地下连续墙技术在深基坑中的应用

地下连续墙技术在深基坑中的应用

栾风龙

山东德建集团有限公司山东德州253000

摘要：地下连续墙是按照既定的位置，采用专门的成槽机械在地下挖出一段狭长的、具有泥浆护壁的槽段，并在其中吊入钢筋笼，浇筑水下混凝土，在通过特殊的接头方式形成的连续的地下墙体。地下连续墙一般都同时具有隔水、挡土的功能，本文就实际工程为例，探讨一下地下连续墙在实际工程使用中的情况。

关键词：地下连续墙深基坑施工应用

1.1建筑设计概述

该工程位于某市区，是由2幢20层框架核心筒结构的办公塔楼以及2~7层框架-剪力墙结构的商业裙房构成的综合型商业区。项目占地面积约50000㎡，基坑面积约44000㎡，地下建筑面积约170000㎡，临地铁隧道设置2层地下室，基础埋深约13.4m，其余结构为地下四层，基坑埋深23.10~23.90m。

1.2周边情况概述

该工程场地位于城市繁华阶段，其工程基坑东侧紧邻地铁一号线隧道，隧道结构外边线距离该工程挖深13.4m基坑地墙边约7.5m。西侧紧邻住宅区，小区部分6层的浅基础砖混结构居民楼距离该工程挖深23.1m基坑地墙边约10m。基坑北侧一墙之隔为一戏剧城，南侧紧靠城市道路，道路下方及两侧分布有较多地下管线。该基坑工程属于闹市中心紧邻地铁及居民住宅区的超大超深基坑工程，属一级基坑工程。

1.3地质情况概述

该场地属滨海平原型正常沉积区，场地土自上而下100m范围内分为11个主要层次，依次为杂填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、灰色粉质粘土、草黄色粉质粘土、砂质粉土、粉砂、中砂、粉质粘土夹砂。潜水层年平均地下水位埋深在0.5m左右，承压含水层为第7层砂质粉土，承压含水层顶板埋深最浅25.75左右，水位埋深0.66m左右，该承压含水层具有高承压水头，若处置不妥，可能为导致基坑开挖过程中产生基坑突涌等不良后果。

2.地下连续墙方案的确定

考虑到该工程基坑深、紧邻地铁与居民楼，高地下水位等特性，其他传统的围护方法难以做到在解决基坑内侧安全稳定的同时较小的影响周边建筑物，而地下连续墙技术则能较好的解决上述问题，其支护方式的优势在该工程中具体体现在以下几点：

（1）地下连续墙具有较大的刚度强度，能承受深基坑开挖过程中地墙外侧较大的水土侧压力。

（2）地下连续墙适用于多种内支撑系统，如该工程选用的钢筋混凝土内支撑及钢管支撑两种支撑结构，可以通过预埋或者植筋后焊的方式与地墙间建立可靠连接，且地墙具有的良好整体性使得内支撑传力效果更为有效。

（3）布置形式多样，能够因地制宜。如该工程就紧邻地铁与居民楼的工程现状，将基坑分为12个子坑，在近地铁区域设置长窄型子坑，并采用较厚地墙把对地铁隧道的影响降至最低；远离重要建筑物区域则相应增加分区子坑面积，使得工程的安全性与经济性得到较为合理的协调统一。

（4）地下连续墙还能充当止水帷幕，在具有高地下水位的地区，不仅在开挖过程中能截断承压水防止突涌，也能在今后投入适用后起到防渗隔水的效果。

3地下连续墙墙体设计

本工程的围护形式采用地下连续墙（三轴搅拌桩槽壁加固），考虑基坑开挖的时空效应，总体分12个区顺做施工。地下四层外围采用1200mm地下连续墙作为地下室永久结构的一部分，深度49.6m~54.6m；截断承压含水层，兼做止水帷幕；地下四层各分区交界处临时隔断采用1000mm厚地下连续墙，深度46.6m~49.6m。为保障基坑周边环境的安全性，采用了如下的加固措施：

（1）在地下室回筑阶段，与地铁50m范围内连续墙内侧增设500mm厚钢筋混凝土内衬墙，来增加整体刚度和抗渗性。

（2）相邻墙体间采用锁口管接头进行连接并与回筑阶段于墙缝间设置钢筋混凝土扶壁柱，解决地墙槽段间的渗水问题的同时增加墙体间的整体性。

（3）在紧邻地铁的5~8区内支撑系统中，采用了预应力型钢垫层代替传统的素混凝土垫层，垫层内设置的预应力型钢能够在开挖底面直接对地墙施加支撑力，能够有效减少地墙的侧斜及地铁隧道的收敛。

4支撑体系设计

该工程的四层地下室区域共布置六道支撑，二层地下室区域布置四道支撑，在支撑的选型上综合考虑了经济、周期、安全等因素，选用了钢筋混凝土内支撑和带自动轴力补偿系统的钢管支撑两种支撑形式。

钢管支撑具有周转方便、安装便捷的优势，从钢支撑吊装到轴力施加完毕能控制在两小时之内，缩短工期的同时，还上做到随挖随撑，减少地墙变形，同时该钢管支撑带有的自动补偿系统，能够实时调整因地墙变形及温度应力对钢支撑轴力产生的影响，同时可以与实时监控数据相结合，及时调整轴力大小，但由于稳定性、整体性较差，现只用于狭长型基坑。钢筋混凝土内支撑相比钢管支撑，虽然有着浇筑、养护周期长，拆除困难，自重大的缺点，但其受压变形小，节点布置灵活，抗压稳定性高，且具有一定抗扭、抗拉力，可承担地墙传来的各类复杂应力，其在地下连续墙的支撑体系中具有无可替代的重要性。其一般布置形式为，在基坑中部位置设置纵横向支撑主梁，基坑弯折处设置角撑，并在基坑内侧设置竖向立柱与支撑梁相连，用以减少支撑梁跨度和承担支撑自重和支撑顶面施工活荷载，在钢筋混凝土支撑处设置通长围檩，用以保障支撑传力的可靠性以及地墙受力的整体性。

地下连续墙作为永久性挡土结构，地墙所受土压力过程如下：随着基坑不断下挖，土压力由原本的静止土压力慢慢减少为主动土压力，土体的自身承载力得以发挥；经过长期作用后，土体蠕变使得土自身承载力减少，土压力值增大趋近为静止土压力。合理的利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力，能够提升工程经济性，在该工程中，就通过采用“分区、分层、分块、分段”的挖土形式、设置各区开挖条件、挖土放坡、靠近外侧预留反压土等措施，制定合理的支撑方案来达到这一效果。

5施工要点

作为一种成熟的基坑围护体系，地下连续墙受力极为明确，理论计算并不是其难点，往往是施工过程中的质量控制决定着其支护效果的优劣，此处便结合本工程对其施工难点进行逐一分析。

（1）地墙垂直度控制。本工程开挖槽段采用的成槽机配有垂度显示仪表和自动纠正偏差装置，在成槽期间可以进行跟踪测量和纠正工作。

（2）钢筋笼的吊放与定位。本工程采用双机台吊协同工作的方式对钢筋笼进行一次吊放，并通过复核导墙处的4支点标高，计算两根吊筋长度来保证钢筋笼定位的精度。

（3）内支撑设置。由于钢筋混凝土支撑与钢管支撑占用坑内空间，往往会限制开挖机械作业，故需针对基坑形状及支撑布置合理调整栈桥形式、制定科学开挖计划，保证每一挖土分块混凝土内支撑的完成和对接工作控制在24~32小时内。

6结论

现如今，运用于基坑支护的地下连续墙可以集挡土防爆、防渗隔水、承重等多功能为一体，真正意义上做到一墙多用，针对其现有特性，在对东南沿海地区的超深基坑施工中，可以作为首选的技术方案。虽然其有着在坚硬土层内难以开挖成槽，施工阶段泥浆污染施工场地等缺点，但随着技术的日趋完善，其运用必将日益广泛。

参考文献：

[1]尉希成，周美玲.支挡结构设计手册（第三版）[M].中国建筑工业出版社，2015.

[2]徐干成.地下工程支护结构与设计[M].中国水利水电，2013.

[3]马宁.土力学与地基基础[M].科学出版社，2008.