【高層建筑基坑支護(hù)中排樁與地下連續(xù)墻施工技術(shù)的探討】地下連續(xù)墻的施工工藝

　　1.排樁、地下連續(xù)墻計(jì)算原理 　　當(dāng)基坑開挖深度較大，或開挖場(chǎng)地附近有較重要的建筑物（地下管線）對(duì)變形控制有嚴(yán)格要求，或施工場(chǎng)地狹窄，采取放坡大開挖或重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)措施可能都難以保證開挖施工順利進(jìn)行時(shí)，可采用排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。常見的樁墻有鋼板樁、型鋼橫擋板、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、地下連續(xù)墻等。排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，是利用樁體隊(duì)列（或連續(xù)墻）抵抗外側(cè)水平荷載，其內(nèi)力和變形計(jì)算應(yīng)根據(jù)基坑開挖和地下結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程，分別按不同工況進(jìn)行計(jì)算，從中找出最大的內(nèi)力和變形值，供設(shè)計(jì)樁墻和支撐之用。圖1（a）所示為某工程地下結(jié)構(gòu)和基坑支護(hù)布置示意圖，在其施工過(guò)程中，計(jì)算工況如下：
　　
　　圖1：擋墻的各計(jì)算工況
　　第一工況：第一次挖土至第一層支撐標(biāo)高，此時(shí)樁墻為一懸臂結(jié)構(gòu)，如圖1（b）所示。
　　第二工況：待第一層支撐形成并達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度以后，開挖第二層土至第二層支撐標(biāo)高，如圖1（c）所示。
　　第三工況：待第二層支撐形成并達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度以后，第三次挖土至坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高，如圖1（d）所示。
　　第四工況：待底板澆筑完畢并達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度以后進(jìn)行換撐，即在底板頂面澆筑混凝土帶形成支撐點(diǎn)，然后拆除第二層支撐，如圖1（e）所示。
　　第五工況：澆筑地下二層墻板和樓蓋，待其達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度以后在樓蓋標(biāo)高位置架設(shè)水平支撐形成樁墻的新支點(diǎn)，然后拆除第一層支撐，如圖1（f）所示。排樁、地下連續(xù)墻有多種計(jì)算方法，應(yīng)按支撐體系（錨桿）與排樁、地下連續(xù)墻的空間作用協(xié)同分析方法，計(jì)算支撐體系及排樁、地下連續(xù)墻的內(nèi)力與變形；當(dāng)基坑形狀接近矩形且基坑對(duì)邊條件相近時(shí)，支點(diǎn)水平荷載可沿腰梁、冠梁長(zhǎng)度方向分段簡(jiǎn)化為均勻分布荷載，采用彈性支點(diǎn)法計(jì)算。
　　排樁、地下連續(xù)墻可根據(jù)受力條件分段按平面問(wèn)題計(jì)算，排樁水平荷載計(jì)算寬度可取排樁的中心距；地下連續(xù)墻計(jì)算寬度可取單位寬度或一個(gè)墻段。對(duì)于懸臂及單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)靜力平衡條件進(jìn)行計(jì)算。排樁、地下連續(xù)墻除進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力、變形計(jì)算以外，還需進(jìn)行抗傾覆、抗滑移、整體穩(wěn)定性、抗隆起驗(yàn)算，以確定墻體的嵌固深度。對(duì)于多層支點(diǎn)排樁、地下連續(xù)墻，應(yīng)按圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法計(jì)算；對(duì)于懸臂及單支點(diǎn)擋墻，可按簡(jiǎn)化方法進(jìn)行計(jì)算。圖2所示為單層支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計(jì)算簡(jiǎn)圖。
　　圖2：?jiǎn)螌又�點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計(jì)算簡(jiǎn)圖
　　圖中∑Eai為樁墻底以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和；ha為合力∑Eai作用點(diǎn)至樁、墻底的距離；∑Epj為樁、墻底面以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的合力之和；hp為合力∑Epj作用點(diǎn)至樁、墻底的距離；hTi為支點(diǎn)至基坑底面的距離；Tel為支點(diǎn)力。當(dāng)懸臂及單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計(jì)算值hd＜0.3h時(shí)，宜取hd=0.3h；當(dāng)多支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計(jì)值小于0.2h時(shí)，宜取hd=0.2h。
　　2.鋼板樁施工方法
　�。�1）常用鋼板樁的種類鋼板樁截面形式很多，不同的截面形式樁體的抗彎剛度不同，適用用于不同深度的基坑。常用的截面形式為U形、Z形，基坑開挖深度很大時(shí)才用H形或組合型等。
　�。�2）鋼板樁的打設(shè)鋼板樁的施工，其施工方法和預(yù)制樁施工基本相同。施工前應(yīng)進(jìn)行鋼板樁檢驗(yàn)矯正、吊運(yùn)及堆放、選擇沉樁設(shè)備、抄平放線。鋼板樁支護(hù)施工過(guò)程為：打設(shè)、挖土、支撐（如有）、地下結(jié)構(gòu)施工、支撐拆除及板樁的拔除。本節(jié)主要講述鋼板樁的打設(shè)方法。常用的打設(shè)方法有“單獨(dú)打入法”和“屏風(fēng)式打入法”兩種：1）單獨(dú)打入法。這一施工方法，只適用于板樁墻長(zhǎng)度較小的情況，具體操作如下：就是從板樁墻的一角開始進(jìn)行，然后兩塊為一組或者逐塊地進(jìn)行打設(shè)，直至結(jié)束。通常情況下，選用這樣的施工方法，往往會(huì)使得施工簡(jiǎn)便迅速，因?yàn)闃稒C(jī)行走路線比較短，不需要其他輔助支架，但是易使板樁向一側(cè)傾斜，且誤差累積后不易糾正；2）屏風(fēng)式打入法。在施工過(guò)程中，為保證鋼板樁墻軸線位置的正確和樁的豎直，應(yīng)控制樁的打入精度，防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力，在打設(shè)鋼板樁之前，設(shè)置由水平導(dǎo)梁和豎向圍檁樁組成的導(dǎo)架，也稱為“施工圍檁”。一般常用單層雙面導(dǎo)架，圍檁樁的間距一般為2.5～3.5m，雙面圍檁的間距一般比板樁墻厚度大8～15mm。圍檁樁不能隨著鋼板樁的打設(shè)而下沉或變形，導(dǎo)架的高度要適宜，要有利于控制鋼板樁的施工高度并提高工效。
　　 （3）鋼板樁的拔除方法。在進(jìn)行基坑回填土?xí)r，要拔除鋼板樁，以便修整后重復(fù)使用。拔除鋼板樁要研究拔除順序、拔除時(shí)間以及樁孔處理方法。對(duì)于封閉式鋼板樁墻，拔樁的開始點(diǎn)宜離開角樁5根以上，必要時(shí)還可以用跳拔的方法間隔拔除。拔除的順序一般與打設(shè)順序相反。
　　在拔樁的時(shí)候，首先，要求技術(shù)人員先用振動(dòng)錘將鎖口振活以減小拔樁的阻力，然后再邊振邊拔。拔除鋼板樁宜用振動(dòng)錘或振動(dòng)錘與起重機(jī)共同拔除。拔樁會(huì)帶土和擾動(dòng)土層，尤其在軟土層中可能會(huì)使基坑內(nèi)已施工的結(jié)構(gòu)或管道發(fā)生沉陷，并影響鄰近已有建筑物、道路和地下管線的正常使用，對(duì)此必須采取有效措施。對(duì)拔樁留下的土孔應(yīng)及時(shí)回填處理，可邊振邊拔并填砂或進(jìn)行注漿，應(yīng)做到密實(shí)無(wú)漏。
　　3.地下連續(xù)墻施工工藝
　　地下連續(xù)墻，就是在地面用專門的挖槽設(shè)備，沿著基坑的周邊，在泥漿護(hù)壁的條件下，開挖一段（一個(gè)單元槽段）狹長(zhǎng)的深槽，在槽內(nèi)放置鋼筋籠并澆筑水下混凝土，形成一段鋼筋混凝土墻段。若將澆筑的混凝土墻段連成整體，則形成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻體，具有截水防滲和擋土承重之用，作為基坑開挖的支護(hù)結(jié)構(gòu)。有時(shí)還可以“二墻合一”，即與主體結(jié)構(gòu)合一作為建筑承重結(jié)構(gòu)。
　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的施工工藝過(guò)程通常如圖3所示：
　　
　　圖3：地下連續(xù)墻施工工藝流程圖
　　其中修筑導(dǎo)墻、泥漿制備與處理、挖深槽、鋼筋籠的制作與吊放以及混凝土的澆注，是地下連續(xù)墻施工中的主要工序。以下將以修筑導(dǎo)墻為例做詳細(xì)分析：
　　在地下連續(xù)墻挖槽之前，類似于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁埋設(shè)護(hù)筒，應(yīng)在地面修筑導(dǎo)墻。導(dǎo)墻施工是確保地下連續(xù)墻軸線位置及成槽質(zhì)量的關(guān)鍵工序，是不可缺少的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，一般為現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也有鋼制的或預(yù)制鋼筋混凝土裝配式結(jié)構(gòu)（可重復(fù)使用）�，F(xiàn)場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土導(dǎo)墻底部易與土層貼合，防止泥漿流失，而預(yù)制導(dǎo)墻則較難做到。導(dǎo)墻必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度，必須滿足挖槽機(jī)械的施工要求。在挖槽施工中，導(dǎo)墻具有非常重要的作用。
　　（1）導(dǎo)墻的作用
　　1）作為測(cè)量的基準(zhǔn)，控制地下連續(xù)墻的施工精度。導(dǎo)墻規(guī)定了溝槽的位置，可作為測(cè)量挖槽標(biāo)高、垂直度和精度的基準(zhǔn)；2）擋土作用：在挖掘地下連續(xù)墻溝槽時(shí)，接近地表的土極不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)槽口坍塌，此時(shí)導(dǎo)墻就起到擋土墻的作用。為防止導(dǎo)墻在土壓力和水壓力作用下產(chǎn)生位移，在導(dǎo)墻的內(nèi)側(cè)每隔1m左右加設(shè)上下兩道木支撐（其規(guī)格多為5cm×10cm和10cm×10cm），如附近地面有較大荷載或有機(jī)械運(yùn)行時(shí)，還可以在導(dǎo)墻中每隔20～30m設(shè)一道鋼閘板支撐，以防止導(dǎo)墻位移和變形；3）支撐荷載：它既是挖槽機(jī)械軌道的支撐，又是鋼筋籠、接頭管等擱置的支點(diǎn)，有時(shí)還承受其他施工設(shè)備的荷載；4）維持泥漿液面穩(wěn)定：泥漿液面應(yīng)始終保持在地下水位1.0m以上，以穩(wěn)定槽壁。
　�。�2）常用導(dǎo)墻的斷面
　　常用導(dǎo)墻斷面如圖4所示：
　　
　　圖4：L形：多用于土質(zhì)較差的土層；廠形：多用于土質(zhì)較好的土層，開挖后略作修整即可用土體做側(cè)模板，再立另一側(cè)模板澆混凝土；[ 形：也是用于土質(zhì)較差的土層。
　　4.結(jié)語(yǔ)
　　在高層建筑基坑工程中，技術(shù)人員一定要根據(jù)工地實(shí)際的施工要求情況出發(fā)，而選用正確的、規(guī)范的施工方法，這樣才能保證建筑施工的質(zhì)量與安全。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 朱兵見，張維炎，潘國(guó)華，胡科技. 軟土地區(qū)基坑支護(hù)施工與監(jiān)測(cè)實(shí)例分析[J].《鐵道建筑》，2008（9）.
　　[2] 吳福順. 辦公樓基坑支護(hù)施工與要點(diǎn)探討[J]. 《中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品》，2010（17）.
　　
　　（作者單位：廣西建工集團(tuán)海外工程有限責(zé)任公司廣西南寧530012）

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