叠合结构地下连续墙侵界处理方法研究

龚易洁

(宏润建设集团股份有限公司,浙江 宁波315000)

1 概述

随着城市地下交通对地下空间的充分利用，促进城市深基坑工程的发展，基坑开挖深度从几米发展到几十米，随之而来的基坑围护结构形式也因开挖深度以及地质条件的不同而呈现多样化的发展趋势。

地下连续墙围护结构因具有刚度大、整体性好、抗渗漏性能好、施工振动小等优点，并能紧靠建筑物边缘施工，对周围的环境影响小，适宜在城区建筑密集群内施工的特点，从而在深基坑施工中得到广泛使用，特别是在软土地基城市轨道交通工程中有着不可替代的作用。叠合墙结构作为地下连续墙围护的一种结构形式在轨道交通建设中得到了广泛使用。

地下连续墙成槽垂直精度一般不得低于1/300[1]，但有时因为地质条件、或施工机械精度、或施工时的误操作等的影响，造成地下连续墙侵入结构边线内，少则几厘米，多则十几、二十几厘米，造成内衬墙厚度不能满足原设计要求，需采用补救措施。本文结合工程实际，对叠合墙结构地下连续墙侵界处理方法研究。

上海某地下二层岛式站台地铁车站，车站长200m，标准段宽20m，基坑开挖深度17m，围护结构采用800厚地下连续墙，竖向设置五道支撑。内衬墙与地下连续墙采用叠合结构，标准段内衬墙厚400mm，端头井内衬墙厚500mm。

本车站所处地质情况自上而下为：①1杂填土、②1褐黄色粉质粘土、②31灰色砂质粉土夹粉质粘土、②32灰色砂质粉土、④灰色淤泥质粘土、⑤1-1灰色粘土、⑤1-2灰色粉质粘土、⑥暗绿色粉质粘土、⑦1草黄～灰色砂质粉土、⑦2灰色粉砂、⑧1-1灰色粘土、⑧1-2灰色粉质粘土。因地质条件、施工控制等原因，地下连续墙在施工时发生垂直度偏差，最大偏差达290mm，偏差最大的位置发生在站台层侧墙范围。

2 侵界处理方案

2.1 侵界尺寸≤150mm

侵界尺寸≤150mm时，内衬墙厚度≥250mm，满足《地下工程防水技术规范》4.1.7 条“防水混凝土结构厚度不应小于250mm”的要求，但需采取如下措施：

2.1.1 内衬墙配筋

通过计算调整内衬墙配筋，内衬墙的配筋需考虑承载能力极限状态和正常使用极限状态。

2.1.2 斜截面抗剪

复核叠合结构的斜截面受剪承载力，若不能满足规范要求，可通过在上层板底和下层板顶设置腋角，同时腋角的大小需满足限界及建筑布置要求。对于不配置箍筋和弯起钢筋的一般墙板类受弯构件，其斜截面受剪承载力需满足以下要求[2]：

V≤0.7 βhftbh0

βh=（800/h0）1/4

式中，βh——截面高度影响系数：当h0小于800mm时，取800mm；当h0大于2000mm时，取2000mm。

2.1.3 叠合面抗剪

当叠合面剪力т＞700Kpa[3]时，需设置叠合面抗剪钢筋。叠合面抗剪钢筋受剪承载力应满足以下要求[3]：

V≤1.2 ftbh0+0.85 fyv（Asv/s）h0

图1 腋角设置示意图

图2 叠合面抗剪钢筋设置图

2.1.4 内衬墙混凝土

内衬墙混凝土掺入具有补偿功能的膨胀剂及合成纤维作为外加剂。

2.2 侵界尺寸＞150mm

2.2.1 当地墙侵入限界＞150mm，无法满足后期至少浇筑250mm内衬墙的要求，需对部分地墙混凝土进行凿除，具体方法为：

图3 钻孔灌注桩弯矩设计值

图4 内衬墙剪力设计值

图5 内衬墙弯矩设计值

（1）地墙外采用三重管高压旋喷桩进行加固，桩体28天无侧限抗压强度qu应不小于1.2 MPa。

（2）地墙外打设φ900钻孔灌注桩，桩距1.1 m，桩顶标高2.200 ，桩底标高-18.080 ，钻孔灌注桩与地墙净距0.3 m，桩顶设置圈梁与地墙连接。

2.2.2 主要工况流程

（1）地墙外进行高压旋喷桩加固，已有搅拌桩加固体（地墙成槽前已实施）与地墙间隙也应加固密实。

（2）待高压旋喷桩达到一定强度后施作钻孔灌注桩。

（3）待地墙外钻孔灌注桩和加固体达到设计强度后，分段凿除中板至底板间地下连续墙内侧部分混凝土（凿入地墙深度满足浇筑25cm内衬墙的要求），重新浇筑内衬墙。

（4）待新浇筑的内衬墙达到设计强度后，拆除第四道钢支撑。

地墙凿除和内衬墙浇筑顺序：将约14m长的侵界范围分成4段（按顺序分别编号<Ⅰ>区、<Ⅱ>区、<Ⅲ>区、<Ⅳ>区），每段长约3.5 m。跳仓凿除<Ⅰ>、<Ⅲ>区地墙内侧部分混凝土，重新浇筑内衬墙，待<Ⅰ>、<Ⅲ>区内衬墙达到设计强度后，再凿除<Ⅱ>、<Ⅳ>区地墙内侧部分混凝土，重新浇筑内衬墙。

2.2.3 结构分析

（1）地下连续墙凿除期间，坑外水土压力全部由钻孔灌注桩承担。

（2）永久使用期，考虑钻孔灌注桩与内衬墙的共同作用，内衬墙承担水压力和部分土压力，土压力按截面刚度进行分配，同时考虑围护桩刚度的折减[3]。

（3）通过计算调整内衬墙配筋，内衬墙与地下连续墙叠合面需设置抗剪钢筋。

3 结论

3.1 施工前，编制指导性施工组织设计和实施性地下连续墙施工方案，并由专家、设计、建设单位主管部门等对方案进行评审，经业主、监理批准后进行施工。

3.2 选用地下连续墙施工的成槽机要具备自动纠偏能力，防止因深度增加造成槽段垂直度达不到规范要求。采用超声波对槽壁垂直度进行检测，若不满足要求，必须进行修整，确保槽壁的质量。

3.3 考虑到施工误差及基坑变形等因素的影响，围护结构需适当外放（如地下两层车站，考虑施工综合误差、围护结构变形，建议围护结构放样时外放150mm）。

3.4 根据地质及环境情况，因地制宜，采取高导墙、槽壁加固、降水成槽等措施，减少成槽塌方。

（1）导墙可以起到连续墙平面定位、开挖初期垂直度导向、悬挂钢筋笼和标高控制等作用。施工时要严格控制导墙垂直度及平面定位，特别注意转角处的精度，严格按照工艺流程、施工组织和规范要求进行导墙施工。

（2）采用三轴水泥土搅拌桩、渠道切割水泥土连续墙（TRD工法）等措施对槽体两侧的土体进行加固，可以有效提高槽壁的稳定性。需要严格控制加固体的垂直度（不得低于1/300），避免加固体垂直度控制不好对地墙施工的影响。

（3）预降水措施。砂土、粉土等渗透性比较强的土层，在动水情况下容易产生槽体塌方，需采取预降水的措施。降低土层内地下水位，提高护壁泥浆对土体的水压差，以保证壁面稳定。同时通过降水使土层产生固结，增加土层的强度，从而确保土层的稳定。

3.5 地下连续墙施工时，加强泥浆管理，调整配合比，加大泥浆的比重和粘度，及时补浆，提高泥浆水头，控制槽内液面标高高于地下水位1m以上，并使泥浆排出与补给量平衡；尽量缩短搁置时间，缩短单元槽段的长度；构筑吊机道路，减少集中附加荷载；严格控制垂直度，避免或者减少地下连续墙侵界问题的发生。

3.6 侵界处理既要满足施工期的承载力要求，也要满足使用阶段强度、裂缝、耐久性等的要求。