地下连续墙设计优化及施工实践

管际明

上海金桥（集团）有限公司 上海 200120

1 工程概况

金鼎天地培训中心工程位于上海市浦东新区曹路镇，东至申轮路、南至涵桥路、西至申启路、北至轲桥路。本工程总建筑面积181 663.69 m2，其中地上建筑面积96 626.89 m2，地下建筑面积85 036.80 m2。基坑面积约28 300 m2，周边围护采用厚800 mm“两墙合一”的地下连续墙，兼作地下室外墙结构，混凝土设计强度等级为C35，抗渗等级为P10。

本工程地下车库基坑面积为28 300 m2，基坑周长645 m，大面开挖深度16.8 m，属于超深基坑范畴，局部集水井、电梯井深坑开挖深度为18～21 m。地下连续墙分A、B、C这3种类型共112幅，有效长度45.05 m，其中A型67幅、B型19幅、C型26幅。

2 施工前优化

2.1 接驳器优化处理

本工程采用的是“两墙合一”的地下连续墙，即在基坑工程施工阶段作为围护结构，在项目结构永久使用阶段作为主体地下室结构外墙，地下连续墙成形质量及与结构的连接为重中之重。

在地下连续墙浇筑完成后，后期需要将预留钢筋与接驳器位置的混凝土凿除，传统使用风镐凿除的工艺可能会使墙身混凝土产生贯穿裂缝，导致地下连续墙的渗漏，严重影响其抗渗能力。

针对以上情况，本工程拟在地下连续墙接驳器处采用挤塑板（图1），又名XPS板，厚度约50 mm。挤塑板是通过特殊加工工艺，连续挤压发泡而成形的一种材料，呈蜂窝状结构，具有高抗压、轻质、不吸水、不透气、耐磨和不降解等特性。但挤塑板属于轻质材料，考虑到地下连续墙背土面的钢筋保护层厚度也为50 mm，在钢筋笼下放过程中极易发生脱落现象，且在混凝土浇筑过程中也会由于混凝土的挤压力而使其产生上浮。

图1 原挤塑板施工及验收

因此，在原设计条件下，本项目考虑采用刚度更大的同厚度模板代替原有挤塑板，避免其在吊装过程中发生脱落及损毁，同时利用模板的自重防止其在混凝土浇筑过程中发生上浮现象，后期拆除时也只需采用人工即可，大大提高了预留接驳器的可利用率，降低了后期的植筋率[1]。

2.2 泥浆配比优化

在地下连续墙施工中，置放钢筋笼前会使用泥浆护壁对槽段进行保护，同时也能起到携带沉渣的作用，保证槽段的清洁度。常规的泥浆在携渣能力、稳定性等方面无法满足“两墙合一”地下连续墙的要求。

本工程采用新型的泥浆——钠基膨润土作为护壁泥浆。该泥浆通过优化配比，添加特质聚合物，增大了相对密度，使其化学稳定性增强，携砂能力得到提高，达到地下连续墙作为地下室结构的护壁要求[2]。

2.3 桁架筋及吊点深化

本项目采用“两墙合一”地下连续墙，在吊放钢筋笼时，需要保持垂直下放，不产生变形。这就需要对整个钢筋笼的形状、质量等进行分析，通过合理布置吊点位置，防止焊缝裂开、挠曲变形等产生，避免整个钢筋笼结构散架。本工程的吊点位置均通过相应计算确定，并根据现场实际情况进行调整，从而确保了钢筋笼的完整性[3]。

3 施工工艺流程

3.1 槽壁加固

本工程采用φ850 mm@600 mm三轴水泥土搅拌桩进行地下连续墙槽壁加固，外侧采用套接一孔法，内侧搭接250 mm，采用二喷二搅工艺。本项目紧邻西群河，坑内土质含水率较大，局部存在软弱土层，槽壁加固失稳现象容易出现在浅层含水率较大部位。槽壁失稳将影响“两墙合一”地下连续墙的垂直度及其充盈系数，导致地下连续墙出现“大肚皮”及渗漏现象。

项目红线外围道路标高高于场内1.4 m，如按常规设计高度施工三轴搅拌桩，会使压顶梁外侧区域土体向内挤压，造成内外高差处土体失稳。

因此，本项目在施工期间适当抬高此范围内成桩高度至顶圈梁标高，抬高区域的泥浆相对密度、水泥掺量等严格参照槽壁加固区域实施，使得靠近道路侧的槽壁加固起到一定的挡土作用。

根据不同部位及土质情况，三轴水泥土搅拌桩施工时采用跳槽双孔全套复搅式或单侧挤压式连接。三轴水泥土搅拌桩的搅拌下沉速度宜控制在0.5～0.8 m/min，提升速度宜控制在1 m/min以内，并保持匀速下沉与提升，喷浆压力不宜大于0.8 MPa。搅拌提升时不应在孔内产生负压，造成周边土体的过大扰动，具体选用的速度值应根据成桩工艺、水泥掺量、水泥浆液配合比和注浆泵的工作流量等计算确定，确保成桩质量。

3.2 跳仓施工

本项目将地下连续墙分为若干幅，并采用间隔施工的方法，以防止混凝土裂缝的产生，加强地下连续墙的整体性及连续性，提高墙体的抗渗能力。

采用跳仓法施工时，相邻两幅地下连续墙的混凝土浇捣时间至少间隔7 d，以避免混凝土前期温度变形与干燥收缩变形引起的约束应力。混凝土初凝后进行多次细致的压光抹平，消除混凝土塑性阶段由于塑性收缩产生的原始缺陷。混凝土浇筑后及时进行保温和保湿养护。

跳仓法施工可以大大减少地下连续墙由于温度变化以及混凝土自身收缩而产生的裂缝，有效地提高地下连续墙的抗渗能力[4]。

3.3 防止夹泥的措施

本项目地下连续墙中设置有预留的钢筋以及钢筋接驳器，且接驳器的密集程度较高。在后期混凝土浇筑过程中，存在一个混凝土置换泥浆的过程，置换过程中有大量的沉渣上升，当沉渣上升至密集接驳器的位置时，就会被接驳器阻断，这样预埋部位便产生了大量的夹泥。夹泥过多会影响墙体的整体性，出现部分的泥垢结构，大大降低结构的稳定性，严重影响地下连续墙的抗渗能力。

为防止地下连续墙接驳器范围内夹泥现象发生：一方面要提高泥浆的黏度，减慢沉渣下沉的速度，防止沉渣聚集并提高泥浆的沉渣携带能力，减少接驳器范围内的夹泥量；另一方面，如果预埋接驳器钢筋之间的空隙小于75 mm，即在钢筋密集处，施工时应控制钢筋的锚固长度不变，部分在伸入钢筋笼中部位置时将其弯折，减少伸到钢筋笼另一端锚固的钢筋密度，从而也能降低接驳器范围内的夹泥可能性。

3.4 钢筋笼起吊

钢筋笼作为地下连续墙的主框架，其刚度与形状对地下连续墙的质量有着直接的影响。本工程在原有1台300 t履带吊的基础上，增加1台150 t履带吊作为副吊，起到平衡钢筋笼的作用。将钢筋笼吊起一定距离后，检查吊点情况以及钢筋笼的平衡情况，确认符合要求后，再控制主吊和副吊缓慢升起，到达要求高度后，缓慢放下副吊，使钢筋笼垂直凌空吊置，保证下放的钢筋笼垂直度在3/1 000以内。

在钢筋笼的变形控制上，对不同形状的钢筋笼均设置纵向、横向桁架，并在主桁架的基础上设置加强桁架进行二次保护，保证钢筋笼在起吊、拼装时不会因自重等因素发生整体的塑性变形。在地下连续墙的拐角位置，除设置以上桁架之外，另外增加“人”字桁架和斜拉杆对其进行加强，防止钢筋笼在吊放过程中发生角度变形。

3.5 墙缝处理

3.5.1 槽段柔性接头

本项目地下连续墙采用分幅设置，若正常分块并直接浇筑混凝土，则两墙之间会存在连接接缝的问题，导致后期地下连续墙渗水甚至结构不完整等问题。为此，拟在地下连续墙混凝土浇筑前插入锁口管，使端部形成柔性接头，提高接缝处抗剪能力，再配合三轴搅拌桩，能有效地解决浅层区域的渗水问题。

在槽段的端部预插一根直径和槽宽相等的钢管，通过吊放锁口管进行连接。槽段清基合格且钢筋笼安放完成后，立即将锁口管置入槽段中，并将其插入地下30 cm处，以防止混凝土在底面倒灌入相邻幅的地下连续墙。浇筑混凝土时，在地下连续墙迎土面的空隙中填入细砂石，防止混凝土绕流。

混凝土初凝后将钢管慢慢拔出，使端部形成半凹榫状。然后将下幅地下连续墙钢筋笼的凸口放在上幅地下连续墙的凹口处，让2幅地下连续墙形成衔接，然后浇筑混凝土形成一个整体。

3.5.2 RJP止水

本项目周边环境复杂，邻近泛亚汽车公司精密仪器实验室，差异沉降控制精度为2 mm，一旦地下连续墙发生渗漏，使承压水涌入坑内，周边建筑物便会发生不均匀沉降。为减少承压水对坑内外的影响，在原设计满堂三轴搅拌桩槽壁加固的基础上，增加了180°大直径RJP止水桩，在加强地下连续墙接缝止水的同时，防止深层土的承压水渗入围护结构内部，并有效地控制周边紧邻建筑物的沉降，解决了大深度土层加固这一难题。

4 结语

从开挖效果来看，本工程地下连续墙的垂直度、外观质量等都比较理想，说明施工中所采取的泥浆配比优化、槽壁加固、跳仓施工以及墙缝处理等工艺措施具有较好的实施效果。在地下连续墙施工过程中，通过施工前交底，使工人掌握地下连续墙施工的技术要点，并在施工过程中加强监管，使其严格遵守技术要求，就可以减少质量隐患的发生，保证工程的施工质量。