某深基坑連續(xù)墻復(fù)合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難題分析

王 志 堅(jiān)

(山西鋼鐵建設(shè)(集團(tuán))有限公司，山西 太原 030003)

某深基坑連續(xù)墻復(fù)合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難題分析

王 志 堅(jiān)

(山西鋼鐵建設(shè)(集團(tuán))有限公司，山西 太原 030003)

針對太鋼煉鐵原料場改造工程基坑深、周邊環(huán)境復(fù)雜、保護(hù)要求高的特點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)、工期、安全角度考慮，采用連續(xù)墻支護(hù)并與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合形成復(fù)合結(jié)構(gòu)新型支護(hù)技術(shù)，結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)講解了連續(xù)墻作為復(fù)合結(jié)構(gòu)使用的關(guān)鍵技術(shù)和施工工況，解決了諸多技術(shù)難題，可供以后同類工程參考和借鑒。

深基坑，連續(xù)墻，復(fù)合結(jié)構(gòu)，工況

1 工程概況

太鋼煉鐵原料場改造工程是太鋼2013年度技改項(xiàng)目中投資規(guī)模較大的重點(diǎn)工程，因工程設(shè)計(jì)工藝復(fù)雜、工期緊、周邊環(huán)境復(fù)雜，又受到前期總體設(shè)計(jì)滯后的影響，給施工階段帶來很大困難，而作為原料場改造工程之一的翻車機(jī)室基礎(chǔ)，由于其基坑深達(dá)到-19.0 m，且基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度極大，技術(shù)含量很高。

翻車機(jī)室基礎(chǔ)南北方向長約110 m，其中北半段基礎(chǔ)是斜底板，斜底板埋深在-15.0 m～-19.0 m之間不斷變化，南半段基礎(chǔ)底板都在同一平面上，埋深均為-19.0 m。另在-5.7 m位置，該基礎(chǔ)截面發(fā)生變化，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具體如圖1所示。翻車機(jī)室場地較平坦，自然地面平均為-0.2 m，該場地下土層主要由素填土和易液化的粉土構(gòu)成，地下水位埋深介于地表下0.4 m～5.9 m之間，由于長期生產(chǎn)噴淋用水和綠化用水的補(bǔ)給作用，下面地表水非常豐富。另外，周邊環(huán)境也比較復(fù)雜，緊靠場地東側(cè)有一排與翻車機(jī)室基礎(chǔ)平行的防塵網(wǎng)設(shè)施，地上防塵網(wǎng)高18 m，地下是淺埋條形基礎(chǔ)，埋深-2.0 m，防塵網(wǎng)基礎(chǔ)到翻車機(jī)室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外邊緣距離只有約2.65 m，防塵網(wǎng)是重要的環(huán)保設(shè)施，保護(hù)要求很高，具體見圖1。

2 基坑總體設(shè)計(jì)

從工程概況可知，翻車機(jī)室基坑深達(dá)到-19 m，且在-5.7 m位置基礎(chǔ)截面發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是緊靠東側(cè)有重要的防塵網(wǎng)環(huán)保設(shè)施，場地狹小，幾乎沒有剩余支護(hù)空間，保護(hù)要求很高，受到這些條件的限制，如何選擇合適的基坑支護(hù)方案是本次深基坑施工的重點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)、工期、安全等幾個(gè)方面綜合考慮，對多種方案反復(fù)進(jìn)行對比和論證，最終選擇連續(xù)墻支護(hù)與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合順作方案，該方案最大的優(yōu)點(diǎn)是采用連續(xù)墻支護(hù)并作為復(fù)合結(jié)構(gòu)使用，既經(jīng)濟(jì)安全又不單獨(dú)占用支護(hù)空間。通過采用《北京理正深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)軟件》安全驗(yàn)算，與設(shè)計(jì)單位一起多次對關(guān)鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化處理，共同確定基坑總體設(shè)計(jì)方案如下：

1)連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)厚度為800 mm，墻體埋深范圍在-5.7 m～-34.0 m之間，連續(xù)墻配筋滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及變形要求，墻身混凝土應(yīng)采用與主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級相同的防水混凝土，具體如圖1所示。

2)主體結(jié)構(gòu)墻壁原始設(shè)計(jì)厚度為1 500 mm，與連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合后內(nèi)襯墻厚度確定為700 mm，結(jié)合后的復(fù)合結(jié)構(gòu)厚度與原始設(shè)計(jì)厚度保持一致。

3)連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)在墻身預(yù)埋插筋和鋼筋接駁器分別與主體結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻和基礎(chǔ)底板相連接，具體連接形式見圖2。

4)基坑開挖和主體結(jié)構(gòu)施工采用順作，連續(xù)墻頂部設(shè)置冠梁并放入插筋與主體結(jié)構(gòu)連接，坑內(nèi)設(shè)置上下3道臨時(shí)鋼支撐，具體見圖3。

3 施工技術(shù)難題分析及對策

本次基坑較深，基礎(chǔ)截面變化結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且周邊環(huán)境復(fù)雜，保護(hù)要求高，采用連續(xù)墻作為復(fù)合結(jié)構(gòu)施工難度大，需要解決諸多技術(shù)難題。

3.1 解決連續(xù)墻挖槽精度控制和塌孔問題

本次連續(xù)墻施工要與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合形成共同受力的復(fù)合結(jié)構(gòu)，要求挖槽垂直度和平直度精度控制非常高。另外，為保證連續(xù)墻與內(nèi)襯墻結(jié)合良好，防止連續(xù)墻墻身產(chǎn)生泥渣夾層和鼓肚等質(zhì)量缺陷，不允許挖槽過程中發(fā)生塌孔。

采取的對策：1)連續(xù)墻挖槽采用國內(nèi)比較成熟、技術(shù)先進(jìn)、快捷高效的液壓抓斗“三抓一槽”施工工藝；2)優(yōu)化單元槽段劃分，合理安排挖槽順序，掌握機(jī)械操作要領(lǐng)，操作要平穩(wěn)；3)挖槽采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，防止泥漿漏失并及時(shí)補(bǔ)漿，成槽期間，周邊應(yīng)停止人工降水，避免發(fā)生槽孔內(nèi)泥漿流失；4)連續(xù)墻挖槽時(shí)，采用自動糾偏功能，隨時(shí)監(jiān)測控制其垂直度；5)挖槽結(jié)束后，盡快下放鋼筋籠，要有專人指揮，緩慢放入槽孔內(nèi)，不得碰撞槽壁，抓好工序間的銜接，及時(shí)澆灌混凝土，盡量減少槽孔暴露時(shí)間。

3.2 解決連續(xù)墻槽段接頭受力、止水薄弱的問題

連續(xù)墻施工是由若干幅槽段連續(xù)連接而成，槽段接頭部位在受力性能和抗?jié)B性能方面一般都是最薄弱環(huán)節(jié)，容易造成連續(xù)墻整體性差、受力不好，甚至漏水，會給后續(xù)基坑開挖施工帶來隱患，因此，當(dāng)連續(xù)墻與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合使用時(shí)，必須保證槽段接頭受力和止水性能完好。

采取的對策：1)槽段接頭采用現(xiàn)場拼接工字形型鋼剛性接頭，槽段鋼筋籠一端與工字形型鋼焊接固定，另一端插入拼接鋼板區(qū)，與傳統(tǒng)圓形鎖頭管柔性接頭相比，工字鋼接頭不存在無筋區(qū)，形成的連續(xù)墻整體性好，有鋼板加長了滲水繞流路徑，止水性能良好，同時(shí)起到防止?jié)补嗷炷晾@流的作用，能有效保證槽段接頭整體效果。2)槽段接頭要用特制的刷壁器清理干凈，防止有泥渣夾層現(xiàn)象。

3.3 解決連續(xù)墻預(yù)埋鋼筋接駁器準(zhǔn)確位置控制的問題

連續(xù)墻施工時(shí)，與內(nèi)襯墻結(jié)合和基礎(chǔ)底板連接需要分別預(yù)埋插筋和鋼筋接駁器，作為以后與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合施工使用，具體連接結(jié)點(diǎn)做法見圖2。本次是我公司第一次采用在連續(xù)墻上預(yù)埋鋼筋接駁器與主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板連接的方法，接駁器精度控制要求很高，施工難度很大，并且本工程基礎(chǔ)底板有一段是斜底板不在同一水平面上，相應(yīng)預(yù)埋鋼筋接駁器的標(biāo)高位置也是不斷變化的，施工難度更大，因此，預(yù)埋鋼筋接駁器精度控制問題是本工程施工最大的技術(shù)難題。

采取的對策：1)單元槽段劃分好以后，提前在導(dǎo)墻上將每個(gè)單元槽段的位置準(zhǔn)確放線，連續(xù)墻挖槽和槽段接頭嚴(yán)格對線，保證連續(xù)墻平面位置的準(zhǔn)確。2)連續(xù)墻鋼筋籠制作設(shè)置縱向和橫向桁架加固筋，防止起吊過程中發(fā)生變形；預(yù)埋鋼筋接駁器焊接固定在鋼筋籠水平筋上，對于斜底板范圍應(yīng)焊接固定在鋼筋籠專門設(shè)置的固定架上，保證鋼筋接駁器與鋼筋籠保持水平垂直不得傾斜，并且保證與鋼筋籠控制筋相對位置準(zhǔn)確。3)鋼筋接駁器固定牢靠后，里面抹黃油并用膠帶紙纏裹密封，確保接駁器絲扣不受到污染損壞。4)鋼筋籠下放入槽就位時(shí)，在鋼筋籠控制筋上設(shè)置吊筋，用水準(zhǔn)儀測量鋼筋籠吊筋的高程，確保鋼筋籠入槽就位后豎直方向的位置準(zhǔn)確無誤。

3.4 解決施工工況關(guān)鍵問題

本工程基礎(chǔ)埋深-19.0 m，在-5.7 m位置基礎(chǔ)截面發(fā)生變化，連續(xù)墻頂部只能施工至-5.7 m位置，而連續(xù)墻挖槽作業(yè)是在自然地坪進(jìn)行，會形成-5.7 m以上空槽部分，使得東側(cè)防塵網(wǎng)淺埋基礎(chǔ)緊鄰深基坑存在嚴(yán)重安全隱患。本次深基坑采用連續(xù)墻與主體地下結(jié)構(gòu)結(jié)合順作施工，需考慮挖土、降水、臨時(shí)支撐系統(tǒng)施工、復(fù)合結(jié)構(gòu)連接結(jié)點(diǎn)施工等施工工藝，施工工況非常復(fù)雜，施工周期一般較長，但本工程業(yè)主對工期要求緊，因此，如何確定一個(gè)既安全可靠又快捷高效的最佳施工工況非常重要，是決定本次施工成敗的關(guān)鍵問題。

采取的對策：1)在制定施工工況時(shí)確定了多種方案，經(jīng)過反復(fù)比較、論證、優(yōu)化調(diào)整和安全驗(yàn)算，最終確定了最佳施工工況，具體見表1,圖3。2)工況1連續(xù)墻施工期間，東側(cè)靠近防塵網(wǎng)設(shè)施范圍連續(xù)墻槽段澆灌混凝土?xí)r，每間隔一個(gè)單元槽段超灌至約-1.5 m，剩余空槽部分用碎石回填密實(shí)。3)工況1連續(xù)墻施工結(jié)束后，在基坑開挖前，對防塵網(wǎng)下面基礎(chǔ)采用樁基托換保護(hù)，樁基托換方法：先緊挨基礎(chǔ)邊打H型鋼樁，并在基礎(chǔ)邊側(cè)面植入鋼筋，然后在基礎(chǔ)邊側(cè)面H型鋼樁位置加設(shè)鋼筋混凝土托梁與原有防塵網(wǎng)基礎(chǔ)連接成整體，從而將防塵網(wǎng)上面的荷載傳遞給基礎(chǔ)下面的H型鋼樁，具體如圖1所示。

表1 翻車機(jī)室深基坑施工工況

4 結(jié)語

采用連續(xù)墻支護(hù)并與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合形成共同受力的復(fù)合結(jié)構(gòu)，是近年來深基坑施工出現(xiàn)的新型支護(hù)技術(shù)，設(shè)計(jì)理論和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不太成熟，在相當(dāng)程度上仍然依賴于工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了基坑總體設(shè)計(jì)思路，詳細(xì)講解了連續(xù)墻作為復(fù)合結(jié)構(gòu)使用的關(guān)鍵技術(shù)和施工工況，總結(jié)了一些好的施工經(jīng)驗(yàn)，可供以后同類工程參考和借鑒。

[1] JGJ 120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 王衛(wèi)東，王建華.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)、分析與實(shí)例[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[3] 卜紅旗.深基坑開挖及支護(hù)施工技術(shù)研究[J].山西建筑，2014，40(10)：61-63.

On analysis of construction technical difficulties in some deep foundation pit continuous composite structure

WANG Zhi-jian

(ShanxiSteelConstruction(Group)Co.,Ltd,Taiyuan030003,China)

According to the features of some reconstruction project of Taiyuan Steel and Iron raw material field with deep foundation pit and higher requirements for complicated surrounding environment, the paper adopts the new composite support technique by combining with the continuous wall support and main structure, interprets the continuous wall as the key technique for the composite structure and the construction conditions by combining with examples, so as to solve some technical difficulties and provide some reference for following similar projects.

deep foundation pit, continuous wall, composite structure, construction condtion

1009-6825(2014)34-0093-02

2014-09-23

王志堅(jiān)(1979- )，男，工程師

TU463

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