当前位置： 爆破材料 >> 爆破材料发展 >> 地下连续墙墙间注浆基坑支护施工工法
主楼56层，高约m，裙楼6层，高约27.5m，地下室3层、局部4层为地铁通风道，深达21.65m。基坑面积约m2。围护结构采用地下连续墙，墙厚分别为0.8m、1.0m，采用钢筋混凝土支撑。
1 工程地质 工程位于河道，地貌单一，场地标高在10m左右，地下水位在1.0m左右，地基土层自上而下为填土、淤泥质填土、粉土～粉砂、淤泥质土～粉质粘土、粉质粘土、粘土层、粉质粘土～粉土，层厚分别为1.8～4.5m、0～2.9m、2.6～5.5m、4.5～15.5m、2.5～6.5m、4.5～12.0m、2.7～4.6m。
2 工程特点 (1)基坑面积大，开挖深度深。(2)地处市中心，场地狭小，施工组织管理难度大。(3)技术含量高，地下连续墙加钢筋混凝土的支护体系、劲性柱的制作安装、支撑围檩的爆破拆除、土体注浆加固、井点降水、深基坑土方开挖等施工工艺都有较高的技术含量。
3 施工方法3.1 基坑降水 此基坑有三种不同的深度，为保证开挖时土层相对稳定，在主要含水层中采取同步降水，四周连续墙封闭，底部为不透水层，除自然降水因素外，水平和垂直渗透可能性不大。基于以上考虑，通过计算后确定在基坑内布置18口管井，井深为20m和24m，通过实际开挖情况来看，降水效果良好。3.2 注浆加固 为了提高土的被动土压力，减少地下连续墙的侧向位移，基坑地基处理采用单管单液法加固土层，注浆设计压力为0.3～0.5MPa，水泥用量为60kg/m，实际注浆过程是只控制压力，水泥用量尽量保证。3.3 土方开挖及支撑施工 (1)主楼底板与地铁通风道底板的直立边坡处理措施 在土方开挖和支撑施工时，在直立边坡处设计一个宽5m注浆区，布孔mm×mm，呈梅花形，注浆压力为0.3～0.5MPa，浆液水灰比为0.5，注浆管为25.4mm镀锌管。在土方开挖过程中注浆效果良好，未采用1∶1放坡，而在被注浆土体中打两排FDA125
mm锚固筋，在外面用C15混凝土浇一道挡土墙，在混凝土与注浆土体之间用1∶1砂石回填(见图1)。图1 主楼底板与地铁通风道底板的直立边(2)本工程内支撑由4片角撑连成，根据这一特征，在总体上将整个基坑平面分为A、B、C、D4个区域(见图2)，土方开挖和支撑施工实行分层分区流水施工：
①第1层土方(-0.6～-2.9m)按照图中A、B、C、D取土顺序，从北大门出土，每开挖完一个区马上施工该区支撑。 ②第2层土方(-2.9～-7.5m)仍是按照A、B、C、D的顺序取土和施工支撑。为了防止开挖第2层A区、B区土方时，D区、C区的第1道支撑被压坏，在支撑上覆盖了较厚的土层，并铺设了路基箱。由于施工场地极其狭小，又是在内支撑条件下取土，故应我方要求和甲方提供的组合钢立柱施工深度等数据资料，中国船舶九院在D区的第1道支撑上设置了取土平台，其位置如图2所示。
图2 基坑平面分区
③第3层土方(-7.5～-13.2m)，据现场监测资料和注浆后的土质情况，经设计院同意，A、B、D区的第3道支撑由裙楼的底板代替，C区的第3道支撑标高由-11.40m降至-12.90m，所以第3层土方的高差为5.7m(未降低支撑前为3.9m)。其开挖顺序仍是按A、B、C、D进行，只是在图2中的E、F两处制作了2个挡土板，通过坑内3台挖土机的倒运，在挡土板处形成两个土方堆场，利用停在取土平台上的挖掘机把土装车运走。 ④第4层土方(-13.2～-21.65m)为C区地铁通风道处的土方，由于此处开挖深度较深，距电影院只有几米之遥，原设计方案中考虑了第4道支撑，其和第3道支撑的高差只有1.5m，只能采用人工取土。据第3层土方开挖结束后地连墙位移、支撑轴力等的监测结果，经过分析研究，决定取消第4道混凝土支撑，但开挖时应加强监测，并准备充足的应急措施。此部分的土方开挖分3步进行：首先从-13.20m开挖到塔楼的底板标高-15.20m处；第2步先分段局部开挖至-17.50m，然后逐步推进到整个C区开挖到-17.50m；第3步据监测结果，一次性开挖至-21.65m，土方通过安装在下处的取土钢平台倒运出去。修改前后的支撑剖面如图3所示。
图3 修改前后的围护剖面
4 施工监测 本文主要就地下连续墙的侧向位移，支撑轴力的监测结果加以分析介绍，测点布置如图2所示。 (1)地连墙位移 据土力学压力理论，当基坑内土体开挖后，外侧土体对基坑内围护结构产生侧向土压力，使地连墙产生侧向位移。下面从9个测孔中选取3、7测孔的位移变形曲线做分析，如图4所示。可以看出：①地连墙位移变形曲线均表现为与设计计算位移图相似的“鱼腹”形；②随着开挖深度的增大，地连墙位移逐渐增大，“鼓肚”现象愈明显，最大位移对应的深度值也逐步下移；③地连墙的位移主要发生在基坑开挖阶段，0.8m厚的地连墙位移明显大于1m厚地连墙位移。
注：①QX3为1m厚地下连续墙的测孔；QX7为0.8m厚地下连续墙测孔；②1为第2层土方开挖结束后；2为第3层土方开挖结束后；3为第4层土方开挖结束后
(2)支撑轴力监测 基坑开挖后，坑内压力减小，坑外土压力通过围护结构作用于支撑，对支撑产生压应力。 ①第1道支撑轴力 各测点轴力变化情况：第2层土方开挖至第3道支撑期间，支撑轴力呈上升趋势。第3层土方开挖后，第2道支撑开始受力，第1道支撑轴力先下降，后又缓慢上升，直至趋向稳定。当基坑开挖结束、围护结构趋于稳定后，由于受温度应力影响，支撑的轴力随气温的变化而波动，在常温状态下(当日最高气温20℃左右)，支撑轴力最大值0kN左右，在高温状态下，支撑轴力最大值为1kN左右。 ②第2道支撑轴力 受温度影响较小，最大值为1kN，自第2层土开挖后，第2道支撑轴力呈上升趋势，到C区第4层开挖结束后趋稳定。 ③温度对支撑轴力的影响 由于支撑梁是裸露在大气环境中的混凝土构件，当气温升高时，支撑梁也随之升温，温度上升必然引起支撑梁的伸长，而作为围护结构的地连墙，又限制了它的伸长，从而便产生了温度应力。据实际观测，支撑轴力受温度的变化影响是显著的，如图5所示。可以看出，高温天气下，第1道支撑轴力测值下午比早上增加30%(平均值)，第2道支撑轴力测值下午比早上增加18%(平均值)，第1道支撑受温度的影响明显大于第2道支撑。
5 综合经济效益分析 由于用A、B、C、D区的裙楼底板代替了第3道混凝土支撑，又取消了C区第4道混凝土支撑，这样取土空间加大，机械的取土效率大大提高，不仅缩短了工期，而且节约了资金，降低了工程造价，取得了较好的经济和社会效益。
6 结束语 (1)地下连续墙作为一种集挡土、截水、防渗和承力于一体的基坑围护方式，在处于闹市区、场地狭小、基坑深度深的本工程中，其结构的合理性和经济性得到了充分的体现。 (2)监测结果各项数据基本上都接近于设计允许值，说明施工过程中，围护结构处于安全状态，其设计安全合理。 (3)施工监测是保障施工安全，减少经济损失，降低工程成本，优化设计方案，完善施工工艺的必不可少的手段。 (4)在场地极其狭小的情况下，采用混凝土内支撑方案，不但满足围护支撑的需要，而且还能作为施工设施使用，在本工程的第1道支撑上就设置了钢筋堆放加工车间、生活临建、周转材料仓库等。 (5)对于大面积深基坑的开挖，采取分区开挖，与支撑施工形成流水作业，对于缩短基坑的暴露时间、减少地下连续墙的侧向位移、缩短工期都极为有利。
