鬧市區(qū)狹小空間內(nèi)超深地下連續(xù)墻技術(shù)

常靜波（上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司， 上海 200433）

1 工程概況

本項目位于上海市靜安區(qū)天目社區(qū) C070102 單元 44-01和 46-01 地塊之間，福建北路（天潼路至北蘇州河路段）兩側(cè)，主要結(jié)構(gòu)施工是連接兩個地塊的地下連通道（地下 2層），福建北路紅線范圍內(nèi)的地下 1 層（人行）及地下 2 層（車行）連通道，深度約 18.00 m，主體圍護(hù)為 50.10 m 地下連續(xù)墻。

福建北路（天潼路至北蘇州河路段）道路交通繁忙，兩側(cè)建筑物密集，地下管線眾多，環(huán)境復(fù)雜、基坑工程側(cè)壁安全等級為一級，保護(hù)要求高，且位于鬧市區(qū)，根據(jù)現(xiàn)場的實際探勘及類似項目的施工經(jīng)驗，本工程周邊存有居民住宅、大廈等，施工時需重點(diǎn)關(guān)注，同時也應(yīng)重點(diǎn)注意對周邊居民的擾民及民擾措施。

本項目因交通組織要求，需臨時占路半幅施工，東西區(qū)場地面積均為約 1 600 m2且為魚腹式形狀，中間最寬距離僅 22.00 m，兩端最窄距離僅 8.00 m，此場地形狀對大型設(shè)備的站位及配套設(shè)施的位置帶來巨大挑戰(zhàn)，在施工準(zhǔn)備工作時要合理規(guī)劃場地布置。

2 工程地質(zhì)條件

本工程場地在 140.45 m 深度范圍內(nèi)的地基土屬第四紀(jì)全新世（Q4）和晚更新世（Q3）沉積層，主要由黏性土、粉土及砂土組成，按其沉積年代、成因類型及其物理力學(xué)性質(zhì)的差異，從上至下可劃分為 9 個主要層次，本工程地下連續(xù)墻深度為 50.10 m，且地墻 40.00 m 下進(jìn)入⑦層灰色粉砂層。

3 本工程超深地下連續(xù)墻簡介

本工程地下連續(xù)墻深度為 50.10 m，且地墻 40.00 m 下進(jìn)入⑦層灰色粉砂層，施工中對成槽設(shè)備性能、槽壁穩(wěn)定要求較高，泥漿護(hù)壁穩(wěn)定性控制難度大，設(shè)計上考慮地墻采用十字鋼板接頭形式。鋼筋籠吊裝按照最大鋼筋籠進(jìn)行驗算，最長鋼筋籠長 49.60 m，寬 6 000 mm，最重鋼筋籠總重約 62.8 t，因場地因素限制，將鋼筋籠分兩節(jié)制作，其中頂籠長 40.60 m（受力段）、重 55.7 t（不含索具），底籠長9.00 m（止水段）重 7.1 t（不含索具）。為了保證鋼筋籠起吊的安全性，并根據(jù)工況等因素考慮，鋼筋籠均采取分兩節(jié)吊裝，槽端口對接（焊接）后整體入槽方式。

4 狹小場地內(nèi)超深地下連續(xù)墻施工

4.1 狹小場地內(nèi)大型機(jī)械及配套設(shè)施合理化布置

350.0 t 主吊站位于通道南側(cè)，因場地形狀愈靠近兩端寬度愈窄，故主吊處于靜止?fàn)顟B(tài)，無法前后移動，僅可進(jìn)行鋼筋籠起吊工作；200.0 t 副吊位于通道北側(cè)，可在其站位至通道上方 15.00 m 范圍內(nèi)南北向走動，可進(jìn)行十字鋼板拼裝、鋼筋原材吊裝、鋼筋籠主筋套絲擺位、鋼筋籠吊裝入槽等工作；SG60 成槽機(jī)施工位置只能在通道的正上方，臨時土方堆場借用于相鄰地塊，現(xiàn)場配一臺短駁車進(jìn)行土方運(yùn)輸；泥漿系統(tǒng)位于場地最南側(cè)，采用 21 只 6.00 m×3.00 m×2.50 m 的集裝箱組成；場地北側(cè)搭設(shè)一個 42.00 m×6.00 m的鋼筋籠加工平臺，在鋼筋籠平臺西側(cè)劃 2.00 m 范圍作為套絲場地，剩余西側(cè)三角位置為半成品鋼筋、十字鋼板、預(yù)埋件堆放場地等。

4.2 地墻施工各工序交叉施工

因場地面積狹小、地墻施工工藝復(fù)雜、施工機(jī)械占地面積大等因素限制，各工序無法實現(xiàn)同時施工作業(yè)，需對現(xiàn)場主要工序施工時影響其他工序施工進(jìn)行辨別及梳理，合理的安排施工順序才能安全快速地完成地下連續(xù)墻施工。

4.2.1 十字鋼板拼接

本工程接頭形式為十字鋼板，鋼筋籠制作時因 200.0 t副吊站位只能在鋼筋籠平臺東側(cè)預(yù)先拼接十字鋼板，故要預(yù)先排好鋼筋籠制作迎土面和背土面的分別，在拼接十字鋼板時 200.0 t 履帶吊需后退至連通道主體上方，此位置是成槽作業(yè)時臨時短駁車?？课恢茫食刹圩鳂I(yè)應(yīng)停止至十字鋼板位置放好后方可恢復(fù)施工，其間影響成槽施工 2 h。

4.2.2 鋼筋籠主筋接絲工作

鋼筋主筋接絲位置在鋼筋籠平臺西側(cè)，現(xiàn)場鋼筋堆場在接絲位置西側(cè)，因場地狹小，不同長度的主筋放置在一起，故需 200.0 t 履帶吊協(xié)助翻倒鋼筋將鋼筋放到接絲的位置，此時需將履帶吊后退至連通道主體上方配合起吊鋼筋，此時成槽施工也因無法出土需暫停施工，此期間影響成槽施工 2 h。

4.2.3 鋼筋籠制作

因場地限制，鋼筋籠平臺僅 42.00 m，而鋼筋籠總長度為 49.60 m，故需分 9.00 m/8 .00 m，40.60 m/41.60 m 兩節(jié)制作，在止水段小籠子制作好以后要先將其吊至相鄰 46-01號內(nèi)作為臨時放置點(diǎn)。在此期間 200.0 t 副吊需移至頂板區(qū)域進(jìn)行吊裝，成槽作業(yè)也應(yīng)停止，此期間影響成槽施工 1 h。

4.2.4 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠整體驗收合格后現(xiàn)場開始進(jìn)行鋼筋籠吊裝作業(yè)，首先將臨時放置在一場地內(nèi)的鋼筋籠吊放入槽，之后再雙機(jī)起吊鋼筋籠平臺上受力段鋼筋籠至槽口，在槽口進(jìn)行止水段鋼筋籠和受力段鋼筋籠焊接施工，焊接完畢后整體下放鋼筋籠至籠頂標(biāo)高位置。此階段場地上所有工序都應(yīng)停止施工，等待鋼筋籠吊裝完畢，此期間影響成槽施工 8 h。

4.2.5 混凝土澆注

鋼筋籠下方完畢后進(jìn)行混凝土澆注作業(yè)，因場地狹小，加之成槽施工因土方車沒有位置停放而無法啟動，鋼筋籠制作因無法使用履帶吊而無法拼接十字鋼板并且翻倒材料也無法啟動，故在進(jìn)行混凝土澆注作業(yè)時場地內(nèi)其他工序都停止進(jìn)行，此期間影響成槽施工 10 h。

5 超深地下連續(xù)墻施工質(zhì)量控制

根據(jù)以往施工超深地下連續(xù)墻的經(jīng)驗，使用成熟的成槽機(jī)成槽工藝，嚴(yán)格控制泥漿比重，確保成槽過程中槽壁的穩(wěn)定性，選擇精良的成槽設(shè)備，確保整體地下連續(xù)墻施工順利進(jìn)行。在狹小空間里施工十字鋼板地下連續(xù)墻難度極高，也是控制成墻質(zhì)量的關(guān)鍵之處。

5.1 ⑦層灰色粉砂層中地墻垂直度的控制

本工程地下連續(xù)墻施工的工藝難度主要在于地面24～26 m 區(qū)域以下的⑦層土內(nèi)的成槽施工，該土層的貫入阻力 Ps 為 11～18 MPa。在這樣強(qiáng)度的地層內(nèi)，地下連續(xù)墻施工常用的輕型抓斗式成槽機(jī)很難順利成槽，地墻垂直度也很難保證。即使可以在采取其他輔助手段的情況下勉強(qiáng)抓到設(shè)計深度，也要耗費(fèi)大量時間，無法滿足本工程的工期要求。為此，本工程采用金泰 SG6 重型成槽機(jī)進(jìn)行成槽施工。此成槽機(jī)自身具有垂直度實時觀測和糾偏裝置，對地墻垂直度的控制起到至關(guān)重要的作用。

5.2 超深地墻十字鋼板接頭施工工序

（1）鋼筋籠制作。地下連續(xù)墻施工的主要環(huán)節(jié)之一是鋼筋籠制作，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求及行業(yè)規(guī)范要求施工，必須達(dá)到焊點(diǎn)飽滿無焊渣、外觀平直無咬肉，水平分布筋間距均勻且平直。鋼筋籠制作時必須按設(shè)計要求把十字鋼板與鋼筋籠，緊密牢固的焊接在一起。

（2）泥漿控制。本項目地質(zhì)條件非常復(fù)雜，若產(chǎn)生流沙現(xiàn)象，地墻成槽時會加大塌方發(fā)生的概率，成槽質(zhì)量就會偏差，混凝土澆灌時易產(chǎn)生鼓包等，在基坑開挖時加大了滲漏水發(fā)生的概率。

本項目泥漿采用優(yōu)質(zhì)的膨潤土，摻加一定比例的添加劑，提升泥漿的護(hù)壁性能。因土層中粉砂含量較高，成槽施工過程中易混入護(hù)壁泥漿里，為確保泥漿質(zhì)量、指標(biāo)滿足設(shè)計規(guī)范，本項目通過改變振動篩篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)、除砂機(jī)、增設(shè)旋流器分離，提高較大顆粒泥沙、垃圾和細(xì)微砂粒的分離效率。

（3）刷壁。成槽達(dá)到深度后，若是連接幅，必須把先前已施工完槽段連接用的十字鋼板側(cè)用刷壁器洗刷干凈。采用帶專用鋼絲刷的刷壁器進(jìn)行刷壁，保證端頭自上而下來回刷壁次數(shù)在 10 次以上，并且以刷壁器鋼絲刷上有無淤泥來判斷槽幅段接頭的連接質(zhì)量。

5.3 ⑦層灰色粉砂層中十字鋼板接頭防繞流措施

（1）采用 20% 水泥摻量的三軸攪拌樁做槽壁土體加固。本工程地下連續(xù)墻兩側(cè)均采用三軸攪拌樁做槽壁土體加固施工，三軸水泥土攪拌樁采用Φ850 mm@600 mm，樁長為 24.10 m。基坑外側(cè)槽壁加固采用套打施工，基坑內(nèi)側(cè)加固采用搭接 250 mm 施工，槽壁加固距地下連續(xù)墻凈距為100 mm。根據(jù)設(shè)計要求，垂直度偏差控制在 1/200 以內(nèi)，水泥摻量≥20%，水灰比為 1.2∶1.0。

地下連續(xù)墻內(nèi)外兩側(cè)均經(jīng)過土體加固后，對成槽過程中出現(xiàn)的槽壁坍塌的控制起到良好作用。因此在澆灌時，混凝土不易從地墻內(nèi)外側(cè)方向繞流。

（2）接頭箱外側(cè)采用袋裝石子進(jìn)行回填。在接頭箱外側(cè)采用袋裝石子進(jìn)行回填，袋裝石子回填后具有密實性又有一定的強(qiáng)度。在澆灌時，接頭箱的背部有足夠的依托，不易產(chǎn)生偏位，進(jìn)而避免了混凝土繞流的現(xiàn)象。

6 成 果

本工程地墻因場地狹小且處于鬧市區(qū)，其施工中各工序無法搭接，50.10 m 超深十字鋼板地下連續(xù)墻按照各個工序合理編排后得出最小完成地墻時間，表 1 以成槽施工為主線時間，加上各工序影響成槽施工時間，得出本工程完成一幅墻的總時間。

表 1 完成一幅墻的總時間

在合理的工序安排下，本工程做到了僅 41 h就可完成一幅 50.10 m 的十字鋼板接頭地下連續(xù)墻。

根據(jù)施工完成后的質(zhì)量情況進(jìn)行檢驗，本工程在鬧市區(qū)狹小空間內(nèi)施工十字鋼板接頭形式的地墻，其墻身垂直度均滿足設(shè)計＜1/400 的設(shè)計要求，且從開挖情況來看，無明顯接頭滲漏水情況。另外，本工程經(jīng)過統(tǒng)計，地下連續(xù)墻混凝土充盈系數(shù)最大為 1.12，最小為 1.00，平均為 1.06。

7 結(jié) 語

從上海市福建北路（天潼路-北蘇州路）道路改建項目狹小空間內(nèi)施工十字鋼板地墻的情況來看，所采用的施工工藝及各工序搭接施工相當(dāng)成功。通過這個成功的案例，以后可以在相類似的狹小場地內(nèi)施工地下連續(xù)墻時采取相應(yīng)的措施，以保證地墻的施工質(zhì)量。