。基坑平面布局近似呈不规则长方形，南北向长约110～200 m，东西方向宽约100 m。地下连续墙分1 m、1.2 m厚两种，墙深为-35.9～-41.3 m，进入第⑤层土体，墙顶标高-2.1 m，槽段分幅共计144幅。

2 工程难点和风险

（1）靠近保护建筑。

基坑西侧距离保护建筑群较近，约4.1～5.0 m左右。因距离太近，地下施工容易引起周边建筑的沉降变形。

（2）墙顶落低。

工程场地内自然地面相对标高约为-0.42 m，而地下连续墙墙顶标高为-2.1 m，地下连续墙墙顶与现地面标高落差约为1.68 m。随着连续墙开槽施工的实施、深沟槽不断延伸，施工扰动极易影响施工场地稳定，同时对保持导墙平面间距与标高产生不利影响，严重情况下会造成地下连续墙槽段无法施工。

（3）槽段形状复杂。

本工程地下连续墙槽段的截面形状根据场地形状变化也导致槽段规格多样，出现了形状不规则的槽段，给钢筋笼的制作加工、地下连续墙的槽段开挖增加了难度。项目地下连续墙共分为144个槽段，期中含有T字形连续墙槽段共13幅，L形连续墙槽段15幅，不规则异形连续墙槽段10幅。不规则形状的地下连续墙的槽段形式容易导致槽壁坍塌。因此，复杂平面形状槽段的形式多样性、不规则性成为地下连续墙施工的难点，形成施工挑战。

（4）局部有暗浜存在。

根据地质勘查报告，施工场地内有东西方向暗浜（以前为一河道后被回填），埋深约4 m左右，宽度约12 m，暗浜处土质为淤泥质土，暗浜区域内影响地下连续墙约6幅，该处成槽极易引起坍塌或混凝土外流等问题。

（5）有高压缩性软弱土层。

本工程第三层、四层及第五层土含水量高，属高压缩性软弱性土层，在地下连续墙开槽施工过程中，护壁泥浆比重不稳定，容易导致槽壁稳定性差。

3 施工技术措施

（1）槽壁加固。

针对部分土层较差及临近保护建筑物的地墙容易产生坍塌的风险，采取加固措施，采用Φ850@600三轴搅拌桩进行槽壁加固（见图1、图2）。

图1 槽壁加工设计图

图2 地下连续墙现场施工图

（2）暗浜换填土。

对暗浜进行清淤换填土处理，挖出暗浜土体，回填采用三合土（水泥、黄砂、煤灰比为每方配合比100 kg∶1 000 kg∶230 kg），回填时采用分层回填压实工艺，每一层回填土厚度控制在300 mm左右，分成压实。

（3）成槽垂直度保证措施。

①选择合适的成槽设备。

为较好的控制成槽垂直度，工程选用较为先进的德国利勃海尔成槽机，该设备技术先进，有导正架、抓土力强并能有效控制成槽垂直度的特点。

②成槽施工过程中，成槽机开。

槽到底后，及时采用 KODE超声波测井仪检测成槽情况，对出现槽斜偏大情况，要尽快采取纠偏措施，通过调整成槽机械的垂直度，使得整个槽段垂直度得到有效控制。

（4）优化泥浆配比。

泥浆物理化学指标是维持槽段土体稳定的关键因素，必须控制好泥浆指标。地下连续墙成槽施工期间，要选用黏度大、失水性小的泥浆，这样的泥浆护壁具有皮薄而韧性强的特点，属于优质泥浆。成槽机上下运动施工过程中，要确保槽壁稳定，要通过理论计算和试验相结合的方式来确定和控制泥浆各项指标（见表1）。

表1 泥浆各项指标

护壁泥浆应存放24 h以上，使其中的膨润土完全水化后再投入使用。

（5）加强管理、合理安排流程，缩短单元槽段的施工周期。

施工前做好技术论证并加强技术质量交底，严格按照地下连续墙施工工艺流程，有序实施成槽施工、槽段检验、钢筋笼制作、清底刷壁、锁扣管吊放、钢筋笼吊放、导管下放、混凝土浇灌等施工工序，做到衔接紧凑合理，缩短成槽施工的后空置时间，控制好单元槽段的施工时间。空置时间越短，越有利于降低槽壁坍方风险。

（6）靠近保护建筑的地墙施工措施。

①隔离桩。

在槽壁加固的外侧套打了2排三轴搅拌桩（Φ850@600）作为隔离桩，以此减少扰动影响加强对邻近建筑物的保护。

②减小顶拔锁口管对地面产生的负压。

采用路基箱作为液压顶管器的基础，扩散拔管产生的对导墙及土体的压强，减少地面沉降进而减小对保护建筑的变形影响。

③采用V字钢板接头。

将地墙钢筋笼接头用V字钢板焊接，侧边敷设土工布防止混凝土绕流，此接头形式避免了混凝土对锁口管握裹约束作用，从而减小拔管对地面产生的压力（见图3）。

图3 V字钢板接头示意图

④对保护建筑采用临时支撑措施。

为确保邻近建筑物万无一失，施工前对临近施工区域的房屋进行支撑加固，在房屋外墙上支撑钢结构三脚架，以抵抗施工区域的土体变动产生的变形。

4 施工效果

（1）试成槽。

根据设计要求，同时为了后续施工的顺利，首先进行试验槽段施工，通过试验槽段的施工掌握基本的施工参数，并予以修正。试验槽段采用两幅一字形槽段施工，地下连续墙连续施工成槽时间约为18 h。经过超声波测试，试验槽段的地下连续墙槽壁垂直度为1/2 000，槽内浇筑后混凝土充盈系数为1.02，从施工参数来看，施工效果比较理想，说明采取的针对性措施是合理有效的。在之后的地下连续墙静载试验检测中，承载力也完全满足设计要求。

（2）槽壁加固效果明显。

从施工过程和相应参数指标来看，效果还是比较明显的，特别是暗浜区域的槽段施工没有坍方等情况产生。

（3）临近周边建筑物施工监测情况。

临近周边建筑物的场地狭小，距离近、建筑物为20世纪30年代房屋，基础浅且结构整体性差。在施工过程中的机械振动、降水、土体扰动等都可能不可避免对其产生沉降影响。为此，施工中加强了对房屋的沉降、变形监测，监测数据显示沉降大的时间段主要发生在顶拔锁口管阶段，通过优化地墙施工方案、调整 V字形钢板接头形式、采用路基箱减压等措施起到了明显的效果，沉降的数据较为稳定，曲线平缓。

5 结语

不良地质条件下及复杂周边环境下地下连续墙的施工技术，具有一定复杂性和代表性。做好类似项目，既要熟练掌握地下连续墙施工工艺方法，又要善于分析不良地质影响，同时如何减小施工对周边环境、临近建筑的影响，同时要制定有科学合理的应对措施。

（1）复杂环境和不良地质情况下，采用槽壁加固措施能够有效稳定槽壁。尤其对截面形状不规则的T形、异形槽段可优先选用槽壁加固稳定措施。因为不良地质条件下地下连续墙施工中，T形、异形槽段槽壁土体很容易坍塌，对此，首先在设计、施工方案中就要优先考虑槽壁加固措施，当然这会使得投资增加，但工程建设过程中往往会出现由于过分节省成本导致施工措施不到位，导致施工风险增大，这对于工程质量、成本目标反而有“欲速则不达”的不利影响。另外，槽壁加固形式和具体方案，可以通过方案优化达到技术合理，经济节约的目标，如可采用成本相对较低的三轴搅拌桩加固等。

（2）要重视施工对基坑周边环境的影响，特别是临近建筑要采取保护措施。一方面要对临近的保护建筑施工影响因素应充分预估，一方面要制定应急应对施工措施。实践证明，设置隔离桩、槽壁加固、减小拔管压力、对房屋临时支撑对于降低环境影响，减小临近建筑沉降变形等较为有效的保护措施。