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1、“T”型变截面地下连续墙在基坑支护工程中的应用胡 曦 刚（武汉京冶地基基础工程有限责任公司 湖北 武汉 430080）摘要：某大厦基坑支护工程设计中，首次采用了“T”变截面地下连续墙作为支护结构，在地下连续墙工程施工中，对存在的问题及时处理，确保了设计意图的实现和工程的顺利完成。关键词：基坑支护工程、“T”型变截面地下连续墙、设计与施工前言：目前地下连续墙已经在我国得到了广泛地应用，作为一项先进的工艺，在我国已大量用于深基坑支护、市政、堤防等工程领域，虽然在施工机械、槽段接头方式、工艺参数等各方面有着千差万别，但有一点是相同的，那就是地下连续墙的同一槽段内，槽底是处于同一水平标高。“三合一”地
2、下连续墙集挡土、止水、承重三效合一，在满足挡土、止水功能后，地连墙作为地下室外墙需提供较高的承载力，常规做法是将地连墙整体加深，直至地基承载力较高的土层，以满足承载力的要求，但带来的是工程量的大幅增加和工程成本的居高不下。在本大厦基坑工程中，基于反复计算的前提下，对传统的地下连续墙进行改革创新，并首次将“T”型变截面地下连续墙运用于实际工程中，取得了令人满意的成果。1 工程简介某大厦位于福建省漳州市胜利西路漳州宾馆对面。该大厦主楼地上23层，地下两层，工程占地面积约1700m2，主楼为框剪结构，桩基为钻孔灌注桩，桩长40m。该工程基坑呈长方形，外形尺寸为53.0m28.3m，基坑面积约1500
3、m2，基坑开挖深度9.8m（相对自然地面）。该工程地处漳州市闹市区，周边环境复杂。基坑南临胜利西路人行道下有上、下水道、电缆等设施。该设施距基坑边4.07.0m不等。基坑东侧为市粮食局大楼（10层、框架结构、桩基础）；基坑北侧距坑边7.0m处为市水利局办公楼和住宅楼，其基础形式分别为桩基和天然基础。漳州农委住宅楼（天然基础）在基坑西侧，距坑边4.1m；漳州宾馆营业综合楼（桩基）距基坑西侧6.5m。基坑周边环境见图1。2 工程地质和水文地质情况2.1 工程地质情况根据地质勘察报告，该工程所处场地属漳州平原冲洪积级阶地，地势较为平坦，地层结构自上而下依次为：杂填土、粉质粘土（可塑硬塑状态）、粗砂、
4、淤泥质土（流塑）、中砂、粉砂、粗砂、砾砂，土层技术参数详见表1。表1 工程所在场地地质情况地层编号土层名称平均厚度（m）重度（KN/m3）粘聚力C（KPa）内摩擦角（）杂填土2.118.0815粉质粘土1.818.838.315.2粗砂6.218.9035淤泥质土1.116.88.34.3中砂4.019.2030粉砂3.218.7028粗砂2.519.3032.5砾砂2.819.50322.2 水文地质情况该工程场地地下水有上层滞水及孔隙承压水两种类型，第层与其下第层均属承压含水层，勘探期间测得混合水位在地面以下3.44.2m。3 基坑支护设计3.1 工程特点本工程所处地段为闹市区，相邻建筑物
5、距基坑边距离较近，基坑支护结构必须确保周边建筑物及地下管网的正常使用及安全。经多种方案比较，综合安全、经济的因素，最后采用“三合一”地下连续墙+内支撑的支护形式，即地下连续墙起到挡土、止水及作为地下室结构墙使用的功能。3.2 支护方案设计3.2.1 “T”型变截面地下连续墙设计思路地下连续墙墙底进入第层粗砂层800mm（墙深13.5m），即可满足挡土、止水的支护要求，但作为“三合一”地下连续墙，本工程支护中既作支护结构使用外，还兼作地下室外墙使用。具体设计中，将地下室设计作了部分修改，即将地下室外墙轴线外推2.0m与地连墙轴线重合，并取消边桩，因此地下连续墙墙底落在第层砂粗层是无法提供设计要求
6、所需的承载力的。按照常规做法，是将所有的地下连续墙槽段墙深增加，但是由于地下连续墙绝对单价相对较高，整体加深必然会大幅增加工程量，带来造价增加较多，显然不经济。因此在本工程中，我公司提出了每隔9.2m增加一根墙下桩，即地下连续墙局部加深至强风化持力层，此举在工程量增加幅度较小的情况下，大大提高了地下连续墙的承载力，其“T”型变截面地下连续墙布置如图2所示。3.2.2 支护结构设计及分析局部加深的地下连续墙可视为墙底方桩，因此“T”型变截面地下连续墙的设计即为地下连续墙与墙下方桩的共同作用，在具体设计中分别按地下连续墙支护和基桩进行结构设计。地下连续墙墙厚0.6m，墙深13.5m（以自然地面起算
7、），每隔9.2m设置一段宽2.8m的墙下桩，桩长8.5m，进入强风化岩1.0m，分别在自然地面以下2.5m和6.5m墙身处布置两道现浇钢筋混凝土支撑梁，梁截面尺寸为600600mm。对本工程，由文1算得在地下室施工过程中桩身的弯距及水平位移如下图所示。图3由上图可知，基坑开挖过程中，墙身最大计算弯矩为732KNm，最大计算水平位移为21mm，根据对基坑开挖过程中的实际观测，地下连续墙墙身的最大水平位移为19.5mm，这与理论计算值是相符的。4 “T”型变截面地下连续墙施工4.1 成槽地下连续墙成槽机械选用从德国引进的BS-650型全液压抓斗机。为确保成槽精度，先施工一圈现浇钢筋混凝土导墙。将周
8、长164m的地下连续墙划分为32个槽段，其中一期槽16个，二期槽16个。施工时，采取跳挖施工：先施工一期槽，然后施工二期槽。其中将所有“T”型变截面的槽段均安排为一期槽，在成槽过程中尤其要注意局部加深处的精确定位，因为这将对后期吊放钢筋笼能否顺利进行起到关键性的影响。成槽施工中由于为水下作业，因此选用泥浆护壁。在本工程中泥浆制作材料主要有：优质红粘土、膨润土、纯碱和水，其施工配合比为0.1：0.15：0.005：1。4.2 钢筋笼制作及吊放在本工程中由于一期槽为“T”型变截面槽段，深度较深，均进入强风化岩，钢筋笼长度为22m，而二期槽进入第层粗砂层800mm，深度较浅，为14.5m，因此在钢筋
9、笼制作中，“T”型变截面槽段钢筋笼采用分两段制作，分段吊装，在第一段钢筋笼入槽后，立即将第二段钢筋笼吊装至槽口并焊接。二期槽钢筋笼则采用整体制作，整体吊装。4.3 槽段清底、换浆在钢筋笼吊放入槽后，需对槽段内进行清底和泥浆置换，对于深度为14.5m的二期槽段，采用的是正循环进行泥浆置换和清底。而“T”型变截面槽段，在钢筋笼分段吊装和焊接需时较长，一般为0.51.0小时，且槽段深度较深（深度为22.0m），故槽段内泥浆静置时间较长，沉渣较厚，因此采用气举反循环的方式进行清底和泥浆置换。4.4 水下混凝土浇筑在本工程地下连续墙工程中全部采用商品混凝土，混凝土强度等级为C30，抗渗标号S8，此外对于
10、供应的商品混凝土还要求其水泥用量不小于400kg/m3，塌落度控制在1822cm范围内，粗骨料最大粒径不应大于30mm。采用水下混凝土浇筑方式进行，在浇筑混凝土过程中，导管始终要埋入混凝土内24m。在浇筑混凝土至设计地下连续墙墙顶标高后，仍应超灌500mm。5 施工中应注意的问题5.1 泥浆工程由于本工程现场所处地层主要为砂性土层（以中、粗砂为主），成槽施工中泥浆含砂率较高，泥浆循环至废浆池后沉淀的泥砂较厚。为确保成槽质量，保证不塌孔，在施工中采取经常补充新鲜泥浆、在泥浆中将纯缄的掺量提高、加入木屑、锯末和定期清除废浆池内的沉砂等方法与以解决。5.2 混凝土浇筑地下连续墙的混凝土浇筑为水下浇筑
11、，因此混凝土的浇筑质量直接影响到地下连续墙的施工质量，尤其是作为地下室外墙使用时确保不渗水的关键所在。采用23套导管浇筑混凝土时，确保有23台砼搅拌车同时浇灌。同一槽段内混凝土面在同一高度，两处的混凝土高差控制在300mm以内。混凝土浇筑过程中，导管不能作横向运动，以免把沉渣和泥浆混入混凝土中。由于施工中注意了这些问题，所以在基坑开挖后，对地下连续墙墙壁的观测中，未发现有渗漏水现象发生。5.3 周边荷载的控制基坑开挖过程中，由于施工地下室的单位将大量的模板、扣件以及各种周转材料就近堆放于基坑边，使得地下连续墙支护结构承受了很大的周边荷载。在支护结构设计中，我们考虑的支护结构承受的周边荷载是不超
12、过20KPa，而实际上现场的堆载已经达到35Kpa，造成的后果是支撑梁上出现微小裂缝。我们在基坑开挖过程中的监测及时地反映了这一危险情况，在对周边卸载处理后，直至地下室施工完毕后，支撑梁上的裂缝没有发生新的增长。因此，在基坑开挖施工过程中，严格控制基坑周边堆载是确保基坑安全的重要手段，其次建立规范的监测体系也是必不可少的。6 体会与探讨6.1 在本工程中， “T”型变截面地下连续墙的设计与施工都是成功的。在后期基坑开挖及地下室施工中未出现任何裂缝，而且在目前建成后的使用过程中，作为地下室外墙部分的地下连续墙也未出现因不均匀沉降而引起的裂缝，达到了预期目的。6.2 在本工程中“T”型变截面地下连
13、续墙可视为墙下桩，作为地下连续墙施工设备的全液压抓斗亦可施工“一” 字或“十” 字等形式的异型桩。6.3 减少周边堆载是控制围护结构变形非常有效的手段。6.4 对于“T”型变截面地下连续墙设计中，如何确定其在基坑开挖面以下的嵌固深度是我们下一步研究的内容。6.5 对于以后“三合一”地下连续墙的市场推广有着重大意义，在工程量、工程造价增加不多的前提下，可大大提高地下连续墙的承载力，亦可取代部分桩基，提高了地连墙的市场竞争力。6.6 改进连接方式，控制不均匀沉降，加强槽段横向连接，更好地解决差异沉降问题。参考文献：1中国建筑科学研究院，建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）S，北京：中国建筑工
14、业出版社，1999。Application of The Type of “T” Diaphragm in Foundation Pit of a MansionHU Xi-gang（Jingye Subgrade and Foundation Eng.Resp.Co.Ltd., Wuhan 430080,China）Abstract: as a foundation pit bracing structure ,the type of “T” diaphragm was used first, the purpose of design was achieved for the matter
15、 was processed directly in the construction.Key words: foundation pit bracing,the type of “T” diaphragm,design and construction 作者简介：胡曦刚，男，1977年出生，1999年毕业于武汉工业大学建筑工程专业，现为工程师，主要从事深基坑工程设计与施工、桩基工程施工与检测、地基处理设计与施工方面的工作。联系电话：13071214641，85691160E-mail：工作单位：武汉京冶地基基础工程有限责任公司联系地址：湖北省武汉市青山区滨港路1号，邮编430080。667建筑网 万份建筑资料免费下载！