浅谈地下连续墙在深基坑工程中的应用

浅谈地下连续墙在深基坑工程中的应用

许志伟

许志伟广东中城建设集团有限公司广东茂名525000

摘要:随着建筑物越来越密集，基坑开挖的深度与规模都明显增加，为了使对邻近建筑物和地下管线等影响较小，地下连续墙得到了广泛的应用。本文结合实例，就地下连续墙在深基坑工程中的应用进行了探讨，分析了地下连续墙的施工工艺难点及质量控制措施，取得良好的效果，可供借鉴。

关键词：深基坑；地下连续墙；工艺流程；难点；质量控制

随着城市经济的不断发展，高层建筑也越来越多，基坑开挖深度也不断加深，并且周围环境和施工场地较为复杂。因此，深基坑施工难度较大而且具有很大危险性，一旦施工出现问题将会引起基坑周围局部土体位移的沉降危及邻近建构筑物、道路及地下管线安全。因此，受周围环境和施工场地的限制，为了使对邻近建筑物和地下管线等影响较小，地下连续墙逐渐取代传统的施工方法成为深基础施工的有效手段。地下连续墙就是用专用设备沿着深基础或地下构筑周边采用泥浆护壁开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽，在槽内设置钢筋笼，采用导管法在泥浆中浇筑混凝土，筑成一单元墙段，依次顺序施工，以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙。地下连续墙适用于不同地区的多种土质情况，且施工时振动小，噪声底，有利于城市建设中的环境保护，还能在建筑物、构造物密集地区施工。但是，地下连续墙施工工艺复杂、技术要求高、质量要求严，操作不当便出现安全隐患。为此，本文结合实例，就地下连续墙在深基坑工程的应用进行相关分析，以期指导。

1工程概况

某工程施工场地狭窄、基坑周边环境条件极为复杂，南邻高层写字楼(地下3层、孔桩基础)周边道路和民宅区域有各种地下管线。该建筑地下2层，地上32层，建筑高度约161.87m，设2层地下室，现场场地标高－0.650m，基坑底面标高－11.22m，基坑开挖深度11.5m。地下连续墙周长为233.64m，墙厚1000mm，衬墙厚200mm；地下连续墙水下混凝土强度等级C30，抗渗等级S10。

2地下连续墙施工工艺流程

地下连续墙施工工艺流程如图1、图2所示。

图1地下连续墙施工工艺流程图

3地下连续墙施工工艺难点

(1)地下水水量大和水位(或水头)高。该工程的特点是紧邻海岸，海水与场地地下水有联系，地下潜水层含水量丰富且补给量大、水位高，微承压水及承压水水头高，尤其是临海区域，地下潜水水位和微承压水及承压水水头均高于原地面，若不采取措施成槽施工时极易造成槽壁坍塌。

(2)地下障碍物多且分布埋藏无规律。场地内地下连续墙施工范围内地面以下2～10m分布着数量众多的废弃雨污水混凝土管(涵)及混凝土基础、大块孤石(浆砌条石旧基础)和建筑杂物等地下障碍物，这就给地下连续墙成槽施工带来了众多的不确定因素。

(3)上部土质差和砂性大。上部杂填土较厚且土质松散，开挖范围内有较厚的中砂层，且连续分布，④残积砂质粘性土层较厚，极易发生槽壁坍塌现象。

(4)地形复杂、地质起伏大。本工程地质起伏大，地质条件复杂，地下连续墙槽段开挖深度较深，基坑开挖深度11.5m，地下连续墙设计嵌入强风化岩不少于8m，岩面顶面起伏大，地下连续墙嵌入深度难以准确掌握，这对成槽施工造成了相当大的困难。

(5)地下连续墙距离周边道路、老城区民宅（低层砖混结构、浅基）较近。拟建场地周边环境较为复杂，场地北侧、东侧围墙外紧邻尚未拆除的老城区民宅（低层砖混结构、浅基）平均距离不足2m。

(6)地下连续墙施工过程中，由于槽壁局部塌方出现接头处混凝土绕流现象。

4地下连续墙质量控制措施

4.1针对地下水水量大和水位(或水头)高的措施

前期由于对地下水的危害估计不足，在临海的地段除严格控制泥浆性能外未采取其他措施，结果相继出现了严重塌方，甚至出现无法继续成槽的严重情况。为此，在后来的临近地段施工时又采取了以下措施：

(1)对已发生严重坍塌的槽段，回填后在导墙两侧采用高压旋喷桩进行加固，待加固体达到一定强度后，再进行成槽施工。

(2)对未开挖且地势较低的槽段，在导墙两侧采取轻型井点降水措施进行试验。结果由于地下水丰富且外围补给量大，实际降水效果很不理想，试验段在成槽时相继发生了较大塌方。

(3)经多方分析和研究后决定采用深井降水和地面抽排相结合的方案。即在地势较低地段地下连续墙施工区附近布置深井进行降水，同时设置临时泵站不间断地向外抽排地表水和潜水。采用此法后，降水效果十分显著，成槽施工均比较顺利。

4.2针对地下障碍物多且分布埋藏无规律的措施

连续墙施工范围内地面下2～10m分布着数量众多的废弃雨污水混凝土管（涵）及混凝土基础、电缆管线、大块孤石(浆砌条石旧基础)和建筑杂物等地下障碍物，施工时针对不同的障碍物形式采取了多种不同的应对措施。

(1)对障碍物处理深度小于3.0m，导墙可制成倒“L”形深导墙。深导墙施工方法：挖出障碍物的杂填物至基底或完全破除导墙范围内的基础混凝土块，将导墙的中心线引至槽底，在导墙背后用粘土分层回填密实，采用拼装模板施工，并加密支撑设置，防止模板变形、位移。

(2)对障碍物处理深度大于3.0m，采取换土法进行地基加固处理，采用20%掺量的水泥土换填，再施工常规导墙。

4.3针对上部土质差和砂性大的措施

在初期的成槽过程中，经常会发生小范围土体塌方现象。从超声波测壁情况来看，发生塌方处主要集中在地面以下1.5～6m，且以靠近导墙底部最为严重。经过详细的调查和多方面的研究分析，发现造成塌方的原因主要为槽段上部土质差、砂性大，这些地段容易造成塌方(从成槽出土看，10m以上除杂填土外基本全是砂性土)。

鉴于此，后期施工根据现场实际情况主要采取了以下措施：

(1)采用沿导墙两侧进行压密注浆加固的措施。

(2)采用高导墙措施，导墙深度由原来的1.8m增加至4m。

(3)改用目前市场自动纠偏能力较强的SG35成槽机，直线幅槽段先挖两边后挖中间，转角幅槽段有长边和短边之分，必须先挖短边再挖长边，这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度，使抓斗两侧的阻力均匀。避免槽段暴露时间太长，组织好成槽后各道施工工序的衔接。

(4)成槽机停机定位时，在成槽机履带下铺设钢板(特别是转角幅槽段)，以减少成槽机对槽壁竖向应力，同时尽量减少成槽机的行驶而产生的动荷载对槽壁的扰动，防止特殊槽段阳角处坍方，且避免槽段暴露时间太长，组织好成槽后各道施工工序的衔接。

(5)泥浆控制：该场地地下水与海水有联系，地下水含盐量较大，经过反复试配，选用粘度大、失水量小，形成护壁泥皮薄、韧性强、护壁效果好的复合性膨润土，并在成槽过程中实时抽检泥浆指标，以确保槽段在成槽机反复上下运动过程中土壁稳定。

4.4针对地形复杂、地质高差大的措施，根据现场条件配制与之相适应的专用泥浆

本工程施工场区内地形十分复杂、地质高差起伏较大，给施工带来了很大困难。为此，结合现场实际情况，本着经济、合理的原则主要采取了以下措施：

(1)成槽直线槽段采用先两侧后中间抓法，转角型槽段先短边后长边抓法。相邻幅槽段施工间隔时间不小于24h。成槽时，泥浆随着出土补入，保证泥浆液面保持在规定高度上。成槽机挖掘进速度控制在15m/h左右，导板抓斗不宜快速掘进，以防槽壁失稳。成槽至标后，连接幅、闭合幅先刷壁(10次以上)，刷壁时每次刷壁器提上来以后必须把刷壁器上的泥巴清理干净后再继续刷，直到刷壁器上无泥巴为止；然后进行扫孔，扫孔时抓斗每次移开50cm左右。

(2)本工程处在20m左右的强风化花岗岩面高差起伏较大，土质硬度较大且呈互层分布，经多方分析和研究后决定采用成槽机配旋挖钻机，采用成槽机开槽，旋挖钻机入岩，排钻成槽，强风化岩层每小时可进尺2～3m，特点是成本低，施工工艺简单。SR220C型旋挖钻机成槽施工采用电液先导自动控制系统，可以精确地调整机座水平度和桅杆的垂直度，且配置了适时监测显示器，可对成槽过程中的任何偏差进行及时预警显示，根据不同地质情况可配备不同的钻头，破岩效率高，槽壁垂直度和平整度控制好。为了解决较硬岩层对钻具的磨损而导致入岩后的孔径减小的问题，在钻头的导向条上对焊一些耐磨材料或是用合金钢条嵌入导条中，严格控制钻头的磨损，保证孔径的一致性。

(3)每幅槽段施工做到紧凑、连续，使整幅槽段施工速度缩短，有利于槽壁的稳定。成槽验收结束后，及时吊放钢筋笼(安放钢筋笼做到稳、准、平，防止因钢筋笼上下移动而引起的槽壁坍方)、放置导管等工作，经检查验收合格后，立即浇筑水下混凝土，尽量缩短开挖槽壁的暴露时间。

4.5针对距离周边道路及建筑物较近的措施

受周围环境和施工场地的限制，为了使对邻近建筑物和地下管线等影响较小，除施工过程中采取必要的地面沉降、建筑物沉降与位移、地下水位观测等监测措施之外，还主要采取了以下措施：

(1)为了确保道路、老城区民宅的安全，在加强施工监测的同时采取相应的保护措施，基坑北侧、东侧临近居民住宅，紧临地下连续墙，考虑施工过程中可能对居民住宅有一定的影响，故在基地北侧、东侧临近居民住宅地下连续墙槽段采用Φ600@500－1000旋喷桩加固，主要固结泥质粗砂层，防止连续墙槽壁塌方。

(2)南侧是高层写字楼，与高层写字楼间的道路下有多条管线分布，在基坑围护设计与施工中均制定专项方案加以保护。

(3)西侧紧临城市主干道，交通繁忙、人流密集。与交通部门协调避免重型车辆通过主干道，通过减少重型车辆的行驶而产生的动荷载对槽壁的扰动。

4.6针对槽壁局部塌方出现接头处砼绕流的措施

(1)对出现接头处混凝土绕流槽段做好槽壁测试工作，了解槽壁情况。

(2)对出现接头处混凝土绕流槽段安放锁口管结束后，将锁口管背面用粘土回填密实，杜绝的混凝土绕流。对于测壁报告显示塌方严重的位置可采用沙袋的形式进行回填，作好防混凝土绕流施工措施。

(3)在顶升锁口管过程中，对该幅槽段有混凝土绕流(即锁口管背面有混凝土遗留迹象)，及时采用铣槽机进行清除。

(4)由于接头混凝土绕流而影响到接头连接施工质量，在施工后行幅时，对接头作特别处理外，还应增加刷壁的次数，保证接头质量，并做好特别施工原始记录，待基坑开挖后，视情况决定是否再进行基坑外接头品字形跟踪注浆措施。

5结语

综上所述，地下连续墙施工是一个复杂的施工过程，施工工艺复杂、质量要求严格，一旦施工有误就有可能产生塌孔、夹层、渗漏等问题。因此，在施工过程中要加强技术管理，提高工人素质，制定各工序有效的质量控制措施，对于可能出现的质量问题，应该要有充分的认识，加强对质量通病的防范，这样才能缩短工期、降低工程造价、保证工程质量。

参考文献

[1]张映珊.浅议地下连续墙在深基坑施工中的应用[J].建筑安全.2001年第08期

[2]闫心鹏.地下连续墙在深基坑支护的应用探讨[J].中国勘察设计.2012年第02期