超深地下连续墙针对不同工艺的施工工效及经济效益分析研究

唐力 陈佳培 向吉

摘 要：进入21世纪后，随着施工机械的引进和施工工艺的改进，地连续墙技术成为地下工程和深基础施工中行之有效的技术，同时对地下连续墙的工程经济性要求越来越高。采用抓铣结合或抓钻铣结合工艺是合理的，其中抓钻铣结合工艺，既能满足地下连续墙成墙质量要求，又能大幅度提高施工功效，同时工程经济性显著。

关键词：地下连续墙;抓铣工艺;抓钻铣工艺;经济效益

1 前言

自从我国引进地下连续墙技术，地下连续墙作为基坑围护结构的设计施工技术已经渐趋成熟。进入21世纪后，随着施工机械的引进和施工工艺的改进，地连续墙技术成为地下工程和深基础施工中行之有效的技术，同时对地下连续墙的工程经济性要求越来越高。本文针对超深地下连续墙纯抓工艺、纯铣工艺、抓铣结合工艺及抓钻铣结合工艺的经济效益进行分析研究。

2 工程概况

南京江北新区中心区地下空间一期建设工程 PPP项目是国家级新区江北新区的核心项目，位于南京江北新区新金融中心，西至万寿路及万寿路西侧规划道路，北至定山大道北侧规划路，东至胜利路及胜利以西规划路，南至商务西街及商务西街北侧规划路。本工程包含12个地块以及地块之间道路用地，占地面积29.66公顷，地下总建筑面积约85.10万平方米，包含地下停车场、设备用房、地下室人防工程、道路工程、雨污水工程、管廊工程、过境隧道工程、地铁配套工程、其他市政空间及服务设施。本工程最深为地下七层结构，基坑最深处为地下48m，是国内规模最大的在建地下综合体。

本项目围护结构采用0.8m、1.0m、1.2m、1.5m厚地下连续墙，地下连续墙深75.65m、72.0m、51.15m、55.15m、49.72m，工程量约2000幅。地下连续墙作为地铁的围护性结构，对地下连续墙墙体的垂直度要求很高，所有槽段平面内、外的垂直度偏差不应大于1/500。地下连续墙的接头采用工字钢接头及铣接头，以满足结构受力及接缝止水要求。本工程针对不同深度、不同地层采用了纯抓工艺，纯铣工艺、抓铣结合工艺及抓钻铣结合工艺进行施工。

3 工艺流程

纯抓工艺成槽工艺：导墙施工→抓斗成槽机槽段挖掘→成槽质量验收。

纯铣工艺成槽工艺：导墙施工→铣槽机槽段挖掘→成槽质量验收。

抓铣结合工艺成槽工艺：导墙施工→浅层抓斗成槽机挖掘→深层铣槽机挖掘→成槽质量验收。

抓钻铣结合工艺成槽工艺：导墙施工→浅层抓斗成槽机挖掘→深层旋挖钻引孔→深层铣槽机挖掘→成槽质量验收。

4 成槽工效及经济效益分析

本工程以槽深72m、槽宽6m、槽厚1.2m地下连续墙为例进行成槽经济效益分析，其中35m以上为黏土层，35～72m为砂层、砂卵石层及泥岩层。

4.1 纯抓工艺成槽工效及平均施工成本

抓斗成槽工效：8～10天/幅

抓斗成槽成本：600元/m³

泥浆外运成本：100元/m³

平均施工成本=600+100=700（元/m³）

4.2 純铣工艺成槽工效及平均施工成本

铣槽机成槽工效：2.8天/幅

铣槽机成槽成本：1350元/m³

泥浆外运成本：100元/m³

平均施工成本=1350+100=1450（元/m³）

4.3 抓铣结合工艺成槽工效及平均施工成本

地下连续墙深度72m，35m以上部分黏土层采用抓斗成槽，地下35m至72m范围砂层、砂卵石层、岩层采用铣槽机成槽。

抓铣结合成槽工效：3.0天/幅

平均施工成本=（600×35+1350×37）/72+100=1085.42（元/m³）

4.4 抓钻铣结合成槽工效及平均施工成本

地下连续墙深度72m，65m以上部分黏土层、砂层、砂卵石层采用抓斗成槽，65m～72m岩层采用旋挖钻和铣槽机成槽。

抓钻铣结合成槽工效：3.5天/幅

抓斗成槽成本：600元/m³

旋挖钻+铣槽机成槽成本：1050元/m³

泥浆外运成本：100元/m³

平均施工成本=（600×65+1050×7）/72+100=743.75（元/m³）

4.5 不同施工工艺成槽工效与施工成本对比分析

本工程地下连续墙工程量约2000幅，成槽方量约103.68万m³。

采用纯抓工艺成槽总施工成本：700×103.68=72576（万元）

采用纯铣工艺成槽总施工成本：1450×103.68=150336（万元）

采用抓铣结合成槽总施工成本：1085.42×103.68=112536.35（万元）

采用抓钻铣结合成槽总施工成本：743.75×103.68=77112（万元）

本工程地下连续墙采用纯抓工艺，纯铣工艺、抓铣结合工艺及抓钻铣结合工艺成槽工效及平均施工成本具体见表3-1。

4.6 总结

通过本工程超深地下连续墙不同施工工艺成槽工效与施工成本对比分析，采用纯抓工艺成槽，平均施工成本最低，但是工效需8～10天/幅，无法满足施工工期要求，不适合入岩超深地下连续墙施工要求;采用纯铣工艺成槽，施工工效最快，但是施工成本达1450元/m³，缺乏工程经济性，在工期不是很紧张情况下，不建议采用纯铣工艺进行成槽;采用抓铣结合工艺，成槽工效与施工成本适中，适合超深地下连续墙成槽施工;采用抓钻铣工艺成槽，成槽工效适中，施工成本较抓铣结合工艺低，为超深地下连续墙最优成槽工艺。

5 结语

实践证明，在超深地下连续墙成槽施工中采用纯抓工艺或纯铣工艺，无法同时满足施工工效与施工成本要求;采用抓铣结合或抓钻铣结合工艺是合理的，其中抓钻铣结合工艺，既能满足地下连续墙成墙质量要求，又能大幅度提高施工功效，同时工程经济性显著。