地下連續(xù)墻疊合墻技術(shù)在杭州彩虹快速路中的應(yīng)用

高頻

（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

地下連續(xù)墻疊合墻技術(shù)在杭州彩虹快速路中的應(yīng)用

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（上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

現(xiàn)介紹地下連續(xù)墻疊合墻在杭州彩虹快速路中的應(yīng)用。通過啟明星基坑設(shè)計軟件及有限元分析軟件，為設(shè)計提供了計算分析其成果。可供今后類似工程參考。

地下連續(xù)墻疊合墻；地下快速路；基坑應(yīng)用

1 工程概況

彩虹快速路位于浙江省會杭州市濱江區(qū)，沿濱文路規(guī)劃走向，向西與之江大橋主引橋直接連接，向東沿濱文路直至環(huán)新路接該工程二標高架橋，總長3 239.15 m（見圖1）。快速路規(guī)模為機動車雙向6車道，地面道路規(guī)模為機動車4快2慢。考慮該線路沿線為高教園區(qū)，對環(huán)境較為敏感，按規(guī)劃要求快速採路用地下道路形式。

圖1 工程總體平面圖

2 工程特點及難點

該工程主要有以下幾項結(jié)構(gòu)特點及難點：

（1）開挖深度大。該工程采用明挖順作法施工，隧道主線開挖深度普遍達到12～14 m,局部泵房處達到16 m。

（2）與建筑物及管線距離較近。該工程位于濱江高教園區(qū)，與大學建筑群及高壓塔距離較近。

（3）土層條件較差。該工程位于錢塘江南岸，土層總體較軟。工程開挖影響范圍土層從上到下主要有：①雜填土、素填土；②砂質(zhì)粉土；③砂質(zhì)粉土、粉砂夾砂質(zhì)粉土；④淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；⑤淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂；⑥淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂；⑦含砂粉質(zhì)粘土。其中基坑開挖范圍內(nèi)主要為③層砂質(zhì)粉土，基坑底主要位于④層、⑤層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂層中。

隧道主線（基坑開挖深度12～14 m）選取何種圍護形式，既能確保施工時相鄰建筑物及管線的安全，又具備較高經(jīng)濟性，成為該工程的一大技術(shù)難點。

3 設(shè)計方案

3.1 方案比選

結(jié)合工程設(shè)計經(jīng)驗，在此開挖深度范圍內(nèi)（12～14 m），杭州地區(qū)常規(guī)采用的圍護形式主要有鉆孔灌注樁+止水帷幕、工法樁（SMW）、地下連續(xù)墻（兩墻分離）及地下連續(xù)墻（兩墻結(jié)合）。

（1）鉆孔灌注樁：自身不具備止水性，需結(jié)合隔水帷幕一同使用，增加了工程造價及工期。其工期較地下連續(xù)墻長，造價同地下連續(xù)墻相比并不具備絕對的經(jīng)濟優(yōu)勢，所需施工場地較大。根據(jù)杭州地區(qū)的工程經(jīng)驗，隨著開挖深度的增加，其隔水帷幕的施工質(zhì)量下降。該段開挖深度較深，如隔水帷幕施工質(zhì)量無法保證，可能造成坑底突涌，造成不可挽回的損失。

（2）地墻：施工速度較快，安全系數(shù)高。具有很高的圍護剛度，有利于周邊建筑及管線的保護，而且采用地墻疊合結(jié)構(gòu)時，圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)永久結(jié)合，可有效地減少二次澆注側(cè)墻的厚度，從而大幅降低造價。

推薦隧道主線方案為600 mm厚地下連續(xù)墻+4道內(nèi)支撐。

3.2 方案介紹

3.2.1 基坑周邊環(huán)境介紹及施工工序

圖2為典型基坑平面圖。

圖2 典型基坑平面圖

現(xiàn)選取樁號為K3+740的典型斷面進行方案介紹。該基坑深H=13.9 m，寬26 m，基坑邊距離高壓鐵塔最近處約L=15.4 m，H＜L＜2H,鐵塔屬于基坑保護范圍內(nèi)。基坑設(shè)計采用600 mm厚地下連續(xù)墻＋4道內(nèi)支撐。施工時先施工地連墻，后開挖基坑，隨撐隨挖，最后施工主體結(jié)構(gòu)。

圖3為典型基坑橫斷面圖。

圖3 典型基坑橫斷面圖

3.2.2 圍護結(jié)構(gòu)開挖計算

經(jīng)啟明星計算軟件計算后，各項內(nèi)力圖如圖4～圖6所示。

圖4 位移包絡(luò)圖(0.8～30.7)

圖5 剪力包絡(luò)圖(-369.9～353.3)

圖6 彎矩絡(luò)圖（-592.1～608.0）

墻底抗隆起驗算安全系數(shù)K=2.1＞2.0；坑底抗隆起驗算安全系數(shù)K=1.65＞1.6;帶支撐抗傾覆驗算安全系數(shù)Kc=1.16＞1.15;抗管涌驗算安全系數(shù)K=1.554＞1.5。基坑相關(guān)計算安全系數(shù)及基坑變形均滿足規(guī)范[1]要求。

3.2.3 三維有限元分析

因高壓鐵塔在基坑開挖影響范圍內(nèi)，為確保安全起見，另采用有限元分析軟件，分析基坑開挖對鐵塔的影響(見圖7、圖8)。

圖7 有限元三維模型

圖8 最終土體位移云圖

三維分析結(jié)果表明，由于彩虹路隧道深基坑開挖引起的高壓線鐵塔的絕對沉降量為19.8 mm＜20 mm，不均勻沉降19.8-15.02=4.78 mm，傾斜4.78/8 000=0.000 5＜0.002[2]，均滿足變形控制要求。

3.2.4 地墻與主體結(jié)構(gòu)的有效連接

地墻鋼筋與內(nèi)襯墻鋼筋主要通過預(yù)埋的鋼筋接駁器來連接,地墻混凝土與內(nèi)襯墻混凝土之間主要依靠混凝土之間的摩擦力來連接。為達到預(yù)定的有效連接效果，需有以下構(gòu)造措施：

（1）內(nèi)襯墻施工前應(yīng)對疊合面鑿毛，鑿出青石子露面，凹凸面平均深20 mm，仔細檢查地墻墻縫滲漏情況，并對墻縫進行局部防水處理。

（2）在地墻鋼筋籠制作中，應(yīng)控制好預(yù)留層板鋼筋接駁器的定位，吊裝入槽過程中應(yīng)避免和導墻摩碰造成接駁器護蓋掉落；地墻混凝土澆筑后，應(yīng)按設(shè)計要求及時進行墻底注漿，控制墻體沉降。

（3）地下墻與內(nèi)襯墻滿足結(jié)合面剪應(yīng)力要求時(未配抗剪箍筋時不大于0.7 MPa，大于0.7 MPa時設(shè)抗剪箍筋)，整體按疊合墻計算，墻體計算厚度開挖階段取單墻（地墻）厚度，回筑階段根據(jù)回筑工況逐層取雙墻（地墻加內(nèi)襯墻）厚度。

4 基坑監(jiān)測

在后期施工時基坑監(jiān)測過程中，圍護結(jié)構(gòu)本身及高壓鐵塔的各項主要的監(jiān)測數(shù)據(jù)，均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

根據(jù)理論計算分析、施工時對基坑開挖的監(jiān)測，以及實際運營過程中的反饋，得出結(jié)論：地下連續(xù)墻疊合墻作為基坑支護結(jié)構(gòu)，既能確保施工時相鄰建筑物及管線的安全，又具備較高經(jīng)濟性。

[1]DB33/T1008-2000，浙江省標準《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》[S]. [2]GB50007－2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范[S].

TU753

B

1009-7716（2016）05-0236-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.066

2016-02-19

高頻（1983-），男，浙江杭州人，工程師，從事市政工程地下結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。