張福龍 梁瀟文
(陜西鐵路工程職業技術學院, 陜西 渭南 714000)
上海瑞金醫院地下車庫預制地下連續墻施工技術研究
張福龍1梁瀟文1
(陜西鐵路工程職業技術學院, 陜西 渭南 714000)
在工程應用中地下連續墻已被公認為是深基坑工程中最佳的擋土結構之一,因具有施工噪音低、低震動,工程施工對環境的影響小,基坑開挖過程中安全性高等優點,使其廣泛應用于基坑的開挖圍護,本文以瑞金醫院地下車庫基坑連續墻施工案例為依托,對連續墻的施工技術進行初步的研究與討論。
地下連續墻 基坑 監測
早期的地下連續墻多用于大壩的防滲墻,一般是在地下先鑿出一條溝槽,然后澆灌混凝土以形成一透水性很低的薄膜,由于其目的主要是隔水,因此對墻面的垂直度、平整度及混凝土的強度的要求并不嚴格,主要是控制其水密性。1961 年法國巴黎費利浦大樓深基礎工程首先成功地采用了較高精度的地下連續墻技術,這是地下連續墻施工技術在高層建筑中的首個應用實例。
我國也是較早應用地下連續墻施工技術的國家之一,首先應用是水電部門于1958 年在青島月子口水庫建造深 20m的樁排式防滲墻以及在北京密云水庫建造深 44m 的槽孔式防滲墻。1971 年在臺灣地區的臺北市吉林路中國國際銀行大樓中采用了地下連續墻,墻厚550mm,深15m,是國內也是東南亞地區首先應用在高層建筑中的地下連續墻工程[109]。1977 年在上海研制成功了導板抓斗和多頭鉆成槽機之后,首次用這種機械施工了某船廠升船機港地岸壁,為我國加速開發這一技術起到了積極推動作用。
瑞金醫院地下車庫全預制地下連續墻工程地處上海市瑞金醫院內,為單建式單層地下車庫,車庫埋深為5.8m,平面尺寸約為40×90m,總面積約3500m2。頂板以上覆土約1m,作為綠化及健身娛樂場所。院方要求在保護綠地周圍原有大樹的前提下最大限度地利用該地塊的地下空間,以滿足醫院日益緊張的停車需要,同時由于醫院的特殊性,必須文明施工,盡可能減少對環境的影響。此外,院方對造價和施工工期也提出了較高的要求。針對本工程的特點,經過反復比較,決定在設計施工中采用預制地下連續墻技術。
本工程采用主體結構與支護結構相結合的方案,利用預制地下連續墻既作為地下車庫施工階段的基坑圍護墻,在正常使用階段又作為地下室結構外墻,即“兩墻合一”。本工程地下結構采用逆作法施工,施工階段利用地下結構梁、板等內部結構作為水平支撐構件,采用一柱一樁即鉆孔灌注樁內插型鋼格構柱作為豎向支承構件。
本工程車庫外墻采用預制地下連續墻加現澆混凝土接頭的工藝,預制地下連續墻厚度為600mm,槽段墻板深度12m,槽段寬度一般為3.0m~4.05m,共有73 幅槽段。由于采用了與主體結構相結合的結構形式,地下室結構梁板作為水平支撐,水平剛度大,墻體的變形和內力均大為減小,因而墻體截面設計和配筋較為經濟。本工程在每兩幅墻體的接縫處均設置壁柱,既加強了墻體的整體性,又有利于墻體的抗滲。預制墻段典型立面圖如圖1 所示。

圖1 預制墻段典型立面圖
地下連續墻頂設置頂圈梁且與頂板整澆。地下連續墻在與底板連接位置設計成實心截面,并在墻段內預埋接駁器與底板鋼筋相連,同時沿接縫設置一圈水平鋼板止水帶以防止接縫滲水。每幅預制地下連續墻墻底設置兩個注漿管,總注漿量不小于 2m3且應上泛至墻頂,該措施有效控制了墻身的沉降,工程結束后經檢測地下連續墻墻身累計沉降量較小。預制墻段配筋典型平剖面圖如圖 2所示。預制墻段基礎底板預埋件詳圖如圖3 所示。

圖2 預制墻段配筋典型平剖面圖

圖3 預制墻段基礎底板預埋件詳圖
本工程的施工工程中,對以下內容進行了監測:醫院內道路地下管線的沉降與水平位移、連續墻墻體的側移、連續墻墻頂的沉降與水平位移及立柱樁的沉降。
監測結果表明,地下管線累計最大沉降量為6.0mm,平均沉降量為2.96mm,地下管線最大水平位移為 3.0mm,平均位移為 1.0mm。在預制連續墻墻體內設置了2 個測點對墻體的側移進行了監測,從測斜數據的變化情況來看,隨著開挖深度的增加,墻體的側移逐漸增大。在開挖到基坑底部位置的時候側移值最大,達到了10.84mm(位于地面下約6.5m 深度處)。預制地下連續墻墻頂的沉降與水平位移變化情況與周邊環境的變形規律基本一致。施工階段立柱樁平均隆起量為2.3mm,最大隆起量為4.6mm,基本滿足設計要求,未對結構梁板產生不良影響,在正常使用階段結構整體狀況良好。
在國內自從引進地下連續墻技術至今地下連續墻作為基坑圍護結構的設計施工技術已經非常成熟。并且在越來越多的工程中將支護結構和主體結構相結合設計,即在施工階段采用地下連續墻作為支護結構,而在正常使用階段地下連續墻又作為結構外墻使用,在正常使用階段承受永久水平和豎向荷載,不僅減少了工程資金和材料投入,而且充分體現了地下連續墻的經濟性和環保性。同時隨著國內又一輪建筑高潮的興起,深大基坑和市區內周邊環境保護要求較高的基坑工程不斷涌現,對工程的經濟性和社會資源的節約要求越來越高,因此,地下連續墻具有十分廣闊的發展前景。
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