张定柱 顾德清

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京 210007;2.江苏华都建设有限公司，江苏南京 210007)

0 引言

随着城市建设的发展，地铁周边的基坑数量日益增多。因为地铁是发挥城市功能的基础设施之一，对路基及隧道的变形要求特别高，所以地铁周边的基坑深度越来越大，导致超深基坑越来越多。目前，人们对于超深基坑没有明确的定义，本文提到的超深基坑是指深度12 m以上的基坑。为了保证超深基坑周边各种基础设施、建筑物的安全并保证基坑本身的顺利施工，需要在超深基坑的侧壁与超深基坑之间设置支护结构，支护结构有多种形式，其中地下连续墙是目前设计者经常采用的一种超深基坑支护结构型式，因为地下连续墙有以下优点:

1)作为止水帷幕能防止基坑侧壁外的水流入基坑;

2)作为挡土结构能阻止基坑侧壁外的土向基坑内移动;

3)能被用作建筑物的外墙，承载竖向力，使得地上和地下建筑能同步施工，从而缩短了建筑物的施工时间;

4)抗变形能力强［1-8］。

由于地下连续墙具有上述的优点，特别是抗变形能力强的优点，因此在超深基坑支护结构中得到了广泛的应用。作者提出了一种新的、能被应用于超深基坑的地下连续墙支护结构型式，供广大同行参考。

1 问题的提出

地下连续墙是用专门的挖掘设备、成槽机，应用泥浆护壁的方法，开挖出具有一定深度和宽度的槽，然后在槽内放置钢筋笼，最后浇筑混凝土，形成单元槽段。将若干单元槽段用接头连接起来，组成水平延伸、连续的混凝土墙。目前，有的地下连续墙的深度已经超过了 60 m［3，9，10］。

地下连续墙深度的增加会产生下列问题:

1)钢筋笼深度的增加引起钢筋材料成本的增加;

2)钢筋笼重量的增加加大了往单元槽段内吊放钢筋笼的成本和危险性;

3)单元槽段两槽壁深度的增加，使下放钢筋笼时因单元槽段两槽壁的不平，导致施工过程中钢筋笼无法下放的可能性增加。

2 超深基坑的地下连续墙支护结构

地下连续墙在超深基坑应用时产生问题是由于常规地下连续墙施工前接头与钢筋笼焊接在一起，组成了一个刚度很大的整体。而我们知道:物体刚度越大，则物体越不易弯曲。因此，在下放时因槽壁的硬性阻挡而无法弯曲，不仅减缓了施工速度，加大了施工成本，而且可能导致施工安全事故的发生。

鉴于常规地下连续墙上述的问题，作者提出了新的超深基坑地下连续墙支护结构型式。此支护结构型式由两个钢板柱接头和中间的单元槽段组成(见图1～图3)，实现上述新的超深基坑地下连续墙支护结构型式的详细施工步骤如下:

1)平整场地，清除场地上障碍物和场地下管线，保持场地平整。

2)在场地上把两块工字形型钢的翼板对接焊成钢板柱，使钢板柱的长度等于地下连续墙设计深度加上延长部分(见图1)。

3)割掉延长部分中的翼板，并在割掉翼板后的延长部分的四侧，用电动凿孔机各开一个直径0.2 m～0.3m的小孔(见图2)。

图1 工字形型钢俯视图

图2 两端钢板柱接头主视图

4)用挖掘机在场地上挖掘出长方体的单元槽段，单元槽段的延伸方向平行于地下连续墙的延伸方向。在单元槽段的两侧面施工导墙，导墙的作用是防止场地浅层砂土向单元槽段内位移。导墙长度为单元槽段长度与钢板柱长度之和，导墙深度1 m～2 m，导墙宽度0.1 m～0.25 m，导墙外侧紧贴场地砂土。

5)把成槽机移至单元槽段的中间，顺着导墙向下挖，开挖深度至地下连续墙的设计深度。

6)把旋挖钻机移至单元槽段的左右两端，重复进行以下施工:旋挖钻机钻头伸入到地下连续墙的设计深度，旋钻，开钻直径0.8 m～1.5 m的钻孔，使钻孔的深度等于钢板柱中延长部分的长度。

7)用吊车把两根钢板柱分别吊入单元槽段左右两端的钻孔中，完成后用木楔子将钢板柱与导墙楔紧，防止钢板柱在垂直地下连续墙延伸方向上的位移(见图3)。

图3 地下连续墙支护结构俯视图

8)用两根槽钢将钢板柱对顶嵌拉，并使两根槽钢之间的宽度等于地下连续墙设计宽度，两根槽钢的作用是防止单元槽段两端的钢板柱向单元槽段内位移。

9)往两根钢板柱内灌注混凝土，则混凝土通过小孔流到钻孔与钢板柱延长部分之间的空隙中，灌注到混凝土顶面至延长部分顶为止，这样把两根钢板柱的底部固定。

10)等钻孔与钢板柱中延长部分之间空隙中的混凝土初凝后，往两根钢板柱内灌注混凝土至场地面。

11)用刷壁器对单元槽段左右两端、钢板柱翼板之间的空间进行清刷，以刷去翼板之间砂土、泥浆或混凝土，利于钢筋笼的下放。

12)用吊车沿两根槽钢之间，把钢筋笼下放到地下连续墙设计深度。

13)用砂袋把钢板柱外侧与场地土之间的空隙填满，砂袋填满范围从延长部分的顶至接头箱底深，然后用吊车吊接头箱到砂袋之上，并保证接头箱顶部为场地面。

14)用混凝土充填包裹钢筋笼、钢筋笼和钢板柱之间的空隙，并使混凝土顶至场地面，则地下连续墙第一个单元槽段施工完成。

15)用人工去掉木楔子和两根槽钢，用吊车去掉钢板柱外侧的接头箱，把接头箱放到场地上，用场地砂土填满木楔子、两根槽钢、钢板柱外侧的接头箱留下的空间。

3 实际应用

江苏省南京市某基坑离南京地铁3号线10 m，为了保证地铁的绝对安全，设计人员采用了抗变形能力强的地下连续墙，总共12幅，每幅深度42 m。但在施工中发现，由于基坑场地位于长江河漫滩的软土区，单元槽段的槽壁易向内位移，导致槽壁不平使钢筋笼无法下放。经设计人员同意，第3幅、4幅试验采用由两个钢板柱接头和中间的单元槽段组成的地下连续墙支护结构型式。钢板柱接头深度仍为42 m，而两根钢板柱之间的地下连续墙设计深度为30 m、延长部分12 m。结果发现施工十分顺利，而且监测数据显示基坑位移在规范的要求内。于是以下的8幅地下连续墙均采用此种地下连续墙支护结构型式。

4 结语

1)地下连续墙的接头与钢筋笼分别下放，减少了刚度，使钢筋笼在下放过程中能发生轻微的弯曲，有利于钢筋笼的下放，因此，可提高施工速度和降低施工成本，防止出现安全事故。

2)钢板柱的内部用混凝土充填，增加了钢板柱的刚度。物体刚度大，则物体不易弯曲。因此，减少了通过混凝土与钢板柱连接起来、单元槽段内钢筋笼的长度，一般比常规地下连续墙钢筋笼的长度减小1/3～1/2。

3)钢筋笼长度的减少，可降低地下连续墙的材料成本。

4)钢筋笼长度的减小，减少了钢筋笼的重量，从而降低了往单元槽段内吊放钢筋笼的成本。

5)钢筋笼长度的减少，单元槽段的槽壁深度也减少，降低了钢筋笼下放过程中与槽壁发生硬性阻挡的可能性，降低了钢筋笼下放的难度，不仅能加快施工速度，降低施工成本，而且能防止施工安全事故的发生。

6)需要说明的是，常规地下连续墙通常接头与钢筋笼连接在一起施工，且接头与钢筋笼等深，而本文提出的新的超深基坑地下连续墙支护结构型式接头深、钢筋笼浅，其实际效果有待于进一步应用验证。

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