地下連續墻設計優化及施工實踐

管際明

上海金橋（集團）有限公司 上海 200120

1 工程概況

金鼎天地培訓中心工程位于上海市浦東新區曹路鎮，東至申輪路、南至涵橋路、西至申啟路、北至軻橋路。本工程總建筑面積181 663.69 m2，其中地上建筑面積96 626.89 m2，地下建筑面積85 036.80 m2。基坑面積約28 300 m2，周邊圍護采用厚800 mm“兩墻合一”的地下連續墻，兼作地下室外墻結構，混凝土設計強度等級為C35，抗滲等級為P10。

本工程地下車庫基坑面積為28 300 m2，基坑周長645 m，大面開挖深度16.8 m，屬于超深基坑范疇，局部集水井、電梯井深坑開挖深度為18～21 m。地下連續墻分A、B、C這3種類型共112幅，有效長度45.05 m，其中A型67幅、B型19幅、C型26幅。

2 施工前優化

2.1 接駁器優化處理

本工程采用的是“兩墻合一”的地下連續墻，即在基坑工程施工階段作為圍護結構，在項目結構永久使用階段作為主體地下室結構外墻，地下連續墻成形質量及與結構的連接為重中之重。

在地下連續墻澆筑完成后，后期需要將預留鋼筋與接駁器位置的混凝土鑿除，傳統使用風鎬鑿除的工藝可能會使墻身混凝土產生貫穿裂縫，導致地下連續墻的滲漏，嚴重影響其抗滲能力。

針對以上情況，本工程擬在地下連續墻接駁器處采用擠塑板（圖1），又名XPS板，厚度約50 mm。擠塑板是通過特殊加工工藝，連續擠壓發泡而成形的一種材料，呈蜂窩狀結構，具有高抗壓、輕質、不吸水、不透氣、耐磨和不降解等特性。但擠塑板屬于輕質材料，考慮到地下連續墻背土面的鋼筋保護層厚度也為50 mm，在鋼筋籠下放過程中極易發生脫落現象，且在混凝土澆筑過程中也會由于混凝土的擠壓力而使其產生上浮。

圖1 原擠塑板施工及驗收

因此，在原設計條件下，本項目考慮采用剛度更大的同厚度模板代替原有擠塑板，避免其在吊裝過程中發生脫落及損毀，同時利用模板的自重防止其在混凝土澆筑過程中發生上浮現象，后期拆除時也只需采用人工即可，大大提高了預留接駁器的可利用率，降低了后期的植筋率[1]。

2.2 泥漿配比優化

在地下連續墻施工中，置放鋼筋籠前會使用泥漿護壁對槽段進行保護，同時也能起到攜帶沉渣的作用，保證槽段的清潔度。常規的泥漿在攜渣能力、穩定性等方面無法滿足“兩墻合一”地下連續墻的要求。

本工程采用新型的泥漿——鈉基膨潤土作為護壁泥漿。該泥漿通過優化配比，添加特質聚合物，增大了相對密度，使其化學穩定性增強，攜砂能力得到提高，達到地下連續墻作為地下室結構的護壁要求[2]。

2.3 桁架筋及吊點深化

本項目采用“兩墻合一”地下連續墻，在吊放鋼筋籠時，需要保持垂直下放，不產生變形。這就需要對整個鋼筋籠的形狀、質量等進行分析，通過合理布置吊點位置，防止焊縫裂開、撓曲變形等產生，避免整個鋼筋籠結構散架。本工程的吊點位置均通過相應計算確定，并根據現場實際情況進行調整，從而確保了鋼筋籠的完整性[3]。

3 施工工藝流程

3.1 槽壁加固

本工程采用φ850 mm@600 mm三軸水泥土攪拌樁進行地下連續墻槽壁加固，外側采用套接一孔法，內側搭接250 mm，采用二噴二攪工藝。本項目緊鄰西群河，坑內土質含水率較大，局部存在軟弱土層，槽壁加固失穩現象容易出現在淺層含水率較大部位。槽壁失穩將影響“兩墻合一”地下連續墻的垂直度及其充盈系數，導致地下連續墻出現“大肚皮”及滲漏現象。

項目紅線外圍道路標高高于場內1.4 m，如按常規設計高度施工三軸攪拌樁，會使壓頂梁外側區域土體向內擠壓，造成內外高差處土體失穩。

因此，本項目在施工期間適當抬高此范圍內成樁高度至頂圈梁標高，抬高區域的泥漿相對密度、水泥摻量等嚴格參照槽壁加固區域實施，使得靠近道路側的槽壁加固起到一定的擋土作用。

根據不同部位及土質情況，三軸水泥土攪拌樁施工時采用跳槽雙孔全套復攪式或單側擠壓式連接。三軸水泥土攪拌樁的攪拌下沉速度宜控制在0.5～0.8 m/min，提升速度宜控制在1 m/min以內，并保持勻速下沉與提升，噴漿壓力不宜大于0.8 MPa。攪拌提升時不應在孔內產生負壓，造成周邊土體的過大擾動，具體選用的速度值應根據成樁工藝、水泥摻量、水泥漿液配合比和注漿泵的工作流量等計算確定，確保成樁質量。

3.2 跳倉施工

本項目將地下連續墻分為若干幅，并采用間隔施工的方法，以防止混凝土裂縫的產生，加強地下連續墻的整體性及連續性，提高墻體的抗滲能力。

采用跳倉法施工時，相鄰兩幅地下連續墻的混凝土澆搗時間至少間隔7 d，以避免混凝土前期溫度變形與干燥收縮變形引起的約束應力。混凝土初凝后進行多次細致的壓光抹平，消除混凝土塑性階段由于塑性收縮產生的原始缺陷。混凝土澆筑后及時進行保溫和保濕養護。

跳倉法施工可以大大減少地下連續墻由于溫度變化以及混凝土自身收縮而產生的裂縫，有效地提高地下連續墻的抗滲能力[4]。

3.3 防止夾泥的措施

本項目地下連續墻中設置有預留的鋼筋以及鋼筋接駁器，且接駁器的密集程度較高。在后期混凝土澆筑過程中，存在一個混凝土置換泥漿的過程，置換過程中有大量的沉渣上升，當沉渣上升至密集接駁器的位置時，就會被接駁器阻斷，這樣預埋部位便產生了大量的夾泥。夾泥過多會影響墻體的整體性，出現部分的泥垢結構，大大降低結構的穩定性，嚴重影響地下連續墻的抗滲能力。

為防止地下連續墻接駁器范圍內夾泥現象發生：一方面要提高泥漿的黏度，減慢沉渣下沉的速度，防止沉渣聚集并提高泥漿的沉渣攜帶能力，減少接駁器范圍內的夾泥量；另一方面，如果預埋接駁器鋼筋之間的空隙小于75 mm，即在鋼筋密集處，施工時應控制鋼筋的錨固長度不變，部分在伸入鋼筋籠中部位置時將其彎折，減少伸到鋼筋籠另一端錨固的鋼筋密度，從而也能降低接駁器范圍內的夾泥可能性。

3.4 鋼筋籠起吊

鋼筋籠作為地下連續墻的主框架，其剛度與形狀對地下連續墻的質量有著直接的影響。本工程在原有1臺300 t履帶吊的基礎上，增加1臺150 t履帶吊作為副吊，起到平衡鋼筋籠的作用。將鋼筋籠吊起一定距離后，檢查吊點情況以及鋼筋籠的平衡情況，確認符合要求后，再控制主吊和副吊緩慢升起，到達要求高度后，緩慢放下副吊，使鋼筋籠垂直凌空吊置，保證下放的鋼筋籠垂直度在3/1 000以內。

在鋼筋籠的變形控制上，對不同形狀的鋼筋籠均設置縱向、橫向桁架，并在主桁架的基礎上設置加強桁架進行二次保護，保證鋼筋籠在起吊、拼裝時不會因自重等因素發生整體的塑性變形。在地下連續墻的拐角位置，除設置以上桁架之外，另外增加“人”字桁架和斜拉桿對其進行加強，防止鋼筋籠在吊放過程中發生角度變形。

3.5 墻縫處理

3.5.1 槽段柔性接頭

本項目地下連續墻采用分幅設置，若正常分塊并直接澆筑混凝土，則兩墻之間會存在連接接縫的問題，導致后期地下連續墻滲水甚至結構不完整等問題。為此，擬在地下連續墻混凝土澆筑前插入鎖口管，使端部形成柔性接頭，提高接縫處抗剪能力，再配合三軸攪拌樁，能有效地解決淺層區域的滲水問題。

在槽段的端部預插一根直徑和槽寬相等的鋼管，通過吊放鎖口管進行連接。槽段清基合格且鋼筋籠安放完成后，立即將鎖口管置入槽段中，并將其插入地下30 cm處，以防止混凝土在底面倒灌入相鄰幅的地下連續墻。澆筑混凝土時，在地下連續墻迎土面的空隙中填入細砂石，防止混凝土繞流。

混凝土初凝后將鋼管慢慢拔出，使端部形成半凹榫狀。然后將下幅地下連續墻鋼筋籠的凸口放在上幅地下連續墻的凹口處，讓2幅地下連續墻形成銜接，然后澆筑混凝土形成一個整體。

3.5.2 RJP止水

本項目周邊環境復雜，鄰近泛亞汽車公司精密儀器實驗室，差異沉降控制精度為2 mm，一旦地下連續墻發生滲漏，使承壓水涌入坑內，周邊建筑物便會發生不均勻沉降。為減少承壓水對坑內外的影響，在原設計滿堂三軸攪拌樁槽壁加固的基礎上，增加了180°大直徑RJP止水樁，在加強地下連續墻接縫止水的同時，防止深層土的承壓水滲入圍護結構內部，并有效地控制周邊緊鄰建筑物的沉降，解決了大深度土層加固這一難題。

4 結語

從開挖效果來看，本工程地下連續墻的垂直度、外觀質量等都比較理想，說明施工中所采取的泥漿配比優化、槽壁加固、跳倉施工以及墻縫處理等工藝措施具有較好的實施效果。在地下連續墻施工過程中，通過施工前交底，使工人掌握地下連續墻施工的技術要點，并在施工過程中加強監管，使其嚴格遵守技術要求，就可以減少質量隱患的發生，保證工程的施工質量。