闹市区狭小空间内超深地下连续墙技术

2022-07-21常静波上海市基础工程集团有限公司上海200433

绿色建筑 2022年1期

常静波（上海市基础工程集团有限公司，上海 200433）

1 工程概况

本项目位于上海市静安区天目社区 C070102 单元 44-01和 46-01 地块之间，福建北路（天潼路至北苏州河路段）两侧，主要结构施工是连接两个地块的地下连通道（地下 2层），福建北路红线范围内的地下 1 层（人行）及地下 2 层（车行）连通道，深度约 18.00 m，主体围护为 50.10 m 地下连续墙。

福建北路（天潼路至北苏州河路段）道路交通繁忙，两侧建筑物密集，地下管线众多，环境复杂、基坑工程侧壁安全等级为一级，保护要求高，且位于闹市区，根据现场的实际探勘及类似项目的施工经验，本工程周边存有居民住宅、大厦等，施工时需重点关注，同时也应重点注意对周边居民的扰民及民扰措施。

本项目因交通组织要求，需临时占路半幅施工，东西区场地面积均为约 1 600 m2且为鱼腹式形状，中间最宽距离仅 22.00 m，两端最窄距离仅 8.00 m，此场地形状对大型设备的站位及配套设施的位置带来巨大挑战，在施工准备工作时要合理规划场地布置。

2 工程地质条件

本工程场地在 140.45 m 深度范围内的地基土属第四纪全新世（Q4）和晚更新世（Q3）沉积层，主要由黏性土、粉土及砂土组成，按其沉积年代、成因类型及其物理力学性质的差异，从上至下可划分为 9 个主要层次，本工程地下连续墙深度为 50.10 m，且地墙 40.00 m 下进入⑦层灰色粉砂层。

3 本工程超深地下连续墙简介

本工程地下连续墙深度为 50.10 m，且地墙 40.00 m 下进入⑦层灰色粉砂层，施工中对成槽设备性能、槽壁稳定要求较高，泥浆护壁稳定性控制难度大，设计上考虑地墙采用十字钢板接头形式。钢筋笼吊装按照最大钢筋笼进行验算，最长钢筋笼长 49.60 m，宽 6 000 mm，最重钢筋笼总重约 62.8 t，因场地因素限制，将钢筋笼分两节制作，其中顶笼长 40.60 m（受力段）、重 55.7 t（不含索具），底笼长9.00 m（止水段）重 7.1 t（不含索具）。为了保证钢筋笼起吊的安全性，并根据工况等因素考虑，钢筋笼均采取分两节吊装，槽端口对接（焊接）后整体入槽方式。

4 狭小场地内超深地下连续墙施工

4.1 狭小场地内大型机械及配套设施合理化布置

350.0 t 主吊站位于通道南侧，因场地形状愈靠近两端宽度愈窄，故主吊处于静止状态，无法前后移动，仅可进行钢筋笼起吊工作；200.0 t 副吊位于通道北侧，可在其站位至通道上方 15.00 m 范围内南北向走动，可进行十字钢板拼装、钢筋原材吊装、钢筋笼主筋套丝摆位、钢筋笼吊装入槽等工作；SG60 成槽机施工位置只能在通道的正上方，临时土方堆场借用于相邻地块，现场配一台短驳车进行土方运输；泥浆系统位于场地最南侧，采用 21 只 6.00 m×3.00 m×2.50 m 的集装箱组成；场地北侧搭设一个 42.00 m×6.00 m的钢筋笼加工平台，在钢筋笼平台西侧划 2.00 m 范围作为套丝场地，剩余西侧三角位置为半成品钢筋、十字钢板、预埋件堆放场地等。

4.2 地墙施工各工序交叉施工

因场地面积狭小、地墙施工工艺复杂、施工机械占地面积大等因素限制，各工序无法实现同时施工作业，需对现场主要工序施工时影响其他工序施工进行辨别及梳理，合理的安排施工顺序才能安全快速地完成地下连续墙施工。

4.2.1 十字钢板拼接

本工程接头形式为十字钢板，钢筋笼制作时因 200.0 t副吊站位只能在钢筋笼平台东侧预先拼接十字钢板，故要预先排好钢筋笼制作迎土面和背土面的分别，在拼接十字钢板时 200.0 t 履带吊需后退至连通道主体上方，此位置是成槽作业时临时短驳车停靠位置，故成槽作业应停止至十字钢板位置放好后方可恢复施工，其间影响成槽施工 2 h。

4.2.2 钢筋笼主筋接丝工作

钢筋主筋接丝位置在钢筋笼平台西侧，现场钢筋堆场在接丝位置西侧，因场地狭小，不同长度的主筋放置在一起，故需 200.0 t 履带吊协助翻倒钢筋将钢筋放到接丝的位置，此时需将履带吊后退至连通道主体上方配合起吊钢筋，此时成槽施工也因无法出土需暂停施工，此期间影响成槽施工 2 h。

4.2.3 钢筋笼制作

因场地限制，钢筋笼平台仅 42.00 m，而钢筋笼总长度为 49.60 m，故需分 9.00 m/8 .00 m，40.60 m/41.60 m 两节制作，在止水段小笼子制作好以后要先将其吊至相邻 46-01号内作为临时放置点。在此期间 200.0 t 副吊需移至顶板区域进行吊装，成槽作业也应停止，此期间影响成槽施工 1 h。

4.2.4 钢筋笼吊装

钢筋笼整体验收合格后现场开始进行钢筋笼吊装作业，首先将临时放置在一场地内的钢筋笼吊放入槽，之后再双机起吊钢筋笼平台上受力段钢筋笼至槽口，在槽口进行止水段钢筋笼和受力段钢筋笼焊接施工，焊接完毕后整体下放钢筋笼至笼顶标高位置。此阶段场地上所有工序都应停止施工，等待钢筋笼吊装完毕，此期间影响成槽施工 8 h。

4.2.5 混凝土浇注

钢筋笼下方完毕后进行混凝土浇注作业，因场地狭小，加之成槽施工因土方车没有位置停放而无法启动，钢筋笼制作因无法使用履带吊而无法拼接十字钢板并且翻倒材料也无法启动，故在进行混凝土浇注作业时场地内其他工序都停止进行，此期间影响成槽施工 10 h。

5 超深地下连续墙施工质量控制

根据以往施工超深地下连续墙的经验，使用成熟的成槽机成槽工艺，严格控制泥浆比重，确保成槽过程中槽壁的稳定性，选择精良的成槽设备，确保整体地下连续墙施工顺利进行。在狭小空间里施工十字钢板地下连续墙难度极高，也是控制成墙质量的关键之处。

5.1 ⑦层灰色粉砂层中地墙垂直度的控制

本工程地下连续墙施工的工艺难度主要在于地面24～26 m 区域以下的⑦层土内的成槽施工，该土层的贯入阻力 Ps 为 11～18 MPa。在这样强度的地层内，地下连续墙施工常用的轻型抓斗式成槽机很难顺利成槽，地墙垂直度也很难保证。即使可以在采取其他辅助手段的情况下勉强抓到设计深度，也要耗费大量时间，无法满足本工程的工期要求。为此，本工程采用金泰 SG6 重型成槽机进行成槽施工。此成槽机自身具有垂直度实时观测和纠偏装置，对地墙垂直度的控制起到至关重要的作用。

5.2 超深地墙十字钢板接头施工工序

（1）钢筋笼制作。地下连续墙施工的主要环节之一是钢筋笼制作，应严格按照设计图纸要求及行业规范要求施工，必须达到焊点饱满无焊渣、外观平直无咬肉，水平分布筋间距均匀且平直。钢筋笼制作时必须按设计要求把十字钢板与钢筋笼，紧密牢固的焊接在一起。

（2）泥浆控制。本项目地质条件非常复杂，若产生流沙现象，地墙成槽时会加大塌方发生的概率，成槽质量就会偏差，混凝土浇灌时易产生鼓包等，在基坑开挖时加大了渗漏水发生的概率。

本项目泥浆采用优质的膨润土，掺加一定比例的添加剂，提升泥浆的护壁性能。因土层中粉砂含量较高，成槽施工过程中易混入护壁泥浆里，为确保泥浆质量、指标满足设计规范，本项目通过改变振动筛筛网结构、除砂机、增设旋流器分离，提高较大颗粒泥沙、垃圾和细微砂粒的分离效率。

（3）刷壁。成槽达到深度后，若是连接幅，必须把先前已施工完槽段连接用的十字钢板侧用刷壁器洗刷干净。采用带专用钢丝刷的刷壁器进行刷壁，保证端头自上而下来回刷壁次数在 10 次以上，并且以刷壁器钢丝刷上有无淤泥来判断槽幅段接头的连接质量。

5.3 ⑦层灰色粉砂层中十字钢板接头防绕流措施

（1）采用 20% 水泥掺量的三轴搅拌桩做槽壁土体加固。本工程地下连续墙两侧均采用三轴搅拌桩做槽壁土体加固施工，三轴水泥土搅拌桩采用Φ850 mm@600 mm，桩长为 24.10 m。基坑外侧槽壁加固采用套打施工，基坑内侧加固采用搭接 250 mm 施工，槽壁加固距地下连续墙净距为100 mm。根据设计要求，垂直度偏差控制在 1/200 以内，水泥掺量≥20%，水灰比为 1.2∶1.0。

地下连续墙内外两侧均经过土体加固后，对成槽过程中出现的槽壁坍塌的控制起到良好作用。因此在浇灌时，混凝土不易从地墙内外侧方向绕流。

（2）接头箱外侧采用袋装石子进行回填。在接头箱外侧采用袋装石子进行回填，袋装石子回填后具有密实性又有一定的强度。在浇灌时，接头箱的背部有足够的依托，不易产生偏位，进而避免了混凝土绕流的现象。