深基坑地连墙支护结构优化施工实例

吴更忍

【摘 要】以某深基坑支护工程为例,阐述了地连墙+锚杆支护技术在该深基坑施工中的应用情况及设计与施工的动态联系,介绍了施工中发生的问题和采取的措施,使基坑的安全得到了充分保证. 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2018(044)022 【总页数】3页(P66-68)

【关键词】地连墙;防渗流;支护体系;优化施工 【作 者】吴更忍

【作者单位】山西一建集团有限公司,山西 太原 030000 【正文语种】中 文 【中图分类】TU476.3

1 工程概况

山西某超高层(150 m)工程，建筑面积120 054 m2。基坑形状大致呈L形，基坑底面积11 000 m2。基坑开挖深度15.1 m/16.9 m/17.0 m大于15 m；基坑开挖影响范围内有需要保护的建(构)筑物；工程地质、水文地质条件属较复杂场地，基坑侧壁安全等级为一级。

基坑开挖影响范围内周边环境情况为：西侧为城市高档住宅小区；北侧为商务中心；

东侧、西侧为城市主道路；基坑周边有多条地下管线。其中基坑西侧紧邻城市排水暗渠靠近基坑南侧人行道有通讯电缆沟需要重点保护。

场地的地质状况自上而下依次为：①素填土层，厚度1.5 m～10.60 m,平均厚度4.64 m；②粉土层，厚度1.80 m～10.90 m，平均厚度7.82 m；③粉细砂层，厚度1.20 m～9.8 m，平均厚度5.69 m；④粉土层，厚度0.90 m～12.00 m，平均厚度6.13 m；⑤粉细砂层，厚度2.40 m～9.50 m，平均厚度6.04 m；⑥细中砂层，厚度2.60 m～12.80 m，平均厚度6.48 m；⑦粉质粘土层，厚度2.00 m～11.40 m，平均厚度5.35 m；⑧粗砂层，厚度0.80 m～3.70 m，平均厚度2.17 m。

场地内地下水在勘探深度范围内，分为两个类型，即上层潜水和下部的微承压水，静止水位埋深7.40 m～8.70 m，混合稳定水位埋深6.30 m～8.90 m。 2 基坑支护 2.1 基坑支护方案

根据参考JGJ 120—2012建筑基坑支护技术规程相关条款，基坑支护采用地下连续墙+锚杆方案，地连墙仅兼做(半悬挂式)止水帷幕。

1)西侧地连墙标高取暗渠底标高+1/3暗渠内净高，即冠梁顶不低于暗渠最大水压力合力点标高，冠梁以上采用重力式挡土墙，挡土墙采用MU10普通砖M7.5水浆砌筑砖砌体，240×240构造柱在冠梁生根。

2)锚杆端部须在相邻建筑主体结构投影范围外侧；凸角处两侧调整锚杆标高上下各0.5 m，以免相互影响。

3)锚杆成孔采用套管跟进钻机，管内出土和注浆。

4)地下水控制采用坑内降水+坑外回灌组合型式，避免坑外地下水位下降对土体产生附加沉降。

5)地连墙接头采用十字板加翼(镀锌铁皮)接头(接头处钢筋笼以凹槽形式与十字钢板

相互咬合)，见图1。

6)采用信息化施工，严格按监测方案要求对基坑及周边环境进行监测，并根据监测数据复核各方案设计的施工工况与实际情况是否相符合。

2.2 基坑降水方案

帷幕插入基底深度：主楼西侧D60～D67及D11～D19共17幅取10.1 m；其余部位取9.0 m。

基坑降水采用坑内管井降水，井管采用φ325钢管沿帷幕周边布井23口，结合地区经验坑中心设6口观测兼降水井。坑外观测兼回灌井有效减少和控制降水对周边环境的影响，采用φ300混凝土无砂管，布井沿基坑周边布置，平均间距15 m。 2.3 支护及帷幕主要参数

东、南、北侧-5.7 m以上部位采用土钉墙：土钉杆体采用φ48 mm，壁厚2.75 mm钢花管@1.5×1.3 m;面层采用C20喷射混凝土，内置φ6.5@250×250钢筋网。-5.7 m以下部位地连墙：采用700 mm厚P6级C25混凝土锚入土层9 m局部10 m，锚杆3排～4排，长度17.0 m～18 m。

西侧-3 m以上部位采用240厚配筋砖砌体。-3 m以下部位地连墙：采用700 mm厚P6级C25混凝土锚入土层9 m局部10 m，锚杆4排，长度15.0 m～20 m。

地下连续墙总长452 m，槽段共67个，地下连续墙高度为19.2 m/22.1 m/24.7 m。 3 方案实施

3.1 加强设计与施工联系 3.1.1 地连墙槽段布设位置的优化

原基坑设计方案按设计条件施工作业面宽度为地下室外挑基础向外500 mm。施

工前结合了主楼施工TC7052塔机现场布置，结合支护结构特点和场地条件，将地连墙弧形段调整为直线段，基坑内侧预留出施工5.1 m×5.1 m塔机矩形独立基础位置。降低了凸角对支护结构的不利影响的同时，最大限度发挥了塔机的使用能力。

3.1.2 提高地连墙接头部位连接刚度和防渗流效果

地连墙的施工包括导墙的修筑、成槽施工、槽段间接头处理、钢筋笼制运安、混凝土的浇筑等工序。通常施工以导墙的修筑精度和强度为高质量成槽的前提，在成槽施工时使用符合要求的泥浆；施工前合理划分单元槽段长度，合理选择槽段之间的接头方式；钢筋笼制作、吊运、安装控制钢筋笼的制作刚度和精度、垂直度；混凝土浇筑控制浇筑质量和适当超灌等使得槽壁稳定、接头可靠、钢筋笼位置准确、提高混凝土成型质量，以期形成高质量的槽段。结合本工程地下水位高、地层条件易局部塌方的施工特点对地连墙施工的全过程进行分析，针对施工薄弱环节采取了如下施工措施：

1)合理划分槽段的形状。转角部位L形、V形、Z形等异形槽段最大限度采用对称形状布置，以便利用形心即重心快速选择吊点保证吊运钢筋笼侧面垂直度。 2)控制钢筋笼制作精度，缩短钢筋笼安装时间提高槽壁稳定。用槽钢制作钢筋笼加工模具，控制钢筋笼形状；模具上根据钢筋间距的设计位置画出控制标记控制各种钢筋的布设精度。

3)控制槽段侧面的垂直度偏差不大于0.5%。钢筋笼安装前测量其侧面垂直度，导墙上钢筋笼的两对临时固定支点的标高及间距，通过精确控制吊筋长度(吊筋长度偏差20 mm)，利用重力铅直向下对槽段侧面的垂直度进行纠偏。

4)考虑泥浆护壁槽壁稳定的时间效应，缩短成槽时间提高槽壁稳定。对易局部塌方的西侧南段局部范围缩短槽段长度(4.5 m)缩短成槽时间；异形槽段最大限度采用对称形状布置，以便利用形心即重心快速选择吊点，有效控制吊运时间；槽段浇筑

混凝土后对后续槽段侧十字板法均进行清理，防止绕流混凝土影响钢筋笼安装。 5)减少钢筋笼碰撞槽壁的局部塌方。十字钢板与导墙的间隙取20 mm～30 mm,小于钢筋笼主筋保护层70 mm减小碰撞槽壁面积；钢筋笼主筋保护层采用几字形铁皮，减小碰撞槽壁强度；为施工操作方便，后续槽段与十字钢板的空隙采用5 cm～8 cm碎石填充(碎石含泥量不大于5%)，使得后续槽段开挖时接头部位更易于清理，以有效保证接头部位防渗流路径长度。 3.1.3 西侧砖砌挡墙设计优化

设计西侧地连墙冠梁以上采用砖砌挡墙，并用构造柱与冠梁形成整体。施工冠梁时发现，迎土侧导墙保存完好，采用了该部分导墙代替部分砖砌挡墙。减少了对基坑侧壁土体的扰动，简化了施工工序，加快了施工进度。 3.2 信息化施工

3.2.1 西侧中部凸角处地连墙幅幅之间出现渗漏

D63幅地连墙因测斜管安装到了冠梁主筋位置，西侧中部凸角处冠梁无法贯通D63幅地连墙。土方开挖后，西侧中部凸角处地连墙幅幅之间发现裂缝渗漏，裂缝最大处墙面错开10 mm。 采取措施:

1)因渗漏点局限于开挖面以上且渗漏量较大，在渗漏点打入泄水管，快硬水泥封堵泄水管上部及周边。

2)现场取水样沉淀3 h，水样底部无泥沙。因邻近有补给水，为不增加地连墙的侧压力，将渗漏水导流至基坑内降水井后排出。处理后，周边未再发现渗漏。 3.2.2 基坑南侧东侧土钉墙出现不明地下水侵袭

基坑开挖后，基坑南侧、东侧土钉墙出现不明地下水侵袭钢花管局部渗水，墙体根部土体趋于饱和，冠梁位移加大。结合现场情况采取措施:

1)在挖机有作业面的南侧西段土钉墙上部土体进行卸载1.5 m；东侧南部15 m塌

方范围加大放坡角度至1∶0.5，坡面重新喷射混凝土面层。

2)在挖机无作业面的东侧北段，清理上部堆载，采用人工洛阳铲成孔，长度1.5 m@500 mm D150钢管C20混凝土短桩加固坡脚范围土体。 3)排除东侧南侧城市管线沟内不明积水，处理后冠梁顶位移趋于正常。 3.3 实施结果

基坑土方开挖严格按照土方开挖方案进行，坑内管井降水。期间挖至-6.7 m(坑深5.8 m)后进行了工程桩施工(工期约为120 d)。土方开挖后，检查地连墙成型质量良好；冠梁未发现裂缝出现；止水帷幕大面无开裂、基本无渗漏；基坑降水降至基底以下0.6 m。

自土方开挖到基础底板浇筑完成期间，对冠梁顶水平位移进行了观测。冠梁各面最大水平位移：东侧26.0 mm；西侧39.0 mm;南侧37.3 mm；北侧22.7 mm。与监测方案地连墙顶部水平位移控制值30 mm、监测报警值25 mm相比较，北侧最大位移较小，与北侧为最短边(70.7 m)和设置内坡道最后开挖有关；西侧位移较大，与时空效应和暗渠补给原因地下水位较高有关。

临近建筑物最大沉降量6.94 mm，沉降均匀、稳定；未发生影响施工及周边环境问题。 4 结语

1)该深基坑工程的施工是成功的，基坑的安全得到充分保证，设计合理、精心施工、及时监测、及时调整。

2)强化设计与施工联系可以提高技术经济效益，是实现设计、施工共赢的有效途径。 3)地连墙接头采用十字接头满足抗突涌和抗渗流破坏要求，连接刚度也较好。 4)采用内坡道，挖掘机坑内挖土显示了一定优越性，如果先中间后周边分层盆式挖土，效果会更好。

【相关文献】

[1] 龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.