地下连续墙墙间注浆基坑支护施工工法.doc

1、地下连续墙基坑支护施工工法主楼56层，高约210m，裙楼6层，高约27.5m，地下室3层、局部4层为地铁通风道，深达21.65m。基坑面积约5384m2。围护结构采用地下连续墙，墙厚分别为0.8m、1.0m，采用钢筋混凝土支撑。1工程地质工程位于河道，地貌单一，场地标高在10m左右，地下水位在1.0m左右，地基土层自上而下为填土、淤泥质填土、粉土粉砂、淤泥质土粉质粘土、粉质粘土、粘土层、粉质粘土粉土，层厚分别为1.84.5m、02.9m、2.65.5m、4.515.5m、2.56.5m、4.512.0m、2.74.6m。2工程特点(1)基坑面积大，开挖深度深。(2)地处市中心，场地狭小，施工组

2、织管理难度大。(3)技术含量高，地下连续墙加钢筋混凝土的支护体系、劲性柱的制作安装、支撑围檩的爆破拆除、土体注浆加固、井点降水、深基坑土方开挖等施工工艺都有较高的技术含量。3施工方法3.1基坑降水此基坑有三种不同的深度，为保证开挖时土层相对稳定，在主要含水层中采取同步降水，四周连续墙封闭，底部为不透水层，除自然降水因素外，水平和垂直渗透可能性不大。基于以上考虑，通过计算后确定在基坑内布置18口管井，井深为20m和24m，通过实际开挖情况来看，降水效果良好。3.2注浆加固为了提高土的被动土压力，减少地下连续墙的侧向位移，基坑地基处理采用单管单液法加固土层，注浆设计压力为0.30.5MPa，水泥用

3、量为60kg/m，实际注浆过程是只控制压力，水泥用量尽量保证。3.3土方开挖及支撑施工(1)主楼底板与地铁通风道底板的直立边坡处理措施在土方开挖和支撑施工时，在直立边坡处设计一个宽5m注浆区，布孔600mm800mm，呈梅花形，注浆压力为0.30.5MPa，浆液水灰比为0.5，注浆管为25.4mm镀锌管。在土方开挖过程中注浆效果良好，未采用11放坡，而在被注浆土体中打两排FDA1251000mm锚固筋，在外面用C15混凝土浇一道挡土墙，在混凝土与注浆土体之间用11砂石回填(见图1)。图1主楼底板与地铁通风道底板的直立边坡处理措施(2)本工程内支撑由4片角撑连成，根据这一特征，在总体上将整个基坑

4、平面分为A、B、C、D4个区域(见图2)，土方开挖和支撑施工实行分层分区流水施工：第1层土方(-0.6-2.9m)按照图中A、B、C、D取土顺序，从北大门出土，每开挖完一个区马上施工该区支撑。第2层土方(-2.9-7.5m)仍是按照A、B、C、D的顺序取土和施工支撑。为了防止开挖第2层A区、B区土方时，D区、C区的第1道支撑被压坏，在支撑上覆盖了较厚的土层，并铺设了路基箱。由于施工场地极其狭小，又是在内支撑条件下取土，故应我方要求和甲方提供的组合钢立柱施工深度等数据资料，中国船舶九院在D区的第1道支撑上设置了取土平台，其位置如图2所示。图2基坑平面分区第3层土方(-7.5-13.2m)，据现场

5、监测资料和注浆后的土质情况，经设计院同意，A、B、D区的第3道支撑由裙楼的底板代替，C区的第3道支撑标高由-11.40m降至-12.90m，所以第3层土方的高差为5.7m(未降低支撑前为3.9m)。其开挖顺序仍是按A、B、C、D进行，只是在图2中的E、F两处制作了2个挡土板，通过坑内3台挖土机的倒运，在挡土板处形成两个土方堆场，利用停在取土平台上的挖掘机把土装车运走。第4层土方(-13.2-21.65m)为C区地铁通风道处的土方，由于此处开挖深度较深，距电影院只有几米之遥，原设计方案中考虑了第4道支撑，其和第3道支撑的高差只有1.5m，只能采用人工取土。据第3层土方开挖结束后地连墙位移、支撑轴

6、力等的监测结果，经过分析研究，决定取消第4道混凝土支撑，但开挖时应加强监测，并准备充足的应急措施。此部分的土方开挖分3步进行：首先从-13.20m开挖到塔楼的底板标高-15.20m处；第2步先分段局部开挖至-17.50m，然后逐步推进到整个C区开挖到-17.50m；第3步据监测结果，一次性开挖至-21.65m，土方通过安装在下处的取土钢平台倒运出去。修改前后的支撑剖面如图3所示。图3修改前后的围护剖面4施工监测本文主要就地下连续墙的侧向位移，支撑轴力的监测结果加以分析介绍，测点布置如图2所示。(1)地连墙位移据土力学压力理论，当基坑内土体开挖后，外侧土体对基坑内围护结构产生侧向土压力，使地连墙

7、产生侧向位移。下面从9个测孔中选取3、7测孔的位移变形曲线做分析，如图4所示。可以看出：地连墙位移变形曲线均表现为与设计计算位移图相似的“鱼腹”形；随着开挖深度的增大，地连墙位移逐渐增大，“鼓肚”现象愈明显，最大位移对应的深度值也逐步下移；地连墙的位移主要发生在基坑开挖阶段，0.8m厚的地连墙位移明显大于1m厚地连墙位移。注：QX3为1m厚地下连续墙的测孔；QX7为0.8m厚地下连续墙测孔；1为第2层土方开挖结束后；2为第3层土方开挖结束后；3为第4层土方开挖结束后 (2)支撑轴力监测基坑开挖后，坑内压力减小，坑外土压力通过围护结构作用于支撑，对支撑产生压应力。第1道支撑轴力各测点轴力变化情况

8、：第2层土方开挖至第3道支撑期间，支撑轴力呈上升趋势。第3层土方开挖后，第2道支撑开始受力，第1道支撑轴力先下降，后又缓慢上升，直至趋向稳定。当基坑开挖结束、围护结构趋于稳定后，由于受温度应力影响，支撑的轴力随气温的变化而波动，在常温状态下(当日最高气温20左右)，支撑轴力最大值8000kN左右，在高温状态下，支撑轴力最大值为11000kN左右。第2道支撑轴力受温度影响较小，最大值为11000kN，自第2层土开挖后，第2道支撑轴力呈上升趋势，到C区第4层开挖结束后趋稳定。温度对支撑轴力的影响由于支撑梁是裸露在大气环境中的混凝土构件，当气温升高时，支撑梁也随之升温，温度上升必然引起支撑梁的伸长，

9、而作为围护结构的地连墙，又限制了它的伸长，从而便产生了温度应力。据实际观测，支撑轴力受温度的变化影响是显著的，如图5所示。可以看出，高温天气下，第1道支撑轴力测值下午比早上增加30%(平均值)，第2道支撑轴力测值下午比早上增加18%(平均值)，第1道支撑受温度的影响明显大于第2道支撑。5综合经济效益分析由于用A、B、C、D区的裙楼底板代替了第3道混凝土支撑，又取消了C区第4道混凝土支撑，这样取土空间加大，机械的取土效率大大提高，不仅缩短了工期，而且节约了资金，降低了工程造价，取得了较好的经济和社会效益。6结束语(1)地下连续墙作为一种集挡土、截水、防渗和承力于一体的基坑围护方式，在处于闹市区、场地狭小、基坑深度深的本工程中，其结构的合理性和经济性得到了充分的体现。(2)监测结果各项数据基本上都接近于设计允许值，说明施工过程中，围护结构处于安全状态，其设计安全合理。(3)施工监测是保障施工安全，减少经济损失，降低工程成本，优化设计方案，完善施工工艺的必不可少的手段。(4)在场地极其狭小的情况下，采用混凝土内支撑方案，不但满足围护支撑的需要，而且还能作为施工设施使用，在本工程的第1道支撑上就设置了钢筋堆放加工车间、生活临建、周转材料仓库等。(5)对于大面积深基坑的开挖，采取分区开挖，与支撑施工形成流水作业，对于缩短基坑的暴露时间、减少地下连续墙的侧向位移、缩短工期都极为有利。