高层住宅建筑的深基坑地下连续墙施工技术
刘铁臣
身份证:211421197502243033
1 工程基本情况介绍
某高层住宅建筑总高度为135.4m,总层数为42层,建筑地下埋深为15.25m,地下共有 3 层,其中第1、2、3层为设备间和停车场,并且地下3层为人防区域,根据设计施工方案,人防区域的抗力等级为核6常6。建筑总体面积为139330m2,其中地下建筑面积和地上建筑面积分别为46660m2和92670m2。所述高层住宅建筑的基坑长度和宽度分别为252.5m和63.5m,周长和面积分别为632m和18035m2。基坑的绝对标高和相对设计标高分别为+6.400m和0.000m,基坑底部的相对标高为-16.35m,电梯井的相对标高为-21m。根据相关规范要求,基坑安全等级和环境保护等级分别为1级、2~3级。基坑的围护形式方面,利用三轴水泥搅拌桩构建基坑内外侧的槽,其中搅拌桩的规格型号为3Φ850@600。另外,考虑到电梯井的深度较大,要对三轴搅拌桩进行加固,并且利用高压悬喷桩进行封底处理。其他区域施工成地下连续墙围护结构。基坑大部分区域的开挖深度为17.8m,局部区域比如电梯井的开挖深度可以达到19.95m,根据设计施工方案,需要开挖的土方量将近25万m3。为了保障基坑的稳定性,在内部施工有三道钢筋混凝土支撑结构,其中三道支撑的底部标高分别为-13.5m、-8.3m和-3.2m。
2 重点难点及其对策分析
所述工程项目施工区域周边环境非常复杂,周围涉及其他建筑结构,特别是存在地铁线路,能够用于项目施工的场地有限。如何避免地下连续墙施工过程对周围其他建筑的影响,如何协调好土方行车路线,如何做好地下室防水措施等都是本项目要重点关注的重难点问题。本项目基坑开挖普遍深度为16.3m,局部位置的开挖深度甚至达到了21m,并且与地铁运行线路的最近距离只有25m,与地铁出入口的最近距离只有7m。整个过程必须考虑施工对地铁线路的影响,严格控制土方开挖顺序以及支撑施工顺序,确保基坑整体的稳定性,支撑拆除顺序也要严格控制。
3 地下连续墙施工技术分析
高层建筑深基坑利用地下连续墙作为主体结构的围护,具有抗渗性能好、强度高以及刚度大等多方面的优势。本工程建设的地下连续墙厚度为 800 mm~1 000 mm,还增加三道混凝土支撑以提升其稳定性,混凝土强度等级和抗渗等级分别为 C35 和 P8。通过三轴搅拌桩对地下连续墙内侧和外侧进行槽壁加固,其中三轴搅拌桩通过全截面套打模式进行施工,并且将其作为止水帷幕,内侧的搭接长度控制在 25 cm。
3.1 测量放线
具体施工时为了确保地下连续墙位置的准确性,要求建设单位根据现场实际情况提供准确的平面控制点,根据这些控制点进行测量,并且设置一条封闭的平面导线,该导线围绕基坑周边设置。然后对各个轴线进行测量并放线,导墙必须根据测量放线情况进行施工。基坑开挖过程难免对附近土方平衡造成破坏,导致部分基准控制点出现明显位移,从而影响工程项目的施工质量。
3.2 导墙形式及其制作
第一,导墙要在地下连续墙成槽前完工。已有的实践经验表明,地下连续墙整体施工质量会直接受到导墙质量的影响,尤其是轴线和标高影响最显著。导墙在确保围护上部土体稳定性、泥浆液位稳定性方面发挥关键作用,可有效避免发生土体坍塌施工事故。导墙也是后续地下连续墙成槽设备的导向基准。鉴于导墙是地下连续墙轴线基准,结合现场实际情况将导墙设置为龙门柱,具体位置为地下墙轴线区域,这样可以为地下墙轴线的精确控制奠定良好基础。
第二,导墙结构及其施工技术措施。前文已述,本工程项目利用混凝土对导墙进行浇筑施工,且内部设置有钢筋网片,其规格为双层双向 Φ10@150 网片。在导墙基底专门设置厚度为 100 mm 的素混凝土垫层,混凝土等级为 C10。导墙使用的混凝土强度等级为C20,厚度为 250 mm。导墙翻边的厚度及宽度分别为300 mm 和 650 mm。导墙轴线、顶部标高、墙面平整度等是非常重要的技术指标,本工程要求轴线偏差控制在 10 mm 范围内,导墙顶部标高误差控制在 5 mm范围内,整个墙面的平整度误差控制在 5 mm 范围内。
3.3 泥浆制备
根据工程项目实际情况,成槽的下部和上部分别为粉土和填土,其稳定性都不高,且成槽最大深度将近 30 m。必须关注泥浆制备质量,为地下连续墙整体施工质量创造良好条件。以往的工程实践中,由于泥浆质量不佳导致混凝土墙体出现漏筋、渗水、坍塌的现象较多。本工程配置的泥浆黏度控制在 18~22 s,相对密度控制在 1.04~1.15,含沙率不超过 4%,pH 值控制在 8.0~10.5 范围,施工前对以上技术指标进行严格检测。
3.4成槽挖土
本工程项目主要利用液压抓斗工法对槽段进行开挖施工,使用的设备型号为 SG 系列的成槽机。为了确保施工质量,施工过程中配合使用垂直度显示仪以及自动纠偏桩装置,一旦检测出垂直度偏差,立即进行纠偏处理,这样开挖出的槽孔具有非常高的垂直度精度。利用设备开挖时,抓斗两侧的吃土阻力需确保均衡性,如果出现失衡,容易在两侧出现斗齿孔洞问题,影响成槽质量。抓斗在经过导墙口时需保持动作的轻缓性,避免引起泥浆波动对土层的稳定性造成不良影响。
3.5 刷壁
对槽壁进行施工期间,老接头部位通常会存在一层泥皮,这是影响槽壁接头施工质量的关键影响因素,在接头部位出现渗水问题的概率相对较高。本工程利用强制式刷壁机器完成刷壁工序。设备工作时利用钢丝绳重锤对其实施引导,确保刷壁器能够与接头部位发生紧密接触,这样不至于出现漏刷的现象,保障刷壁效果。另一方面,在刷壁设备内侧设置一个斜肋板,刷壁器在下放过程中能够更好地与接头部位进行紧密贴合,提升泥层处理效果。
3.6 水下混凝土浇筑
本项目利用导管法对水下混凝土进行浇筑,导管利用法兰进行连接。为了确保混凝土的强度,本工程使用的混凝土强度等级比设计要求高一个等级。正式开展混凝土浇筑前对其塌落度进行测量,还要对其抗压强度、抗渗性能进行检测,达到施工要求后才能使用。导管位置利用吊车进行移动,确保导管能快速准确地到达槽段规定位置。
结束语
地下连续墙施工技术以其显著的优势,目前在高层建筑深基坑施工中拥有比较广泛的应用。但要强调的是,地下连续墙施工过程涉及很多环节,且部分环节属于隐蔽性工程,针对每个环节都必须做好施工质量的控制工作,才能为整体施工质量奠定良好的基础。以上结合具体的工程案例,详细介绍了深基坑地下连续墙关键施工技术,最终实践结果表明,按照所述的施工技术方案执行可以有效保障施工质量,验证了技术方案的可行性,对于国内其他类似工程项目具有很好的借鉴意义。
参考文献
[1]吕延豪,栗晓龙,陈健,等.地下连续墙施工过程引起的地层和既有隧道变形响应分析[J].交通科技,2024(5):134-138.
[2]陶长青.地下连续墙施工质量安全控制[J].中国建筑金属结构,2024,23(9):160-162.