疊合結構地下連續墻侵界處理方法研究

龔易潔

(宏潤建設集團股份有限公司,浙江 寧波315000)

1 概述

隨著城市地下交通對地下空間的充分利用，促進城市深基坑工程的發展，基坑開挖深度從幾米發展到幾十米，隨之而來的基坑圍護結構形式也因開挖深度以及地質條件的不同而呈現多樣化的發展趨勢。

地下連續墻圍護結構因具有剛度大、整體性好、抗滲漏性能好、施工振動小等優點，并能緊靠建筑物邊緣施工，對周圍的環境影響小，適宜在城區建筑密集群內施工的特點，從而在深基坑施工中得到廣泛使用，特別是在軟土地基城市軌道交通工程中有著不可替代的作用。疊合墻結構作為地下連續墻圍護的一種結構形式在軌道交通建設中得到了廣泛使用。

地下連續墻成槽垂直精度一般不得低于1/300[1]，但有時因為地質條件、或施工機械精度、或施工時的誤操作等的影響，造成地下連續墻侵入結構邊線內，少則幾厘米，多則十幾、二十幾厘米，造成內襯墻厚度不能滿足原設計要求，需采用補救措施。本文結合工程實際，對疊合墻結構地下連續墻侵界處理方法研究。

上海某地下二層島式站臺地鐵車站，車站長200m，標準段寬20m，基坑開挖深度17m，圍護結構采用800厚地下連續墻，豎向設置五道支撐。內襯墻與地下連續墻采用疊合結構，標準段內襯墻厚400mm，端頭井內襯墻厚500mm。

本車站所處地質情況自上而下為：①1雜填土、②1褐黃色粉質粘土、②31灰色砂質粉土夾粉質粘土、②32灰色砂質粉土、④灰色淤泥質粘土、⑤1-1灰色粘土、⑤1-2灰色粉質粘土、⑥暗綠色粉質粘土、⑦1草黃～灰色砂質粉土、⑦2灰色粉砂、⑧1-1灰色粘土、⑧1-2灰色粉質粘土。因地質條件、施工控制等原因，地下連續墻在施工時發生垂直度偏差，最大偏差達290mm，偏差最大的位置發生在站臺層側墻范圍。

2 侵界處理方案

2.1 侵界尺寸≤150mm

侵界尺寸≤150mm時，內襯墻厚度≥250mm，滿足《地下工程防水技術規范》4.1.7 條“防水混凝土結構厚度不應小于250mm”的要求，但需采取如下措施：

2.1.1 內襯墻配筋

通過計算調整內襯墻配筋，內襯墻的配筋需考慮承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。

2.1.2 斜截面抗剪

復核疊合結構的斜截面受剪承載力，若不能滿足規范要求，可通過在上層板底和下層板頂設置腋角，同時腋角的大小需滿足限界及建筑布置要求。對于不配置箍筋和彎起鋼筋的一般墻板類受彎構件，其斜截面受剪承載力需滿足以下要求[2]：

V≤0.7 βhftbh0

βh=（800/h0）1/4

式中，βh——截面高度影響系數：當h0小于800mm時，取800mm；當h0大于2000mm時，取2000mm。

2.1.3 疊合面抗剪

當疊合面剪力т＞700Kpa[3]時，需設置疊合面抗剪鋼筋。疊合面抗剪鋼筋受剪承載力應滿足以下要求[3]：

V≤1.2 ftbh0+0.85 fyv（Asv/s）h0

圖1 腋角設置示意圖

圖2 疊合面抗剪鋼筋設置圖

2.1.4 內襯墻混凝土

內襯墻混凝土摻入具有補償功能的膨脹劑及合成纖維作為外加劑。

2.2 侵界尺寸＞150mm

2.2.1 當地墻侵入限界＞150mm，無法滿足后期至少澆筑250mm內襯墻的要求，需對部分地墻混凝土進行鑿除，具體方法為：

圖3 鉆孔灌注樁彎矩設計值

圖4 內襯墻剪力設計值

圖5 內襯墻彎矩設計值

（1）地墻外采用三重管高壓旋噴樁進行加固，樁體28天無側限抗壓強度qu應不小于1.2 MPa。

（2）地墻外打設φ900鉆孔灌注樁，樁距1.1 m，樁頂標高2.200 ，樁底標高-18.080 ，鉆孔灌注樁與地墻凈距0.3 m，樁頂設置圈梁與地墻連接。

2.2.2 主要工況流程

（1）地墻外進行高壓旋噴樁加固，已有攪拌樁加固體（地墻成槽前已實施）與地墻間隙也應加固密實。

（2）待高壓旋噴樁達到一定強度后施作鉆孔灌注樁。

（3）待地墻外鉆孔灌注樁和加固體達到設計強度后，分段鑿除中板至底板間地下連續墻內側部分混凝土（鑿入地墻深度滿足澆筑25cm內襯墻的要求），重新澆筑內襯墻。

（4）待新澆筑的內襯墻達到設計強度后，拆除第四道鋼支撐。

地墻鑿除和內襯墻澆筑順序：將約14m長的侵界范圍分成4段（按順序分別編號<Ⅰ>區、<Ⅱ>區、<Ⅲ>區、<Ⅳ>區），每段長約3.5 m。跳倉鑿除<Ⅰ>、<Ⅲ>區地墻內側部分混凝土，重新澆筑內襯墻，待<Ⅰ>、<Ⅲ>區內襯墻達到設計強度后，再鑿除<Ⅱ>、<Ⅳ>區地墻內側部分混凝土，重新澆筑內襯墻。

2.2.3 結構分析

（1）地下連續墻鑿除期間，坑外水土壓力全部由鉆孔灌注樁承擔。

（2）永久使用期，考慮鉆孔灌注樁與內襯墻的共同作用，內襯墻承擔水壓力和部分土壓力，土壓力按截面剛度進行分配，同時考慮圍護樁剛度的折減[3]。

（3）通過計算調整內襯墻配筋，內襯墻與地下連續墻疊合面需設置抗剪鋼筋。

3 結論

3.1 施工前，編制指導性施工組織設計和實施性地下連續墻施工方案，并由專家、設計、建設單位主管部門等對方案進行評審，經業主、監理批準后進行施工。

3.2 選用地下連續墻施工的成槽機要具備自動糾偏能力，防止因深度增加造成槽段垂直度達不到規范要求。采用超聲波對槽壁垂直度進行檢測，若不滿足要求，必須進行修整，確保槽壁的質量。

3.3 考慮到施工誤差及基坑變形等因素的影響，圍護結構需適當外放（如地下兩層車站，考慮施工綜合誤差、圍護結構變形，建議圍護結構放樣時外放150mm）。

3.4 根據地質及環境情況，因地制宜，采取高導墻、槽壁加固、降水成槽等措施，減少成槽塌方。

（1）導墻可以起到連續墻平面定位、開挖初期垂直度導向、懸掛鋼筋籠和標高控制等作用。施工時要嚴格控制導墻垂直度及平面定位，特別注意轉角處的精度，嚴格按照工藝流程、施工組織和規范要求進行導墻施工。

（2）采用三軸水泥土攪拌樁、渠道切割水泥土連續墻（TRD工法）等措施對槽體兩側的土體進行加固，可以有效提高槽壁的穩定性。需要嚴格控制加固體的垂直度（不得低于1/300），避免加固體垂直度控制不好對地墻施工的影響。

（3）預降水措施。砂土、粉土等滲透性比較強的土層，在動水情況下容易產生槽體塌方，需采取預降水的措施。降低土層內地下水位，提高護壁泥漿對土體的水壓差，以保證壁面穩定。同時通過降水使土層產生固結，增加土層的強度，從而確保土層的穩定。

3.5 地下連續墻施工時，加強泥漿管理，調整配合比，加大泥漿的比重和粘度，及時補漿，提高泥漿水頭，控制槽內液面標高高于地下水位1m以上，并使泥漿排出與補給量平衡；盡量縮短擱置時間，縮短單元槽段的長度；構筑吊機道路，減少集中附加荷載；嚴格控制垂直度，避免或者減少地下連續墻侵界問題的發生。

3.6 侵界處理既要滿足施工期的承載力要求，也要滿足使用階段強度、裂縫、耐久性等的要求。