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复杂基坑地下连续墙接头处理施工技术

2025-03-18 52 上传者：管理员

摘要：南京江北新区地下空间项目不同基坑间地下连续墙的接头处理给施工带来很大挑战。针对该工程中的地连墙接头形式，介绍了适用于T形接头连接的全套筒回旋钻机引孔后铣槽施工技术，论述了适用于平面接头连接的高压旋喷桩加固配合外围止水素墙施工技术，解决了复杂基坑施工不同地下连续墙接头处理的难题，形成了一套完善的施工方案，在实际工程应用中取得良好效果。

关键词：
T形接头
地下综合体
地下连续墙
平面接头
接头处理
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随着城市建设的不断推进,可供使用的土地资源日趋紧张,大型地下综合体的开发已经成为未来城市发展的新方向[1-3]｡地下综合体建设往往涉及到多个基坑的分期开挖,新开挖基坑和已有基坑的地连墙连接技术对基坑工程质量起到决定性作用[4-5]｡目前新旧地下连续墙的连接通常使用预设T形接口连接或平面连接的方法｡本文针对项目的实际情况和所遇到的工程难题,创新性提出了适用于T形接头连接的全套筒回旋钻机引孔后铣槽施工技术,和适用于平面接头连接的高压旋喷桩加固配合外围止水素墙施工技术｡

1、工程概况

南京江北新区地下空间项目是目前国内规模最大､功能最复杂的地下空间项目,其二期三工区施工内容包括21号地块､24号地块､H4匝道,如图1,图2所示｡其中24号地块基坑开挖深度为15.8m~27.7m,围护结构地连墙厚1.0m~1.2m､墙深70m(入中风化岩层1m),与21号地块和四号线滨江站共用地连墙;21号地块基坑开挖深度为21.7m~39.4m,围护结构地连墙厚1.0m~1.5m､墙深72m(入中风化岩层2m),与24号地块和四号线滨江站､横江大道共用地连墙｡

24号地块为三级落深基坑,其中浅坑区域基坑开挖深度15.8m,地下2层,3层混凝土支撑;一区2段区域基坑开挖深度21.7m,地下3层,4层混凝土支撑;四､十五号线附属区域基坑开挖深度27.7m,地下4层,6层混凝土支撑｡

图1南京江北新区基坑平面布置图

图2工程地块概况

21号地块为三级落深基坑,浅坑区域基坑开挖深度21.7m,地下3层,4层混凝土支撑;四号线附属区域基坑开挖深度27.7m,地下4层,6层混凝土支撑;十五号线车站基坑开挖深度39.4m,地下5层,8层混凝土支撑,桩基为ϕ2500mm灌注桩和ϕ1100mm钢管柱,桩长23m~30m,桩端持力层为中风化泥质砂岩｡

临坑四号线滨江站为地下6层基坑,上3层采用明挖顺作法､下3层采用盖挖逆作法,开挖深度50.1m｡桩基为ϕ2500mm灌注桩和ϕ1100mm钢管柱,桩长23m~30m,桩端持力层为中风化泥质砂岩｡共用地连墙厚1.5m,墙深72m(入中风化岩层2m)｡横江大道为地下4层基坑,开挖深度28.8m,共用地连墙厚1.0m,墙深70m(入中风化岩层1m)｡

四号线滨江站与24号地块及21号地块共用地连墙｡在四号线滨江站下3层盖挖逆作法地下结构完成后,进行24号地块基坑开挖｡24号地块结构出±0后,进行21号地块基坑开挖｡现四号线滨江站地下连续墙围护结构及下3层结构已完成,24号地块基坑新建地下连续墙与四号线滨江站既有地连墙的连接成为该项目的重大难题之一｡

2、工程难点

2.1东侧T形接头处存在问题

四号线滨江站已施工地连墙东侧预留接头为T形铣接头,如图3所示｡新建二期地连墙D41槽段施工采用套铣工艺,确保接头连接的可靠性和止水效果[6-7]｡原计划采用D39槽段首开､D40槽段连接､D41槽段套铣的施工流水｡但由于现场施工场地冲突,为保证总工期,将D40槽段作为首开幅｡该槽段钢筋笼靠近D39槽段一侧设置为H型钢接头,靠D41槽段侧为预留套铣接头｡在H型钢肥槽回填碎石时,造成挤压,钢筋笼向D41槽段偏移,导致套铣接头的富余量被消耗｡

图3东侧地连墙T形接头示意图

根据现场测定,D41槽段地连墙槽孔宽度290cm,而套铣斗体宽度280cm,富余量仅为10cm｡同时,经现场破除检查看一期接头,其封口筋存在参差不齐现象,且新旧墙交接处不为直角,角度为84°34′16″,如图4所示｡若继续开展套铣施工,在过程中铣头可能被钢筋卡住,使得斗体不能提升(或掉入槽孔内),从而导致槽段作废｡该情况对后期基坑开挖和24号地块防水带来隐患,可能会影响地下空间整体施工进度｡即使铣槽机套铣顺利,铣槽进尺只能缓慢推进,其作业时间无法预计｡这会对整个槽孔的稳定性造成影响,多次扰动之后,可能会产生塌孔现象｡另外,四号线滨江站下3层盖挖逆作结构仅完成大底板封闭,侧墙未施工,长期铣槽作业会对其基坑支护结构造成影响[8-9]｡

图4预留T形接头现状

2.2西侧平面接头处存在问题

四号线滨江站与24号地块基坑十五号线滨江站交界处既有地连墙未预留T型接头,新建地连墙与既有地连墙相接时,为平面连接(冷缝),如图5所示｡施工时,既有地连墙墙面依靠刷壁器清理墙面泥皮或土块杂物｡然而,若既有地连墙产生鼓包､缩孔等现象致使墙面不平整,泥皮或泥块很难清理干净｡这会影响新建地连墙混凝土与既有墙面密贴,从而形成空洞,产生涌水通道[10]｡此外,原计划该接头区域采用三轴加固,但四号线滨江站下3层盖挖逆作结构仅完成大底板封闭,侧墙均未施工,不能满足三轴大型设备施工需求｡

图5西侧地连墙平面接头示意图

3、T形接头施工技术

3.1施工关键技术

针对四号线滨江站东侧T形接头存在的铣头卡齿风险,采用全套筒回旋钻机引孔后铣槽的施工技术｡首先用360°全套筒回旋钻机分别在套铣槽段两端地连墙接头处各引1个引导向孔,直径1.2m,深度70m｡切除现有地连墙接头约5cm(保护层7cm),形成竖直的圆弧段凹面｡引孔施工对后续铣槽起导向墙作用,防止抓斗左右晃动,与既有封口筋碰撞而造成卡齿｡引孔完成后,采用铣槽机从地连墙墙顶往下铣槽,对凹面进行毛面处理,增加新旧混凝土黏结性,施工示意图如图6所示｡

图6全套筒回旋钻机引孔后铣槽技术示意图

3.2施工步骤

1)全套筒引孔｡首先进行桩位定位,同步进行全套管设备,包括机械､电力系统和后台作业指挥系统的定位｡作业平台和吊装设备到位后安装套管,然后进行回旋切割｡过程中抓取切削土体,同时注入泥浆｡最后,撤除主机台定位销,进入下一孔的循环作业｡

2)地连墙铣槽机施工｡根据引孔导向,采用铣槽机从墙顶开始铣槽｡并结合冲击锤冲击,成槽后进行接头清刷和清孔施工｡

3)地连墙钢筋笼下放｡钢筋笼采用整体起吊,钢筋笼吊装时,先由450t履带吊和一台260t履带吊配合抬吊,直立后由260t吊车吊装入槽｡主吊点设置在0.5m~10m左右的位置,纵向位置在钢筋笼的纵向的桁架上｡

4)地连墙混凝土灌注｡吊放浇筑架,连接浇筑导管,灌注混凝土时,以充气球胆作为隔水栓,混凝土罐车直接把混凝土送到导管上的漏斗内,浇灌速度控制在3m/h~5m/h｡在离预定计划最后4车时,每浇一车测一次混凝土面标高,将最后所需混凝土量通知搅拌站｡混凝土浇至标高后结束施工｡

4、平面接头施工技术

4.1施工关键技术

针对四号线滨江站西侧与24号地块基坑十五号线滨江站交界处平面接头存在的冷缝渗水风险,采用全方位高压喷射工法桩(MJS)加固配合外围止水素墙施工技术,如图7所示｡一方面通过在地连墙接头外围增设一圈1000mm厚地下连续墙素墙阻隔滨江站基坑与长江水系｡素墙接缝连接采用双轮铣铣接施工,墙深与相邻地连墙D1相同,为71.05m,进入中风化岩层｡另一方面于地连墙接头和素墙接头处采用多根大直径ϕ2200mmMJS工法桩进行加固止水,处理因接缝处夹泥夹砂形成的涌水通道｡此外在24号地块开挖过程中,冷缝位置增设“L”形扶壁柱,增强其抵抗变形能力,避免变形张开｡

图7MJS工法桩加固配合外围止水素墙施工技术

4.2施工步骤

1)全套筒引孔｡为保证新旧地连墙混凝土的有效连接,增加渗流路径长度及避免产生夹泥夹砂涌水通道,先用全套筒全回旋钻机引孔,切掉既有地连墙墙面5cm厚混凝土,形成竖直的圆弧凹面｡滨江站地连墙接头引孔直径1.2m,深71.05m,止水素墙引孔直径1.0m,深度71.05m｡

2)施工基坑地连墙｡引孔完成后,采用成槽机及铣槽机抓铣结合方式施工地连墙,首先开挖四号线滨江站与24号地块基坑十五号线滨江站交界处既有地连墙连接处槽段,槽段开挖后采用铣槽机对既有地连墙墙身进行毛面处理,确保新旧混凝土有效连接｡

3)施工止水素墙｡素墙厚1000mm,墙深71.05m,采用C40(P12)混凝土浇筑｡同样首先开挖与四号线滨江站既有地连墙连接处槽段,并采用铣槽机对既有地连墙墙身进行毛面处理,确保止水素墙新旧混凝土有效连接｡

4)MJS接缝止水施工｡采用多根大直径ϕ2200mmMJS工法桩进行地连墙接头冷缝止水,深度至地连墙底｡

4.3场地协调

四号线滨江站与24号地块基坑十五号线滨江站交界地连墙接头施工过程中,为满足全回转平台布置要求,借用四号线滨江站既有冠梁部分区域(长3.45m,宽0.9m,高1.1m)｡采用C30混凝土浇筑至与二期地块标高一致,浇筑区域如图8所示｡场地使用时间约30d,施工完成后恢复原状｡

5、施工质量控制

1)为保证地下连续墙接头处施工质量,首先必须保证成槽质量,要求大型机械不得在已成槽段边缘频繁走动,确保槽壁稳定,使地下墙接头墙面质量良好,其次在成槽过程中,控制泥浆液面在导墙面下30cm,并适当提高泥浆比重,保证槽壁稳定｡

图8西侧地连墙接头施工场地协调示意图

2)接头刷壁施工:地下连续墙接头施工时,采用带钢丝刷的接头箱进行刷壁施工,端头来回刷壁次数保证10次以上,并且以刷壁器钢丝刷上无淤泥为准来保证槽幅段接头的连接质量｡

3)对地下连续墙钢筋笼中的预埋接驳器要精确定位,严格复核,确保地下连续墙预埋接驳器与顶板､底板结构连接准确,严格控制钢筋笼吊筋长度,保证偏差规范允许范围不大于5mm｡

4)为防止混凝土上升液面落差较大,应采用两根导管同时开浇､同时灌注,拆导管也应平衡,确保两根导管埋设同一深度或两根导管位置混凝土面高差不大于500mm｡

6、结语

本文针对南京江北新区地下空间项目开发过程中出现的地下连续墙接头施工问题,分别提出了适用于T形接头连接的全套筒回旋钻机引孔后铣槽施工技术,和适用于平面接头连接的高压旋喷桩加固配合外围止水素墙施工技术｡详细介绍了两种技术的施工步骤和现场协调方案｡成功解决了复杂基坑施工中新旧地下连续墙连接接头处理的难题,形成了一套完整的施工方案｡在实际工程中取得了良好的效果,在保证大型地下综合工程的基坑安全的同时尽可能减少对工期的影响｡

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文章来源:孙汉文.复杂基坑地下连续墙接头处理施工技术[J].山西建筑,2025,51(07):73-76.