高層建筑基坑圍護地下連續墻施工技術研究

胡桂寶，萬成中，沈志亞，毛 景，魏云波

（1.南京江北新區建設和交通工程質量安全監督站，江蘇 南京 210031；2.中建八局第三建設有限公司，江蘇 南京 211500）

0 引言

在進行高層建筑的基礎工程中，采用地下連續墻進行基礎結構的圍護是一種較為普遍的做法。當高層建筑施工所處位置地質條件復雜，且上層荷載較大的情況下，與以往單樁支護方式相比，從承載能力和抗滲性兩個角度來看，地下連續墻都更加具有優勢。同時，這一結構的強度和高度較大，整體性良好，能夠有效抵抗地下土層的運動，并減小對周圍建筑、管線、道路等變形的影響，推動整體工程安全性與穩定性的提高［1］。同時，當前由于高層建筑越來越復雜的功能需要和敏感的環境，在極大程度上制約著地下連續墻施工的進行，并對其提出了減小干擾、提升效率、提高環保安全性等方面的要求［2］。在進行地下連續墻的施工中，泥漿的調配、開挖、澆筑等都是工程中的一個重要環節。只有加強對這幾個方面的管理，才能有效提高基坑養護工程的質量，從而為高層建筑提供良好的施工環境和地基基礎。當前開展地下連續墻施工時，由于其規模不斷擴大，隨之而來地產生了諸多問題，偶爾還會發生質量安全事故等［3］。因此，為進一步提高地下連續墻的施工質量，提高其工作效率，本文下述將以英發睿智創新園建設項目為例，開展對其施工技術的相關研究。

1 工程概況

以英發睿智創新園建設項目為例，該工程地理位置位于南京市江北新區大橋北路 23 號，北側為泰達路，南側為旭日華庭小區，西側為南京江北連鎖公寓，東側為大橋北路且緊鄰在建地鐵 S8 南延主體結構，局部與本項目相連?，F場東西長約 92 m，南北長約 160 m，建筑結構總體占地面積約為 1.47 萬m2。該建設項目的建筑面積為 107 052.44 m2，建筑層數為地上 23 層和地下 3 層，建筑總高度為 98.6 m，主體結構類型為框架剪力墻結構［4］。項目共建設 2 幢高層，投資總額約為 4.18 億元人民幣，項目結合周邊地理環境優勢，建設目標為實現對國際化科技研發辦公樓的建設，建筑群體以研發辦公為基準，功能包含加速器、服務平臺、零售、餐飲、員工宿舍等，項目的開發是為了與江北新區共同構筑城市空間與產業跨越的載體，更好地打造高端完整的城市風貌。該工程項目在 2021 年 1 月 10 日開工，擬定在 2023 年 9 月完成施工。

2 高層建筑基坑圍護地下連續墻施工

2.1 槽段開挖

在開展地下連續墻施工前，先完成對連續墻安裝位置的槽段開挖。在施工過程中，使用雙輪式銑槽機。雙輪式銑槽機是基于液壓抓斗成槽的，對切割系統和電子控制進行改進［5］。切割設備包括鋼制刀架、液壓馬達、泥漿泵和磨具。設備上的銑輪可以根據不同的地層，配置不同的銑齒，對土體進行切割。通過泥漿泵將碾壓后的土壤抽吸到地表篩分系統中，將淤泥與碎石進行分離，然后進行沉淀，再進入溝槽［6］。根據施工的幅寬及設備的開挖寬度，在每個施工階段，采取三個鉆孔，先兩側、后中部，以此確保施工過程中的受力均勻。挖到設計深度后，再進行多次套銑，以修正邊界的平整度［7］。由于高層建筑地下連續墻是用工字鋼連接的，為了保證一期的槽形鋼筋籠和鎖扣管的平穩下移，避免在二期槽銑槽時，因雙輪銑的銑輪與工字鋼的接頭發生碰撞而導致接頭損壞，從而影響連接質量，一期槽幅的槽寬寬度要求超過 600 mm，標準槽段單元槽施工順序示意圖如圖1 所示。

圖1 標準槽段單元槽施工順序示意圖

由于基坑圍護施工區域內包含多種不同的地層結構，針對不同地層，其銑削參數設置不同，不同地層類型的銑輪轉速與油缸壓力對照表如表1 所示。

表1 不同地層類型的銑輪轉速與油缸壓力對照表

按照上述內容，針對不同地層完成對設備運行參數的設置。在施工過程中，如果由于巖體的整體性能較好，且雙輪銑處于無臨空面使得其運行效率較低時，則可采用旋轉鉆機進行鉆孔，鉆孔深度達到地下連續墻的設計基標高，然后利用雙輪銑順序開槽。導孔后壁的寬度都不超過 1.5 m，雙輪銑銑輪的單次銑槽寬度為 2.2 m，依次按成槽段開挖［8］。為確保槽段的承載力，需要針對部分條件較差的軟弱地基進行加固處理［9］。在成槽范圍內采用雙排規格為φ600@500 的二重管高壓旋噴樁作為加固結構，在槽段中點與地下連續墻外距離 450 mm 位置上，設置這一加固結構。通過注漿加固的方式能夠有效強化地基，同時起到一定隔絕承壓水的效果，避免承壓水對成槽施工造成負面影響。

2.2 鋼筋籠結構吊裝

高層建筑建設規模較大，由于鋼筋籠所需的面積較大，所以在工程上采取了兩臺起重機的吊裝方法。選用 100 t 型履帶式起重機 1 臺作為主要起重設備，50 t 型履帶式起重機 1 臺為輔助起重。根據施工計劃，在工地上確定吊車的位置，并安排好設備進入工地。在吊裝時，為了進一步提高該結構自身穩定性，可以事先在地上鋪設水泥砂漿［10］。鋼筋籠采用現場組裝的方式設置，經過檢驗，確認沒有問題后，在附近找一塊平整的地方，將這一結構水平放置在現場。在吊裝之前，完成對吊鉤結構與鋼筋籠結構的銜接，以確保吊裝的平穩性。確認接頭位置穩固后，即可進行吊裝工作。吊車操作者在現場指導下，將吊桿逐漸抬起，拉緊吊繩，吊起50 cm 后，檢驗鋼筋籠是否平衡，吊繩是否平穩。確定沒有問題后，才緩緩上升到一定的高度，然后豎直上升到一個水平，停在指定的位置。此時，將鋼筋籠均勻地放入，并在現場工人的指導下，對其進行精確地調整，以確保鋼筋籠的正確安裝。結合鋼筋籠底部的緊固件，將鋼筋籠固定在基座上，能夠有效避免在后續混凝土澆筑時，鋼筋籠出現位移，保證最終地下連續墻的施工效果符合設計要求。

2.3 混凝土澆筑施工與連續墻防滲處理

針對上述高層建筑施工項目，鑒于場地空間有限，對地下連續墻的澆筑采用了預制混凝土澆筑。用 5 臺水泥車輪流運送，在澆筑之前，要注意混凝土的流動性，不能太稀或太黏，若存在離析現象則不可使用。為了提高注漿率，在每一槽段的兩側各設置一條管道，并在兩端同時進行灌漿，以提高注漿率。在放置管道時，將管道一頭插入鋼筋籠內，在距基坑底部 50 cm 處停止。將管道的末端與灌漿設備相連，現場施工人員調整灌漿壓力、灌漿速度等各項參數。在正式澆筑之前，先加少許水，一方面可以使管道保持濕潤，避免水泥粘在管道上造成堵塞，另一方面也可以檢測管道的暢通。確認沒有任何問題后，就可以進行混凝土的灌漿。在混凝土繼續灌注時，管道也要逐步地向上抽出。第一次澆筑到標高后，進行振搗，直至混凝土上表面沒有氣泡產生。在保持靜置時間約 1 h，并在初凝結束后，混凝土會有一定的沉陷，然后進行二次澆筑，直至標高，蓋上模板，進行養護。在此期間，應在 28 d 內隨機選擇幾個檢測點，檢驗其強度是否大于設計值 95 %，以此確保施工質量。在連續墻的轉角部位，由于其存在較大的滲透性，故在該工程中，對矩形連續墻 4 個角部采用了特殊的防滲措施。由于連續墻的連接部是工字鋼，所以在施工中要注意清除工字鋼上的淤泥和其他雜物。若有大量的坍落性混凝土、黏土等，埋藏深度較深的附著物，則需要借助專業的機械進行清除。

3 施工效果分析

為驗證施工技術可行性，對施工后的效果進行分析。選擇將連續墻的承載力作為評價施工效果的指標，若連續墻的承載力能夠符合項目設計階段要求的承載力要求，則說明該施工技術能夠在一定程度上確保施工質量；反之，若連續墻的承載力不符合規定要求，則說明在后續施工或使用階段會出現由于連續墻承載力不足而造成的質量問題和安全問題。在完成施工后的地下連續墻上隨機選擇 10 個節點作為測點。10 個測點的具體位置如圖2 所示。

圖2 地下連續墻承載力測點布設示意圖

圖2 中 10 個測點分別布設在地下連續墻的樁結構、墻體結構等各個位置上，得到的承載力測量結果能夠充分代表該地下連續墻整體的承載力情況。對于地下連續墻的承載力計算，可通過獲取地下連續墻長度、墻體自身強度等參數，并按式（1）計算得出。

式中：R為地下連續墻某一測點的承載力，kPa；li為地下連續墻長度，m；qi為墻體自身強度，MPa。根據上述公式，計算得出 10 個測點的承載力，并將結果記錄如表2 所示。

表2 地下連續墻測點承載力測量結果記錄表

通過對表2 中記錄的數據分析得出，各個測點的承載力均符合該高層建筑項目要求的基坑圍護地下連續墻承載力在 100 kPa 以上的要求。

由此可以說明，按照上述施工思路開展對高層建筑基坑圍護地下墻施工，承載力能夠得到有效提升，能夠促進施工整體質量的提升。

4 結語

在開展高層建筑基坑圍護作業施工中，通過采用地下連續墻作為基坑圍護的基本結構，能夠有效促進高層建筑基層強度的提升，并在一定程度上提升防滲效果?；诘叵逻B續墻結構的應用優勢，本文上述以英發睿智創新園建設項目為例，開展對該項目中地下連續墻的施工技術研究。通過對施工結果進行分析得出，新的施工技術應用可以有效促進基坑整體強度提高。Q