基于RSD軟件計算的嚴重缺陷地連墻支護研究

韓春文　任智　袁良　許明亮　楊武

摘要：利用鉆孔取芯、聲波透析、結構掃描等多種檢測手段，對缺陷地連墻質量進行評估。在深入分析地連墻缺陷產生原因后，以工期、安全、有效、低成本為原則，提出了“地連墻+H型鋼柱+混凝土內支撐”的支護體系;利用RSD基坑支護計算軟件證明了方案的合理性。通過實際開挖，證明了此套支護方案的可行性。

關鍵詞：基坑支護;地連墻;H型鋼板;RSD

中圖分類號：TP31;TU47

文獻標識碼：A文章編號：1001-5922（2022）06-0098-05

Research on support of severely defective diaphragm wall based on RSD software calculation

HAN Chunwen， REN Zhi， YUAN Liang， XU Mingliang， YANG Wu

（Beijing Urban Construction Group Co.， Ltd.， Beijing 100088， China

）

Abstract：This paper uses multiple testing methods such as drill core method， cross-hole sonic logging， structural scanning， etc. to evaluate the quality of defective ground connecting walls. After in-depth analysis of the causes of ground wall defects， based on the principles of construction period， safety， effectiveness， and low cost， the supporting system of “ground wall + H-shaped steel column + concrete internal support” was proposed for the first time. Using RSD foundation pit support calculation software to prove the rationality of the scheme. The actual excavation proves the feasibility of this set of supporting schemes.

Key words：foundation pit support; diaphragm wall; H-shaped steel column; RSD

隨著高層建筑的不斷涌現，深基坑支護設計和施工也越來越復雜[1-3]。由于地下連續墻具有整體性好、抗側剛度大，既可以作為開挖階段的維護結構和止水帷幕，也可以作為地下室的外墻，同時施工時對周邊環境影響小。因此，在周邊環境有較高保護要求的深基坑工程中應用越來越廣泛[4-5]。

常見的地連墻缺陷有墻體槽段間接頭處存在透水、夾泥現象，墻體存在麻面、鼓包、孔洞、露筋、水平鋼筋變形、混凝土疏松、凸肋及滲水等現象[6];兩墻合一”式地下連續墻質量缺陷的處理，直接關系到結構施工期間的安全性及使用期間的耐久性[7]。本文基于地連墻存在的嚴重質量缺陷問題，創新的提出了一套合理可行的支護體系，對類似工程起到借鑒作用。

1地連墻缺陷情況及原因

1.1工程概況

BRAC大學新校區建設工程位于孟加拉國首都達卡市區，占地面積2.2萬m²，為一棟單體建筑，總建筑面積14.86萬m²，分為地下3層，地上13層。基礎典型埋深12.0、15.50 m，土方開挖典型深度15.80 m。擬建場地地質條件復雜，原為水塘，后經過回填，局部回填土達10.0 m，現場地經過平整后地勢較為平坦，地淺層土主要由黏性土、砂土構成，同時周圍建筑鱗次櫛比，且紅線距地連最小距離為3.91 m;圖1為基坑周圍建筑物平面圖。

1.2缺陷地連墻檢測

基坑支護采用地下連續墻形式，同時兼做地下室外墻，設計墻厚為600 mm，配筋如圖2所示。

該工程基礎樁及地下連續墻在進場之前已施工完成，進場后負責土方開挖及深基坑支護等后續工程。鑒于業主并未提供地連墻施工記錄及地連墻檢驗資料，組織對局部地連墻邊緣探挖土方。在土方局部開挖后，明顯發現地連墻存在嚴重的質量缺陷，主要的質量缺陷包括混凝土夾渣、大面積漏筋、接縫處夾泥漏水、混凝土強度不達標，具體如圖3所示。

為全面調查該工程地連墻質量情況，委托專業單位隨機抽取了10幅地連墻，每幅地連墻設置3～4個檢測孔，間距1.5 m，進行鉆孔取芯及跨孔超聲波檢測，具體結果如圖4所示。同時，采用混凝土鋼筋檢測儀對鋼筋混凝土構件鋼筋配置進行抽樣檢測，為內支撐支護體系設計提供支撐。

根據芯樣外觀判斷，混凝土離析、夾泥、強度低等芯樣不佳的情況比較普遍，地連墻接縫處滲漏水，且缺陷多集中在地連墻上部0～7.5 m內及下部10.5～14.5 m內，均在基坑開挖深度范圍內。另外，37^#地下連續墻鉆穿后揭示，墻底標高與設計要求標高相差1.8 m。

鉆孔取芯和聲波透射揭示，在全部29個孔中，共17孔有明顯缺陷。按墻編號統計，在10幅地下連續墻中，51^#、60^#、68^#地連墻判定為不合格，不合格率30%。結構掃描揭示，鋼筋保護層厚度50%不合格，地連墻土方開挖側缺筋40%，T16鋼筋實際未探測到，與設計圖紙不符。0C585AF0-5821-44B1-B273-95B397AF6ACB

1.3缺陷地連墻原因分析

經調查，3幅不合格的地連墻普遍存在大面積露筋、鼓肚及夾渣問題。這是由于基坑西南側上部8～10 m厚回填土松散，在地連墻施工過程中易塌孔，造成這一區域內的地連墻混凝土質量普遍較差，且有些芯樣中甚至夾有碎磚塊和塑料袋等建筑垃圾。

影響地連墻承載力的主要因素為受力鋼筋較原設計缺少40%。地連墻設計圖紙中正彎矩段（向基坑內）的配筋為T20-100+T16-100，負彎矩段（向基坑外）的配筋為T20-100，按此配筋的地連墻抗彎承載力設計值分別為1 000、655 （kN·m）/m。按中國規范永久結構除以1.35的荷載分項系數作為彎矩計算值，分別為740、485 （kN·m）/m。而地連墻正彎矩段（向基坑內）的實際配筋為T20-100，負彎矩段（向基坑外）的實際配筋為T20-100。混凝土強度按C20考慮，此配筋的地連墻正、負彎矩段的抗彎承載力設計值均為655（kN·m）/m，按中國規范永久結構除以1.35的荷載分項系數作為彎矩計算值限制，為485（kN·m）/m。地連墻抗彎承載力設計值降低34%。為了避免基坑在開挖過程中產生安全事故，需要對地連墻采取加固措施。

2支護體系選型

缺陷地連墻的支護設計為不影響地下室結構施工，常采用坑外補樁的設計方案。但若樁間距過大，土壓力仍直接作用于缺陷地連墻之上，且新補樁無法與地連墻，協同變形，并且施工大量的灌注樁對整體工期影響大，同時對成本投入造成嚴重影響。另一種常采用的加固方案是，分段局部開挖地連墻后，在基坑內側及時施工疊合層，但由于開挖后地連墻已產生了相應的彎曲變形，此時再施工疊合層，對原地連墻的承載力提高程度有待探討，且施工周期較長。

最終針對該工程質量缺陷，以工期、安全、有效、低成本為原則，通過深入研究，采用在地連墻內側（開挖面）按間距2 m設置臨時H型鋼樁，與內支撐腰梁形成縱橫交錯的主次梁，再與地連墻形成梁板結構，共同承擔地連墻外側的主動土壓力，構成“地連墻+H型鋼柱+混凝土內支撐”支護體系，具體如圖5所示。

為保證H型鋼樁與地連墻協同工作，H型鋼樁與地連墻之間設置25^#工字鋼短柱，豎向@500 mm一道。短柱與H型鋼樁采用焊接連接，與地連墻連接處設置鋼板，鋼板與地連墻間20 mm空隙采用巴斯夫灌漿料灌實，具體如圖6所示。

3支護體系強度計算

為簡化計算模型，將H型鋼按地連墻的抗彎剛度等效代換成地連墻的厚度，具體公式如下[8-10]：

4基坑監測

利用監測設備對建筑物豎向位移、樁頂水平位移、地面沉降、樁頂豎向位移、H型鋼柱水平位移、深層土體水平位移、地下水位等監測項目進行重點監測。從2018年12月至2019年10月，各項監測數據均正常，特別是在承臺筏板混凝土澆筑完成后，各監測數據趨于穩定。實際開挖與監測結果表明，該支護方案是合理可行的。

5結語

（1）通過對地連墻質量評估及缺陷原因分析，以工期、安全、可實施、低成本為原則進行支護方案深入研究，提出了以缺陷地連墻為板、H型鋼樁為次梁、混凝土支撐梁為主梁的“地連墻+H型鋼柱+混凝土內支撐”支護體系。該體系具有剛度大、受力合理、后期拆除便捷等特點;

（2）混凝土內支撐平面剛度大，節點可靠，桿件布置靈活，拆除不占用關鍵工期。對于存在嚴重質量缺陷的地連墻，采用多道混凝土內支撐可提高支護體系的水平支撐剛度，降低地連墻的彎矩及剪力，控制基坑變形;

（3）施作“兩墻合一”的地連墻時，應嚴格遵守設計方案，嚴格把控施工工藝及質量，極大限度地避免墻體夾雜、孔洞、混凝土成型質量差、地下連續墻滲水、鋼筋缺失等質量問題。

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