地下连续墙内撑支护结构在汕头软土地区深基坑中的应用

地下连续墙内撑支护结构在汕头软土地区深基坑中的应用

郑梓建

（广东南华建设集团有限公司 广东 汕头 515041）

【摘要】基坑开挖深度约9.2m，基坑自开挖到基坑底后起，使用年限为一年，围护结构采用钢筋混凝土地下连续墙+内支撑体系。本项目连续墙墙身平均长度38米，墙身底部伸入软土层（地下土体结构第6层）2米，连续墙切断第4层（砂土层）中的承压水，防止基坑开挖过程中出现坑底突涌，由于软土层渗透系数小可以充当不透水层，连续墙和软土层形成近似封闭的立体隔水空间，提高了建筑物永久地下室的防水性能，并保证了基坑工程开完过程的周边环境水土平衡和稳定性。

【关键词】深基坑；地下连续墙；内支撑；软土地区

1、引言

随着我国城市快速发展，城市中心土地变得更稀缺，对于地下空间的利用需求日益增强，于是深基坑工程越来越普遍，开挖深度也越来越深。地下连续墙在施工阶段作为支护结构，而在正常使用阶段被运用为主体结构的一部分（地下室结构外墙），所以地下连续墙被称为“两墙合一”。

地下连续墙在工程应用中被称为深基坑工程最佳挡土结构之一，在工程应用中具有明显的优点：

（1）地下连续墙施工过程中噪声和震动都很低，适用于周边存在敏感因素的环境；

（2）连续墙整体刚度好，开挖过程稳定性好，因此在基坑开挖过程中的安全系数高；

（3）地下连续墙由于是钢筋混凝土结构，而且墙身厚度大，因此具有良好的抗渗透性能；

（4）地下连续墙因为是“两墙合一”的形式，相对于传统的先做支护再做地下室结构外墙的做法，可以缩短工期，降低造价成本。

2 、工程概况

本工程位于汕头市泰山南路东侧，场地南侧与汕头市环境监测中心相邻。项目包括二座塔楼，分别为21层和27层物流楼(南、北塔)、5层物流作业楼及4层裙楼。工程建设用地面积22071.10 平方米，总建筑面积104046.20平方米，地下室二层，建筑面积20742.12平方米。基坑开挖深度约9.2m，基坑自开挖到基坑底后起，使用年限为一年，围护结构采用钢筋混凝土地下连续墙+内支撑体系。基坑支护结构平面图详见图1。本项目连续墙墙身平均长度38米，墙身底部伸入软土层（地下土体结构第6层）2米，连续墙切断第4层（砂土层）中的承压水，防止基坑开挖过程中出现坑底突涌，由于软土层渗透系数小可以充当不透水层，连续墙和软土层形成近似封闭的立体隔水空间，提高了建筑物永久地下室的防水性能，并保证了基坑工程开完过程的周边环境水土平衡和稳定性。

图1： 基坑支护结构平面图

3、工程地质情况

根据工程地质勘察报告，该项目场地具有潮汕沿海地区冲积平原典型地质地貌特征，本工程设防烈度8度，考虑地震作用，场地普遍分布流塑态淤泥（第3土层），其等效剪切波速小于140m/s，存在震陷的可能。第1土层为新近（填土），其余各层由上而下分别为:

（1）上部软土层（第2-3土层）：该结构层为松散状粉砂和流塑态淤泥、淤泥质土组成。该结构层地质条件不良。

（2）中下部砂土、黏性土结构层（第4-7土层）：该结构层由黏性土及砂土相间而成。强度低，工程地质条件差。

（3）下部砂土结构层（第8土层）：该结构层由中密-密实状中砂和密实的粗砂组成，强度高。

（4）基底结构层（第9-10岩带）：第9层强风化花岗岩带，呈碎块状，坚硬，强度高。

4 、主要施工工艺

（1）连续墙施工工艺顺序：

1）放坡施工、施做导墙→2）施工地下连续墙→3）挖土至冠梁标高施做内撑板→4）挖土至基坑底、施工底板→5）施工负一层楼板→6）拆除内支撑梁板、内支撑立柱→7）施工地下室顶板

（2）导墙的制作：

由于场地第一层为杂填土层，土质松散，地质条件不良，而且地下水位在自然场地以下约1米，而杂填土层渗透系数高，又因为连续墙槽段施工过程中抓斗机以及千斤顶等重型设备需在导墙上作业，因此导墙下部增设水泥搅拌桩（直径600@480），并深入淤泥层（第3土层）2米，有效防止上部塌陷，水泥搅拌桩采用42.5R级硅酸盐水泥。导墙具体做法详图2。

图2：导墙配筋图

（3）泥浆的配备：

由于该项目场地普遍分布杂填土层、粉砂层、流塑态淤泥、淤泥质土且分布厚度大，属于典型的软土地区，槽段开挖过程容易造成对应土层塌孔、缩孔。根据经典库伦土压力理论计算，土层侧向土压力在淤泥流塑态淤泥、淤泥质土层中由于内摩擦角以及粘聚力都很低，由此计算得知侧向土压力在该土层中偏大，那么为了平衡槽壁内外压力，则泥浆比重必须达到一定要求，质量优秀且符合规定的泥浆可以保证地下连续墙的成槽质量。泥浆主要采用外运形式，添加膨润土以及纯碱、纤维素等材料，确保泥浆护壁的厚度、强度和质量。泥浆在成槽过程中主要控制要点：1）泥浆比重控制在1.15-1.30；2）泥浆粘度控制在20~28s；3）含砂率控制在不大于5%。

（4）连续墙成槽

该项目采用抓斗式成槽法施工，槽段长度4至6米，槽段与槽段间采取柔性连接（如图3），即利用圆形锁扣管在左右槽段形成凹凸搭接头，圆形锁扣管必须在混凝土初凝前利用千斤顶上下轻微抽拔，防止圆形锁扣管与混凝土粘结过牢导致后期无法拔出。开槽过程中，泥浆液面始终高于基坑水位0.5m以上平衡槽段内外的侧压力，防止塌孔或缩孔。抓土方式采取三抓法，即从墙高范围每一节段先抓槽段两端土体，再抓中间土体，此抓土方式取土效率高，稳定性好。抓土过程严格控制提放抓斗速度，防止在此过程中产生“针筒”效应，防止产生缩孔现象。本项目施工过程中，发现槽段长度对于连续墙墙体浇筑充盈系数有显著影响，槽段长4米的连续墙在软弱土层段的充盈系数明显优于槽段长为6米的相邻连续墙段，因此，为了保证连续墙墙身质量，在软土地区施工连续墙应尽可能缩小槽段长度。

图3, 连续墙墙段示意图

（5）钢筋笼的下放与槽底沉渣的清洗

钢筋笼制作过程应保证纵向钢筋垂直，并在横向钢筋按要求设置滚轮形混凝土保护层垫块，确保保护层厚度达到设计要求，防止钢筋笼露筋，且下放过程应严格控制下放速度，保证纵向钢筋不触碰到槽壁，防止塌孔，特别是上部粉砂层和淤泥层。连续墙的槽段洗槽采用2次清槽工艺，即下放钢筋笼前洗槽一次，下放钢筋笼后再洗槽一次，由于槽段幅度长，洗槽工艺采取的是气举反循环洗槽法，最终将槽底沉渣厚度控制在5cm以内。

（5）混凝土的浇筑

本项目连续墙混凝土强度等级C30，抗渗P6，塌落度控制在18-20cm。连续墙槽段内设置两根混凝土浇筑导管，伸入槽段内并距离槽底0.5米，两根导管间距为3米，每根导管距离连续墙墙端1.5米。混凝土浇筑过程，应始终保证导管深入混凝土面2至4米，保证墙身连续性，并在连续连续墙墙顶部超灌0.5米，保证墙身完整性。本项目连续墙墙身平均长度38米，墙身底部伸入软土层2米，连续墙，切断第4层中的承压水，软土层由于渗透系数小可以充当不透水层，连续墙和软土层形成近似封闭的隔水立体空间，提高了建筑永久地下室的防水性能。

5、结语

由于本工程地质条件差，属于典型潮汕沿海地区冲积平原地质软土地貌特征，在连续墙施工过程发现墙身在中上部软土层区间存在轻微缩孔现象，于是采取了加宽抓斗宽度2-3cm，对冲墙身厚度缩减，保证墙身保护层厚度，避免墙身露筋缺陷，于是相对提高泥浆比重至1.25~1.30，并严格控制抓斗工作速度，在此基础上连续墙槽段长度由6米缩减至5米，通过上述措施可以较好地控制连续墙高度范围各节段的充盈系数在1.05左右，满足建筑结构设计要求。连续墙在汕头地区的应用案例较少，同样的地质条件可以借鉴的工程项目相对稀缺，因此需不断在实践中摸索与改进相关施工工艺。

参考文献：

【1】JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社.2012.

【2】刘建航，侯学渊.基坑工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社.1999.

【3】马海龙，梁发云，基坑工程[M].北京：清华大学出版社.2018.

【4】徐日庆.基坑工程安全技术[M].北京：中国建筑工业出版社.2015.

【5】唐昌意，何俊澜.基坑工程设计与实例计算[M].北京：中国建筑工业出版   社.2022.

【6】中国土木工程学会土力学及岩土工程分会.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社.2012.