地下连续墙叠合墙技术在杭州彩虹快速路中的应用
2016-05-05高频
高频
（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）
地下连续墙叠合墙技术在杭州彩虹快速路中的应用
高频
（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）
现介绍地下连续墙叠合墙在杭州彩虹快速路中的应用。通过启明星基坑设计软件及有限元分析软件，为设计提供了计算分析其成果。可供今后类似工程参考。
地下连续墙叠合墙；地下快速路；基坑应用
1 工程概况
彩虹快速路位于浙江省会杭州市滨江区，沿滨文路规划走向，向西与之江大桥主引桥直接连接，向东沿滨文路直至环新路接该工程二标高架桥，总长3 239.15 m（见图1）。快速路规模为机动车双向6车道，地面道路规模为机动车4快2慢。考虑该线路沿线为高教园区，对环境较为敏感，按规划要求快速採路用地下道路形式。
图1 工程总体平面图
2 工程特点及难点
该工程主要有以下几项结构特点及难点：
（1）开挖深度大。该工程采用明挖顺作法施工，隧道主线开挖深度普遍达到12～14 m,局部泵房处达到16 m。
（2）与建筑物及管线距离较近。该工程位于滨江高教园区，与大学建筑群及高压塔距离较近。
（3）土层条件较差。该工程位于钱塘江南岸，土层总体较软。工程开挖影响范围土层从上到下主要有：①杂填土、素填土；②砂质粉土；③砂质粉土、粉砂夹砂质粉土；④淤泥质粉质粘土；⑤淤泥质粉质粘土夹粉砂；⑥淤泥质粉质粘土夹粉砂；⑦含砂粉质粘土。其中基坑开挖范围内主要为③层砂质粉土，基坑底主要位于④层、⑤层淤泥质粉质粘土夹粉砂层中。
隧道主线（基坑开挖深度12～14 m）选取何种围护形式，既能确保施工时相邻建筑物及管线的安全，又具备较高经济性，成为该工程的一大技术难点。
3 设计方案
3.1 方案比选
结合工程设计经验，在此开挖深度范围内（12～14 m），杭州地区常规采用的围护形式主要有钻孔灌注桩+止水帷幕、工法桩（SMW）、地下连续墙（两墙分离）及地下连续墙（两墙结合）。
（1）钻孔灌注桩：自身不具备止水性，需结合隔水帷幕一同使用，增加了工程造价及工期。其工期较地下连续墙长，造价同地下连续墙相比并不具备绝对的经济优势，所需施工场地较大。根据杭州地区的工程经验，随着开挖深度的增加，其隔水帷幕的施工质量下降。该段开挖深度较深，如隔水帷幕施工质量无法保证，可能造成坑底突涌，造成不可挽回的损失。
（2）地墙：施工速度较快，安全系数高。具有很高的围护刚度，有利于周边建筑及管线的保护，而且采用地墙叠合结构时，围护结构与主体结构永久结合，可有效地减少二次浇注侧墙的厚度，从而大幅降低造价。
推荐隧道主线方案为600 mm厚地下连续墙+4道内支撑。
3.2 方案介绍
3.2.1 基坑周边环境介绍及施工工序
图2为典型基坑平面图。
图2 典型基坑平面图
现选取桩号为K3+740的典型断面进行方案介绍。该基坑深H=13.9 m，宽26 m，基坑边距离高压铁塔最近处约L=15.4 m，H＜L＜2H,铁塔属于基坑保护范围内。基坑设计采用600 mm厚地下连续墙＋4道内支撑。施工时先施工地连墙，后开挖基坑，随撑随挖，最后施工主体结构。
图3为典型基坑横断面图。
图3 典型基坑横断面图
3.2.2 围护结构开挖计算
经启明星计算软件计算后，各项内力图如图4～图6所示。
图4 位移包络图(0.8～30.7)
图5 剪力包络图(-369.9～353.3)
图6 弯矩络图（-592.1～608.0）
墙底抗隆起验算安全系数K=2.1＞2.0；坑底抗隆起验算安全系数K=1.65＞1.6;带支撑抗倾覆验算安全系数Kc=1.16＞1.15;抗管涌验算安全系数K=1.554＞1.5。基坑相关计算安全系数及基坑变形均满足规范[1]要求。
3.2.3 三维有限元分析
因高压铁塔在基坑开挖影响范围内，为确保安全起见，另采用有限元分析软件，分析基坑开挖对铁塔的影响(见图7、图8)。
图7 有限元三维模型
图8 最终土体位移云图
三维分析结果表明，由于彩虹路隧道深基坑开挖引起的高压线铁塔的绝对沉降量为19.8 mm＜20 mm，不均匀沉降19.8-15.02=4.78 mm，倾斜4.78/8 000=0.000 5＜0.002[2]，均满足变形控制要求。
3.2.4 地墙与主体结构的有效连接
地墙钢筋与内衬墙钢筋主要通过预埋的钢筋接驳器来连接,地墙混凝土与内衬墙混凝土之间主要依靠混凝土之间的摩擦力来连接。为达到预定的有效连接效果，需有以下构造措施：
（1）内衬墙施工前应对叠合面凿毛，凿出青石子露面，凹凸面平均深20 mm，仔细检查地墙墙缝渗漏情况，并对墙缝进行局部防水处理。
（2）在地墙钢筋笼制作中，应控制好预留层板钢筋接驳器的定位，吊装入槽过程中应避免和导墙摩碰造成接驳器护盖掉落；地墙混凝土浇筑后，应按设计要求及时进行墙底注浆，控制墙体沉降。
（3）地下墙与内衬墙满足结合面剪应力要求时(未配抗剪箍筋时不大于0.7 MPa，大于0.7 MPa时设抗剪箍筋)，整体按叠合墙计算，墙体计算厚度开挖阶段取单墙（地墙）厚度，回筑阶段根据回筑工况逐层取双墙（地墙加内衬墙）厚度。
4 基坑监测
在后期施工时基坑监测过程中，围护结构本身及高压铁塔的各项主要的监测数据，均在规范允许范围内。
5 结语
根据理论计算分析、施工时对基坑开挖的监测，以及实际运营过程中的反馈，得出结论：地下连续墙叠合墙作为基坑支护结构，既能确保施工时相邻建筑物及管线的安全，又具备较高经济性。
[1]DB33/T1008-2000，浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》[S]. [2]GB50007－2011，建筑地基基础设计规范[S].
TU753
B
1009-7716（2016）05-0236-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.066
2016-02-19
高频（1983-），男，浙江杭州人，工程师，从事市政工程地下结构设计工作。
