2018“二墙合一”地下连续墙支护体系在工程中的应用
[摘要]本文结合工程实例，介绍了深基坑支护方案的选择与设计，“二墙合一”地下连续墙施工要点，基坑变形数值及监测手段。总结了“二墙合一”地下连续墙支护体系的特点，并与排桩支护体系造价进行了比较。认为“二墙合一”地下连续墙支护体系是地质条件及周边环境复杂深基坑较好的一种支护方案。http://
[关键词]深基坑；“二墙合一”地下连续墙；支护体系；钢筋接驳器；变形及监测
随着城市建设的快速发展，深基坑工程已呈现“数量多、规模大、深度深、难度大”的趋势，如何在深基坑施工过程中保证基坑安全可靠、保护好周边建筑物及管线并充分利用地下空间，是基坑设计及施工中的一道难题。由于“二墙合一”地下连续墙支护体系中围护结构墙与地下室外墙合二为一，具有刚度大、变形小、止水效果好、安全可靠性高等特点，它适用于地下水位以下的软土、软粘土和砂土等多种地层条件及周边环境复杂的深基坑（开挖深度大于10米）。下面以杭州主城区在建的湖墅大厦工程为例，介绍“二墙合一”地下连续墙支护体系在工程中的应用。
工程概况
本工程位于杭州湖墅南路与新华造纸厂、丽阳国际大厦与沈塘桥幼儿园之间，地块面积3000平方米（如图），地上13层、地下2层，建筑面积约16842平方米，开挖深度10.6~11.2米，桩基础为φ600~φ900钻孔灌注桩，主体为框架结构。
基坑支护体系选择
由于该地块狭小、开挖深度深，四周毗邻住宅、幼儿园、厂房、办公楼及道路，如何有效地保护周边住宅、幼儿园等浅基础建筑物及路面下水、电、煤气、电信等管线安全，且能增加地下室的使用面积，以满足设备用房及消防、车位等审批方面的要求，是选择基坑支护体系的关键。
本工程的基坑支护体系考虑了地质条件、开挖深度、周边环境、地块面积等因素，选择了“二墙合一”地下连续墙设置二道临时水平内支撑的支护体系。
施工准备
3.1机具准备：宝娥GB30成槽机一台，50T履带吊一台，25T轮胎吊一台，SP-50高压旋喷桩机2台，电焊机若干台。
3.2地下连续墙分幅：地下连续墙周长约175米，每幅宽4~6米，共32幅，基坑四个周边的每边都设有一个首开幅。
3.3施工道路：沿地下连续墙内侧浇筑宽10米、厚200的C20混凝土道路，内配φ14@300的单层、单向钢筋网片。
3.4钢筋加工场地：一般设在场地中间，地面需硬化，面积为1-2幅地下连续墙尺寸。
3.5泥浆池布置：设置一处泥浆系统。
3.6集土坑：设置1-2幅地下连续墙体积的集土坑。
3.7施工顺序安排：导墙、施工道路→地下连续墙施工→工程桩及被动土体加固→地下连续墙每幅接头高压旋喷桩、工程桩静载试验→挖土→浇混凝土内支撑→浇底板混凝土→拆撑→浇负一及±0.000楼板
地下连续墙施工要点
4.1导墙的平面位置决定了地下连续墙的平面位置，导墙放样必须正确，导墙中心线与地下连续墙的中心线应一致，导墙混凝土达到设计强度70%以上时，方可进行成槽作业。
4.2基坑降水、排水
基坑内的土体大部分处于地下水位线以下，连续墙成槽过程中，如能有效地降低地下水位，可增加槽段内外压力，防止塌孔，由于基坑深度范围内各土层透水性较差，且周边房屋、管线较近，地连墙施工过程中没有采用降水措施。基坑开挖过程中采取了设盲沟、集水井明排的措施。
4.3泥浆配制及要求
新鲜泥浆的配合比及性能指标
4.4泥浆的再生处理
循环泥浆经过分离净化后，虽然清净了许多混入其间的土渣，但并未恢复其原有的护壁性能，因此还要调整其性能指标。大量的净化泥浆都要做再生处理，为了跟上施工进度，可采用配置浓缩的新鲜泥浆，再生泥浆不宜单独使用，应同新鲜泥浆掺和后一起使用。
4.5成槽
4.5.1成槽作业时，槽内泥浆液面保持在不致外溢，暂停施工时浆面不应低于导墙顶面30cm。
4.5.2机具挖土时，抓斗钢索一定要呈垂直张紧状态，并根据液压抓头上的探头，在成槽过程中对槽壁进行动态纠偏。
4.5.3每幅槽达到设计深度后，用清水泵置换孔底泥浆。
4.5.4用自制强制式刷壁机对两幅接缝处混凝土凹槽反复刷洗，直至凹槽内的淤泥刷净为止。
4.6钢筋笼吊装
钢筋笼采用双机起吊、单机整体吊装。为保证钢筋笼吊装安全，吊点位置、吊环与吊具的安全应经过设计和验算，钢筋笼上吊环附近的竖向钢筋，必须同相交的水平钢筋全部焊接牢固。钢筋笼吊装前应按设计及规范要求对预埋钢筋、埋件及接驳器的数量、位置进行检查与复核。钢筋笼必须严格按导墙上的分幅位置及现场观测标高就位，以确保接驳器及预埋钢筋、埋件位置准确。
4.7槽段接头
槽段接头用直径小于墙厚50mm的锁口管，锁口钢管用液压千斤顶固定及拔出。
4.8混凝土浇捣
地下连续墙每幅混凝土浇捣与混凝土灌注桩相同，浇筑混凝土应在钢筋笼入槽后4小时内开始，墙顶面混凝土超灌部分高度一般高于设计标高500mm。
4.9底板、楼板、框架梁与连续墙的连接
地下连续墙与地下室底板、楼板连接一般采用刚性连接，即在地连墙的地下室底板、楼板配筋标高处预埋地梁、底板及框架梁钢筋接驳器（直螺纹套筒）及板、壁柱连接钢筋，其底板、楼板框架梁主筋通过直螺纹套筒，板及壁柱通过预埋钢筋与地下连续墙连成整体。为保证连接质量，地下室底板、楼板与地下连续墙交接面均设置混凝土围梁。
4.10衬墙
由于地下连续墙各幅受力不同，变形、沉降值略有差异，加之各幅接头处的防水质量不易保证，墙体可能产生局部渗漏，为保证地下室内墙面无渗漏、平直美观，一般在地下连续墙内侧150-300mm处砌半砖厚衬墙，衬墙和外墙的楼面之间设排水沟，地下室各楼层水沟用排水管连通并汇集到底层集水井。
变形及监测
为及时掌握基坑开挖过程中对周边环境的影响，我们委托了监测单位对基坑周边住宅、幼儿园等房屋及道路、管线进行了变形监测，同时委托了杭州市房屋安全鉴定所对幼儿园、住宅进行了结构安全鉴定。施工过程中变形主要集中在第一道支撑下土方开挖至底板混凝土浇筑之前即土方开挖阶段。该基坑累计最大水平位移35mm，周边建筑物最大沉降住宅为9mm、幼儿园为20mm，位移及沉降变形符合设计要求，仅幼儿园墙体在转角处出现了细微裂缝，经杭州市房屋安全鉴定所鉴定，幼儿园、住宅的结构均安全可靠。
施工注意事项及问题处理
6.1槽段内地下障碍物采用冲抓设备冲抓处理。
6.2通过增加泥浆比重，提高槽段内浆面高度或降低地下水位可防止槽段塌孔。
6.3在槽段内预埋注浆管至底部，待混凝土浇筑达到强度70%后压力注浆，可减少地下连续墙沉降。
6.4消防水池与地下连续墙交界处应增设壁柱，并在水池壁柱迎、背水面均做防水处理。
6.5地下连续墙上不设预留孔洞，管线等预留孔洞一般设在地下连续墙上部的地下室外墙上（墙高1~1.5m）。如确需设置通道等洞口，该处槽段钢筋按预留洞口做法配置，洞口也按槽段钢筋规格、间距配筋并锚入洞口暗梁内，洞口混凝土待地下室顶板浇筑完成后凿除。
6.6个别接驳器、预留钢筋遗漏或偏位的，待地下室开挖后，采用植筋处理。
“二墙合一”地下连续墙支护体系与排桩支撑体系造价比较
本工程采用600厚“二墙合一”地下连续墙、二道水平内撑、被动土体采用φ800高压旋喷桩加固，按地下室周长计算造价约32000元/延米。如采用φ800钻孔灌注桩@1000、一道φ600@400高压旋喷桩止水帷幕，二道内支撑及被动土体加固与本工程同，则按地下室周长计算其造价约23000元/延米（未包括地下室外墙造价），且地下室使用面积减少了约400?O。如排桩支撑体系与“二墙合一”地下连续墙支护体系的地下室面积相同，考虑排桩支护体系中地下室外墙及外墙迎土面与排桩围护之间挖填土的费用约4500元/延米，则两者实际造价相差约4000~5000元/延米；且随着基坑挖深加大，两者之间的差距逐渐减小，当挖深为12~15米或三层地下室时，两者造价基本相同；当挖深大于15米或为四层地下室时，选择排桩支护体系已不尽合理，且造价亦高于“二墙合一”地连墙支护体系。
结语
由于本工程基坑支撑体系方案选择合理，设计、施工、监测及管理到位，在造价没有过多增加的情况下，基坑变形较小、变形稳定，确保了周边浅基础房屋和管线的安全及地下室施工的顺利进行，目前工程已竣工验收。 “二墙合一”地下连续墙支护体系与排桩等支护体系相比较，不仅具有对周边环境影响小、基坑变形小，更加安全可靠等特点，而且缩短了施工工期、拓展了地下空间，地下室建筑面积可增加8~12%，是地质条件及周边环境复杂的大、中城市主城区深基坑中优先选用的支护体系。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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