樁墻組合型支護結(jié)構(gòu)在軟硬復(fù)合地層基坑的應(yīng)用

賈明杰

（中鐵第六勘察設(shè)計院集團有限公司，天津 300308）

1 工程概況

紅聯(lián)站是寧波市軌道交通2 號線二期與6 號線一期換乘站，兩線呈T 形換乘。2 號線車站沿渡口路敷設(shè)，站后設(shè)置停車線，為地下2 層島式車站，車站總長481.121m，寬21.2～26.7m，深16.80～19.59m。6 號線車站沿江南公路敷設(shè)，站前設(shè)交叉渡線，車站總長376.00m，寬21.2～26.7m，深約25.86～26.66m。根據(jù)工籌，車站2 號線分為A、B 2 個基坑施工，6 號線分為A1、C、D 3 個基坑施工。基坑周邊建筑密集，臨近的控制性建筑物主要有華南鏡園、云鼎公寓、小港廣播電臺、一品江南小區(qū)等；道路兩側(cè)管線密集，主要有給水管（混凝土/鑄鐵，DN400mm/500mm，埋深約2m）、10kV 電力管線、天然氣管線（鋼，DN300mm，埋深約1.3m）以及電信管線等。圖1 為車站平面布置示意圖。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，站址所處主要地層為：①1a 層雜填土、①2 層黏土、①3b 層淤泥質(zhì)黏土、②2a 層淤泥、②2b 層淤泥質(zhì)黏土、③1a 層黏質(zhì)粉土、③2 層粉質(zhì)黏土、④1b 層淤泥質(zhì)黏土、④2a 層黏土、⑤1b 層粉質(zhì)黏土、⑤1T 層黏質(zhì)粉土、⑥3a層黏土、⑥4a 層粉砂、⑦1 層粉質(zhì)黏土、⑧1 層粉砂、⑧3b 層礫砂、⑨1a 層粉質(zhì)黏土、⑩2b 層塊石、?1a 全風(fēng)化晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r、?1b 強風(fēng)化晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r、?c 中等風(fēng)化晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r等。

基坑開挖涉及的淺部為：①1a 層雜填土、①2 層黏土、①3b 層淤泥質(zhì)黏土、②2a 層淤泥、②2b 層淤泥質(zhì)黏土，具有高含水量、高壓縮性、高靈敏度、高觸變、高流變以及低滲透性和低強度等特性，在動力作用下，土體結(jié)構(gòu)較易破壞，使強度驟然降低，基坑開挖后，土體的回彈會對基坑支護結(jié)構(gòu)、周圍鄰近已有建筑物、地下管線等產(chǎn)生不利影響。2 號線A 基坑基底位于②2b 淤泥質(zhì)黏土，基坑底以下地層為②2b 層淤泥質(zhì)黏土、③1a 層黏質(zhì)粉土、④1b 層淤泥質(zhì)黏土、?1a 全風(fēng)化凝灰?guī)r、?1b 強風(fēng)化凝灰?guī)r、?1c 中風(fēng)化凝灰?guī)r。巖層頂面起伏較大，埋深約25～62m，局部坑底以下約7.5m 起進入巖層。?1c 中風(fēng)化凝灰?guī)r，巖體較完整，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD=60%～90%，局部節(jié)理發(fā)育，巖芯較破碎，RQD=30%～60%。巖石單軸飽和抗壓強度值為39.3～92.7MPa，平均值為62.04MPa，屬堅硬巖。

圖1 車站平面布置圖

3 基坑支護結(jié)構(gòu)

A 基坑標(biāo)準段寬約21.2～22.5m，深約16.80～17.30m，加深段寬約26.7m，深約19.56～19.59m，基坑總長259.90m。開挖范圍內(nèi)均為軟流塑狀淤泥質(zhì)土，為典型的軟土地層，物理力學(xué)性能較差。考慮到基坑深度大，且距建筑物、管線近，環(huán)境保護要求高，故設(shè)計選用剛度較大的地下連續(xù)墻支護。A 基坑標(biāo)準段共設(shè)置5 道支撐，其中第一道為800mm×1000mm/800mm×900mm 混凝土支撐，第2、第4道采用φ609mm（壁厚t=16mm）鋼支撐，第3、第5 道采用φ800mm（壁厚t=16mm）鋼支撐。地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽后，在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法灌注水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。廣泛用于密集建筑群中建造深基坑支護及進行逆作法施工。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、深基坑圍護結(jié)構(gòu)等。

A 基坑南側(cè)約40m 范圍巖層面較高，巖層頂面距基底約7.5～15.5m，由于基巖上覆土層均為軟流塑狀淤泥質(zhì)土層，根據(jù)計算，為保障地下連續(xù)墻穩(wěn)定性，連續(xù)墻墻趾需入巖，嵌入中風(fēng)化巖層約2.5m。

4“樁墻組合”型地墻設(shè)計

目前，國內(nèi)在軟土層中施作地下連續(xù)墻的施工技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是在軟硬結(jié)合地層中，嵌巖式地下連續(xù)墻的施工技術(shù)仍存在一定難題[1，2]。地下連續(xù)墻成槽機有多頭螺旋鉆、沖抓斗、沖擊鉆、多頭鉆以及輪銑式、盤銑式、鉗槽式和刨切式等。成墻厚度可為400～1 500mm，一次施工成墻長度可為2 500～2 700mm。為了保證成槽的垂直度，成槽機設(shè)有隨機監(jiān)測糾偏裝置。軟土地區(qū)地墻施工一般采用液壓抓斗式成槽機，其在軟土地層具有較高的效率，但它在巖石地層中不適用，難以成槽[3]。硬巖地區(qū)地下連續(xù)墻一般采用沖擊鉆配合抓斗成槽或采用輪銑式成槽機。

本站A 基坑南側(cè)地墻入巖段上部約90% 以上深度為淤泥質(zhì)土層，適合采用液壓抓斗式成槽機施工，而下部約10%深度為強～中風(fēng)化凝灰?guī)r，巖石單軸飽和抗壓強度值為39.3～92.7MPa，平均值為62.04MPa，屬堅硬巖，液壓抓斗無法成槽。可采用沖擊鉆配合液壓抓斗成槽機或雙輪銑成槽，但均存在一定難題。首先槽底沖擊鉆成樁時間較長，再配合抓斗成槽效率較低，致上部土層槽壁暴露時間過長，存在塌孔風(fēng)險。而下部入巖段采用雙輪銑成槽機可大大提高入巖段成槽效率，但由于入巖段較短，采用雙輪銑成槽機不經(jīng)濟，造價較高。

針對此問題，設(shè)計上提出“樁墻組合”型地墻支護結(jié)構(gòu)，即支護結(jié)構(gòu)上半段土層采用成槽機械開挖槽段，在槽段底部利用沖擊鉆機或旋挖鉆機開挖2 根鉆孔灌注樁嵌入巖層，并制作地下連續(xù)墻與鉆孔灌注樁一體式鋼筋吊放入位，灌注水下混凝土，形成上半段為地下連續(xù)墻、下半段為鉆孔灌注樁的一體式結(jié)構(gòu)，如圖2 所示。此結(jié)構(gòu)上半段為止水性較好、剛度較大的地下連續(xù)墻，能滿足基坑開挖止水及結(jié)構(gòu)受力等要求，能較好地保護鄰近建筑物、管線，下半段為鉆孔灌注樁嵌入巖層，能保障支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保障基坑安全。

圖2 “樁墻組合”組合型支護結(jié)構(gòu)示意圖

5 結(jié)語

本文以寧波軌道交通紅聯(lián)站軟土硬巖復(fù)合地層特殊地質(zhì)及環(huán)境條件為例，介紹了一種 “樁墻組合” 組合型支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，該支護結(jié)構(gòu)由地下連續(xù)墻和墻底灌注樁組成。該種連續(xù)墻適用于上軟下硬地層基坑圍護，該支護結(jié)構(gòu)可解決軟土地區(qū)周邊環(huán)境保護及硬巖段地墻成槽困難的問題，為類似工程提供一種可供借鑒的新型支護型式。