軟土地區緊鄰建筑物超深地墻施工關鍵技術

尹宇杰

(上海市基礎工程集團有限公司,上海 200433)

隨著日新月異地城市發展，城市中心區域的基礎設施建設正如火如荼地開展。有限的城市空間、稀缺的土地資源，使得越來越多的超深基礎設施的建設更貼近民居和商業區。如何在此復雜的環境下，既順利實施超深地墻施工，又最大程度減少周邊環境影響，此類技術值得我們深入研究。

1 工程概況

上海13號線淮海中路站位于上海淮海路商業區，周邊商業發達、民居密集(見圖1)。車站2號出入口圍護采用地下連續墻形式，厚度為1 m深度為48 m，距離瑞金一路241弄和223弄沿街民居及商鋪最近僅1.2 m，距離卜齡公寓為6.8 m。車站東南附屬圍護采用地下連續墻形式，厚度為1 m深度為40 m，距離淮海中路670弄民居(混3)4.6 m，距離商鋪(混2)最近不足3 m。

2 房屋概況

瑞金一路241弄和223弄沿街民居及商鋪為5層磚混框架結構，建于20世紀50年代，為工程樁基礎。

卜令公寓位于瑞金一路150弄，該建筑物建于20世紀50年代，共6層(初建4層，后加蓋2層)，為楔形樁基礎。

淮海中路670弄民居則較為敏感，該房屋為磚木混合結構居民住宅樓，建于20世紀30年代，房屋豎向承重構件主要為磚墻，基礎為大放腳基礎，樓面水平承重構件主要為木樓板，屋面采用木結構坡屋面。施工前房屋檢測結果表明：房屋整體發生向東向北方向傾斜現象，向東平均傾斜率為10.67‰，向北平均傾斜率為2.28‰。

超深地墻施工期間，對這幾棟建筑內大部分居民采取了臨搬過渡措施，但因特殊原因，仍有部分居民在建筑內生活。

3 超深地墻緊鄰建筑物施工技術難點分析

由于該車站附屬結構地墻普遍距離民居較近，且最近距離僅1.2 m。故施工時將面臨如下難點：

1)此類民居建筑多由生活管道接入，且建筑內仍有居民生活。近距離內的地面無法進行諸如隔離樁、地墻接縫止水、導墻加固等保護性施工，對超深地墻和深基坑施工帶來很大風險。

2)由于近距離緊鄰居民房屋施工區域地墻施工深度均超過40 m。施工時確保周邊建筑和管線的安全是首要目標[1]。

3)超深地墻單幅施工時間均超過24 h，如何確保周邊居民正常生活不受影響也是一大難點。

4 超深地墻緊鄰建筑物施工技術應用

4.1 成槽工藝及設備選擇

結合地墻緊鄰建筑物近距離施工的諸多難特點，綜合考慮成槽穩定性、鎖口管起拔、地墻接縫質量這些因素，成槽工藝選用了雙輪銑槽工藝。成槽設備采用了寶峨BC40銑槽機。為保證大噸位鋼筋籠起吊安全，主吊采用350 t，副吊采用200 t吊機。

4.2 施工時間選擇

綜合考慮周邊居民正常生活起居和地墻施工質量。地墻成槽一般安排在夜間進行，鋼筋籠吊裝安排在上午實施，中午開始進行水下混凝土澆筑工作。

4.3 導墻的設計及制作

4.3.1 導墻的作用

此次緊鄰建筑物的地墻施工，導墻在地墻施工過程中起到確定地墻定位、成槽導向、支承鋼筋籠質量、提高槽段邊地基承載力、穩定二期槽段定位架的作用。

4.3.2 導墻的設計

導墻的設計根據受力計算和施工實際需要而定。主要考慮導墻應當具有一定的剛度，不至于在成槽時產生變形；導墻承載力保證大型鋼筋籠的起架；導墻穩定性滿足大型設備行走，以及銑槽機的大自重及長時間持續震動。

銑槽機工作荷載表見表1。

表1 銑槽機工作荷載表

4.3.3 導墻的制作

臨近民居建筑一側：導墻在原地坪上先進行加設管道面層的鋼筋混凝土保護層，然后再進行墊高，并對導墻側墻進行加固施工，保證套銑定位架支撐牢固。

臨近施工區域一側：考慮銑槽機長時間持續振動，導墻翼板下每隔2 m加設加強肋，并與場內重載道路連成整體加強穩定性。導墻制作圖見圖2。

4.4 成槽保障技術

4.4.1 一期槽段成槽效率控制

為減少土體擾動，一期槽段全程采用銑槽機施工。在軟土地層采用銑槽機時常會遇見淤泥包裹銑輪的問題[2]。經過大量前期設備研究，該工程采用以下3種控制措施保證成槽效率：

1)優化齒型的選擇，增加排屑能力；2)將碎石混入塑性黏土中，降低銑輪裹泥的幾率；3)在銑輪上增設刮泥板[3]。

通過上述措施，在不利于銑槽機的黏土中亦可以實現銑槽機成槽施工。

4.4.2 二期槽段成槽效率控制

二期槽段套銑工效受兩側一期槽段混凝土齡期影響，混凝土齡期越長強度越高，需要銑輪降低轉速提高切削能力，會致使成槽進尺速度降低。

當兩側一期槽段混凝土齡期在5 d～10 d時是二期槽段套銑施工最佳時機。二期槽段套銑時，兩側混凝土齡期不宜相差過大(>20 d)，這會導致成槽工效下降，垂直度控制難度增大[4]，且左右兩側銑輪齒耗不均勻，總損耗數量較大[5]。

4.4.3 槽段定位及糾偏技術

1)定位方法。成槽前采用全站儀對槽段在現場準確標記分幅線。由專人引導成槽設備進入指定區域，依靠投測的分幅線，按照設備尺寸在施工的槽段導墻上標定各種參照點，成槽時專人旁站監管，判斷成槽機位置是否準確。

2)液壓糾偏系統糾正垂直度。銑槽機配備有一套功能強大的機載傳感器感知銑槽機在槽段中的施工狀態，包括銑槽機施工參數、垂直度、阻力等大量信息。銑槽機操作手可以根據機載計算機反映的數據，判斷出銑槽機掘進時遇到的阻力，預先判斷銑槽機偏斜的傾向。操作手可以控制銑槽機的液壓糾偏板對偏差進行糾正。

3)套銑厚度控制。合理的套銑搭接厚度與施工的地墻深度、端面X向垂直度聯系緊密。目前DG/TJ 08-2073—2010地下連續墻施工規程中對地下連續墻垂直于槽段的Y方向的垂直度提出了小于1/300的控制要求，在此借鑒該垂直度偏差，套銑搭接厚度取值應當滿足公式：搭接厚度h=地墻深度H×垂直度偏差，同時為保證銑削到的一期槽段為密實的混凝土面，搭接厚度不應小于150 mm。根據上述理論，該工程選取套銑搭接厚度為200 mm。

4)垂直度檢測。完成槽段后通過超聲波檢測的方法判斷成槽垂直度，同時對銑槽機糾偏傳感器進行校核。若槽段垂直度不甚理想，則對銑槽機糾偏傳感器進行重新設置，對槽段再處理糾偏(見圖3)。

4.5 套銑地墻冷縫防治技術

墻頂冷縫的形成主要是由于插板的結構形式導致的，冷縫位于地墻頂，處于基坑開挖的頂部，鑒于建筑物如此貼近基坑，此冷縫今后將對基坑開挖造成滲漏隱患。因此在該工程中對插板進行了改造。采用一種簡單的方式在插板正面加上一些縱向的鋼片作為肋條，使得頂部能夠形成若干條凹槽的混凝土端面，這樣在二期槽段澆筑時，可以形成一個簡單的混凝土契合面，增加潛水的滲透路徑，因潛水水壓小，經過實踐檢驗，這種微小的改進可以很有效的減少頂部插板位置接縫的滲水(如圖4所示)。

4.6 噪聲控制

4.6.1 主要噪聲源分析

銑槽機銑槽施工時其發動機將發出1 kHz～10 kHz的高頻噪聲，進而影響周邊環境。以BC-40銑槽機為例，其在半徑16 m范圍內的噪聲達到79 dB。為保證周邊居民必須設置隔音屏來控制銑槽機的噪聲。

4.6.2 移動隔音屏的應用

1)設計思路。減弱噪聲的方法有3種途徑：a.在聲源處減弱;b.在傳播過程中減弱;c.在人耳處減弱。比較后可以看出：隔聲效果好，可作為主要手段。吸聲效果良好，可作為間接輔助手段。

2)移動式隔音屏制作。移動式隔音屏由穿孔吸音板、掛鉤、腰孔組成，其中，穿孔吸音板上端兩側分別設有一個用于連接托架的掛鉤，下端兩側設有用于與可移動支架連接的腰孔。吸音板采用鋁蜂窩穿孔吸音板，孔徑φ2.0 mm，穿孔率25%，背板布置無紡布。移動式隔音屏布置于銑槽機配重后20 cm處，隔音屏高度設置為4 m，由5塊～6塊移動式隔音屏呈環狀包圍噪聲源(見圖5)。該隔音設施具有易操作、簡便靈活等特點，一經使用便屢獲好評。

5 結語

本工程因居民維權原因造成了超深地墻緊鄰建筑物近距離施工的情況，超深地墻施工時采取了通過重載道路導墻深化、選用雙輪銑槽施工技術、結合墻頂冷縫處理、利用隔聲屏障等施工關鍵技術。地墻施工完成后，周邊建筑和路面沉降控制在5 mm之內。在地墻施工完成的同時，也未對周邊居民生活造成影響，為今后同類情況下超深地墻施工有一定的借鑒意義。