超深异型幅地连墙施工质量控制

超深异型幅地连墙施工质量控制

危博  熊瑞明 章禹

中建八局第三建设有限公司  江苏省南京市   210000

[摘要]：以阿里巴巴江苏总部项目为例，针对异型幅地连墙成槽质量难以控制，钢筋笼制作及吊装精度降低,进而导致异型幅连续墙混凝土充盈系数出现大的波动,连续墙整体尺寸不达标，影响深基坑施工质量及安全。

[关键词]：异型幅地连墙  深基坑  超深地连墙  质量控制

1. 工程概况

本工程位于南京市建邺区，总占地面积约15万m2，总建筑面积约为851576.0m2。本工程共分为AD、B、C三个地块，基坑南侧为已运营的地铁S3号线、B、C地块之间为在建的地铁7号线，处于对基坑安全和地铁的保护，将工程分为8个基坑单元依次组织施工，这8个基坑深度为11.95~16.15米不等，均超过5米，属于深基坑，土方总开挖量172万m³。

图1 项目效果图                                 图2 项目航拍图

工程所属地质为长江漫滩地貌单元，上部砂层较厚，下覆基岩为极软岩，上部砂层沉淀快，下部岩石浸水易软化；地下水类型主要为孔隙潜水及承压水。设计支护形式为地连墙+混凝土内支撑，临地铁设计有TRD工法桩。

项目采用“地连墙入岩、全封闭疏干”方案，地连墙墙厚800mm,1000mm,1200mm，墙底插入强风化岩不小于1米，成槽深度65m以上。地连墙施工的形状主要为“一”型,其中“L”,“T”两种为异型幅连续墙，本项目涉及异型幅地连墙槽段共有27幅。

2. 地连墙施工现状分析

本项目涉及的异型幅地连墙为“L”、“T”型两种，与普通的“一”型相比质量分布不均匀，吊装时容易变形、受垂直度影响较大。为进一步研究问题现状，在对类似的已施工的项目地连墙工程质量情况进行了调查，调查发现主要为5大类问题，分别为：钢筋笼加工不合格、钢筋笼下放一次合格、成槽机动力不足、地连墙完整性差、沉渣控制不到位。其中通过调查、总结分析得出“钢筋笼下放一次合格”这个问题是影响超深异型幅地连墙施工质量控制的主要问题。为了进一步找出异型幅地连墙施工质量控制难点，经过进一步的调查分析、归纳整理，发现“下放钢筋笼尺寸偏差”、“成槽垂直度差” 是影响超深异型幅地连墙施工质量控制的症结所在。

3. 解决对策

针对“下放钢筋笼尺寸偏差”、“成槽垂直度差”这两个问题从“人员、机械、材料、方法、环境、测量”等方面进行详细分析，对各种原因进行对比、总结归纳，确定要因有二：1、泥浆配比控制不到位；2、钢筋加固措施不合理。

3.1泥浆配比控制不到位

为解决该问题，初步确定有两个方案：

1.确定最佳配比，现场拌制泥浆

根据试成孔情况，制定膨润土8%~12%，CMC增稠剂0.03%~0.05%，纯碱Na2CO3 0.3%~0.5%。新拌制泥浆应充分水化，储存时间不应少于24h。该方案的优势在于可以根据现场实际情况对现场泥浆拌制进行实时监控，以应对不同工况地质条件下遇到的问题，及时作出相应措施。

泥浆配比指标统计表   表1

2.采用调配好的材料拌制

直接购买调好的成品泥浆粉进行拌制，该方案的优势在于配比精确，可以适当增加掺料提高泥浆某项性能，无需现场调配，节省时间。

从可行性、有消息、经济性及工期影响四个方面综合分析评估，综合比较对比结果如下：

方案比选统计表   表2

经分析比对，方案一现场配置泥浆具有适应性强、对成本工期影响小的特点，相比于方案二更具有可操作性，最终选择方案一：确定最佳配比，现场配比拌制泥浆，为本项要因实施对策。

根据地勘报告确定各地层图纸的坍塌性：

土层坍塌性分析   表3

根据各土层性能指标分析，确定施工过程中全场广泛分布易塌孔土层，针对这些土层各项指标，针对性制备泥浆。通过查阅相关资料及文献，泥浆动切力与膨润土和CMC的加量呈正相关，并且影响较为明显，与纯碱加量呈负相关。适当提高膨润土掺量可以提高泥浆比重和黏度，有利于形成泥皮，增加纯碱掺量可以降低黏度，提高泥浆携渣能力。针对长江漫滩淤泥质黏土及粉细砂等坍塌可能性较大的土层，地连墙成槽过程中需要形成良好的泥皮持壁，制备的泥浆就需要合适的泥浆比重稳定土层。

图3 膨润土含量影响图                    图4 CMC含量影响图

图5 纯碱含量影响图                     图6 动切力影响图

为了提高泥浆护壁性能，拟制定膨润土10%，CMC增稠剂0.04%，纯碱Na2CO3 0.3%进行新浆配制，充分搅拌、静置后进行试成槽，成槽前测定泥浆比重1.06，黏度23s，pH值9，实际成槽效果一般，成槽垂直度仅能控制在1/420，不能达到预设要求。经过几次调整测试后，发现当膨润土11%，CMC增稠剂0.05%，纯碱Na2CO3 0.4%时，成槽效果最佳，成槽垂直度可以稳定控制在1/500-1/550之间，此时的新制泥浆比重为1.08，黏度26s，pH值为9。经过一段时间循环使用后，测定泥浆比重为1.11，黏度29s，pH值为10，砂率4%，后续施工可按照此标准控制现场泥浆制备，施工过程中局部如遇广布不利地质可适当增加膨润土掺量，当黏度过大时适当掺入纯碱以作微调。

3.2钢筋加固措施不合理

根据以往施工经验需在“L”型地连墙设置内外两道斜拉杆加固，间距500mm。本工程中“L”型地连墙大部分夹角较大，角度范围在120°-160°之间，拉杆所能提供有效支撑力较小，分布过密不利于成本及工期控制，最终结果费工费时，事倍功半，并且不能指导“T”型地连墙施工。在钢筋笼吊装过程中，需对钢筋笼进行有针对性的加固，在保证安全的前提下节约成本。把斜拉杆改为外侧一道，间距由500mm变为2000mm，局部加密。

本工程“L”型地连墙仅两幅折角小于等于90°，吊点钢丝绳产生的拉力与“L”型钢筋笼受力点接近正交，吊装、翻转过程中钢筋笼主要是在横向平面上发生扭转变形。

图7 地连墙变形示意图

经计算分析可知，“一”字型钢筋笼吊装过程中可近似看作是简支受力构件，“L”型半边可近似看做悬臂受力结构，根据挠度公式可知当受力、弹性模量及截面惯性矩不变时，结构受集中力作用时，简支梁最大挠度为，悬臂梁最大挠度为，代入l/2后，悬臂最大挠度即为，由此可见在相似受力情况下“L”型钢筋笼变形更大，当构件受均布荷载时同理。

现场吊装钢筋笼纵向、横向布置各四组吊点，起吊过程中同时承受自重及钢丝绳起吊拉力，其中自重按均布荷载考虑，吊点处按集中荷载考虑，选取最重一节钢筋笼计算，根据吊点分布及起吊过程中受力情况分析计算，最不利弯矩叠加图如下：

图8 地连墙计算弯矩图

由弯矩图可知，吊点部位承受负弯矩，纵向吊点之间承受正弯矩，吊点处斜撑加固为抵抗弯矩承受压力，反之，吊点之间中部斜撑承受拉力，经过计算，决定采用C25钢筋间距2000mm，吊点及吊点间中部局部增加三道斜撑杆间距1000mm以抵抗弯矩，减小变形。斜撑杆进行设计优化，决定减少内侧斜撑杆，并扩大间距为2000mm，局部加密。这样在保证起吊、下放稳固的前提下有助于减少成本，加快施工进度。

4. 结语

通过上述方案实施在异型幅地连墙施工过程中，不仅对于质量一次成优有极大的提升，而且对于经济、工期

1.质量一次成优：

传统施工工艺及质量控制方法可以在一定程度上的指导常规的“一”型地连墙施工质量一次成优，但是在超深异型幅地连墙施工过程中，由于异型幅地连墙质量分布不均、截面性质变化大、墙身超深，常规施工过程中存在的通病就会成倍放大，导致实际施工难以做到一次成优。本方法通过因地制宜，针对工程所在地特有的地层土质进行分析，对特有异型幅地连墙吊装进行针对性的计算分析，在控制成槽垂直度的同时减少吊装过程中钢筋笼变形，从而达到超深异型幅地连墙下放一次成优率的提升。

2.工期效益：

常规地连墙泥浆配制通常采用原土制浆，当参数指标不达标时重新制备，泥浆配制通常为提前配置，并不占用关键线路，所以本方案并不占用工期。通过计算合理布置加过措施可以有的放矢的对钢筋笼薄弱部位进行加固，一方面避免材料浪费，另一方面在下放过程中减少支撑杆件的割除工作，相比于常规施工方案减少了40%以上的联系杆件，现场实际施工，每幅钢筋笼下放减少至少2小时的时间，更为高效，通过工序穿插安排总体节约了5天工期。

3.经济效益：

相较于原土制浆，本方案虽然在一定程度上调整了泥浆配比，但是由于其周转次数更多，总体成本相差无几。但是每幅钢筋笼通过使用本方案，节约使用联系杆件1吨，每幅钢筋笼总体降低成本约6000元，总体节约成本约17万元。

参考文献

[1]龚振宇.超深地下连续墙泥浆材料特性及配比试验研究.水利与建筑工程学报.2020（6）

[2]张太权. 异型地下连续墙施工技术讨论. 中国科技信息.2010（9）

[3]覃健. 异型超深地连墙钢筋笼吊装技术研究.四川建材.2018（9）