地下連續墻疊合墻技術在杭州彩虹快速路中的應用

高頻

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092）

地下連續墻疊合墻技術在杭州彩虹快速路中的應用

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現介紹地下連續墻疊合墻在杭州彩虹快速路中的應用。通過啟明星基坑設計軟件及有限元分析軟件，為設計提供了計算分析其成果?？晒┙窈箢愃乒こ虆⒖肌?/p>

地下連續墻疊合墻；地下快速路；基坑應用

1 工程概況

彩虹快速路位于浙江省會杭州市濱江區，沿濱文路規劃走向，向西與之江大橋主引橋直接連接，向東沿濱文路直至環新路接該工程二標高架橋，總長3 239.15 m（見圖1）?？焖俾芬幠闄C動車雙向6車道，地面道路規模為機動車4快2慢?？紤]該線路沿線為高教園區，對環境較為敏感，按規劃要求快速採路用地下道路形式。

圖1 工程總體平面圖

2 工程特點及難點

該工程主要有以下幾項結構特點及難點：

（1）開挖深度大。該工程采用明挖順作法施工，隧道主線開挖深度普遍達到12～14 m,局部泵房處達到16 m。

（2）與建筑物及管線距離較近。該工程位于濱江高教園區，與大學建筑群及高壓塔距離較近。

（3）土層條件較差。該工程位于錢塘江南岸，土層總體較軟。工程開挖影響范圍土層從上到下主要有：①雜填土、素填土；②砂質粉土；③砂質粉土、粉砂夾砂質粉土；④淤泥質粉質粘土；⑤淤泥質粉質粘土夾粉砂；⑥淤泥質粉質粘土夾粉砂；⑦含砂粉質粘土。其中基坑開挖范圍內主要為③層砂質粉土，基坑底主要位于④層、⑤層淤泥質粉質粘土夾粉砂層中。

隧道主線（基坑開挖深度12～14 m）選取何種圍護形式，既能確保施工時相鄰建筑物及管線的安全，又具備較高經濟性，成為該工程的一大技術難點。

3 設計方案

3.1 方案比選

結合工程設計經驗，在此開挖深度范圍內（12～14 m），杭州地區常規采用的圍護形式主要有鉆孔灌注樁+止水帷幕、工法樁（SMW）、地下連續墻（兩墻分離）及地下連續墻（兩墻結合）。

（1）鉆孔灌注樁：自身不具備止水性，需結合隔水帷幕一同使用，增加了工程造價及工期。其工期較地下連續墻長，造價同地下連續墻相比并不具備絕對的經濟優勢，所需施工場地較大。根據杭州地區的工程經驗，隨著開挖深度的增加，其隔水帷幕的施工質量下降。該段開挖深度較深，如隔水帷幕施工質量無法保證，可能造成坑底突涌，造成不可挽回的損失。

（2）地墻：施工速度較快，安全系數高。具有很高的圍護剛度，有利于周邊建筑及管線的保護，而且采用地墻疊合結構時，圍護結構與主體結構永久結合，可有效地減少二次澆注側墻的厚度，從而大幅降低造價。

推薦隧道主線方案為600 mm厚地下連續墻+4道內支撐。

3.2 方案介紹

3.2.1 基坑周邊環境介紹及施工工序

圖2為典型基坑平面圖。

圖2 典型基坑平面圖

現選取樁號為K3+740的典型斷面進行方案介紹。該基坑深H=13.9 m，寬26 m，基坑邊距離高壓鐵塔最近處約L=15.4 m，H＜L＜2H,鐵塔屬于基坑保護范圍內?；釉O計采用600 mm厚地下連續墻＋4道內支撐。施工時先施工地連墻，后開挖基坑，隨撐隨挖，最后施工主體結構。

圖3為典型基坑橫斷面圖。

圖3 典型基坑橫斷面圖

3.2.2 圍護結構開挖計算

經啟明星計算軟件計算后，各項內力圖如圖4～圖6所示。

圖4 位移包絡圖(0.8～30.7)

圖5 剪力包絡圖(-369.9～353.3)

圖6 彎矩絡圖（-592.1～608.0）

墻底抗隆起驗算安全系數K=2.1＞2.0；坑底抗隆起驗算安全系數K=1.65＞1.6;帶支撐抗傾覆驗算安全系數Kc=1.16＞1.15;抗管涌驗算安全系數K=1.554＞1.5。基坑相關計算安全系數及基坑變形均滿足規范[1]要求。

3.2.3 三維有限元分析

因高壓鐵塔在基坑開挖影響范圍內，為確保安全起見，另采用有限元分析軟件，分析基坑開挖對鐵塔的影響(見圖7、圖8)。

圖7 有限元三維模型

圖8 最終土體位移云圖

三維分析結果表明，由于彩虹路隧道深基坑開挖引起的高壓線鐵塔的絕對沉降量為19.8 mm＜20 mm，不均勻沉降19.8-15.02=4.78 mm，傾斜4.78/8 000=0.000 5＜0.002[2]，均滿足變形控制要求。

3.2.4 地墻與主體結構的有效連接

地墻鋼筋與內襯墻鋼筋主要通過預埋的鋼筋接駁器來連接,地墻混凝土與內襯墻混凝土之間主要依靠混凝土之間的摩擦力來連接。為達到預定的有效連接效果，需有以下構造措施：

（1）內襯墻施工前應對疊合面鑿毛，鑿出青石子露面，凹凸面平均深20 mm，仔細檢查地墻墻縫滲漏情況，并對墻縫進行局部防水處理。

（2）在地墻鋼筋籠制作中，應控制好預留層板鋼筋接駁器的定位，吊裝入槽過程中應避免和導墻摩碰造成接駁器護蓋掉落；地墻混凝土澆筑后，應按設計要求及時進行墻底注漿，控制墻體沉降。

（3）地下墻與內襯墻滿足結合面剪應力要求時(未配抗剪箍筋時不大于0.7 MPa，大于0.7 MPa時設抗剪箍筋)，整體按疊合墻計算，墻體計算厚度開挖階段取單墻（地墻）厚度，回筑階段根據回筑工況逐層取雙墻（地墻加內襯墻）厚度。

4 基坑監測

在后期施工時基坑監測過程中，圍護結構本身及高壓鐵塔的各項主要的監測數據，均在規范允許范圍內。

5 結語

根據理論計算分析、施工時對基坑開挖的監測，以及實際運營過程中的反饋，得出結論：地下連續墻疊合墻作為基坑支護結構，既能確保施工時相鄰建筑物及管線的安全，又具備較高經濟性。

[1]DB33/T1008-2000，浙江省標準《建筑基坑工程技術規程》[S]. [2]GB50007－2011，建筑地基基礎設計規范[S].

TU753

B

1009-7716（2016）05-0236-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.066

2016-02-19

高頻（1983-），男，浙江杭州人，工程師，從事市政工程地下結構設計工作。