摘  要：在深基坑工程施工中，地下连续墙维护结构不仅承担着保证基坑安全稳定的重任，还起着有效控制边土地层位移和深基坑地下水渗漏的作用，是保证基坑和周边建筑物、管线安全的关键。以天津地铁3号线北站深基坑地下连续墙维护结构的施工为例，地下连续墙的主要施工控制技术，可供其他类似工程借鉴。

关键词：深基坑；地下连续墙；施工控制技术

 

      地下连续墙是深基坑工程常用的支护形式，它不仅能保证基坑本身的安全与稳定，还可以有效控制周边土层移动、保护周边建筑物及管线的安全。但由于地下连续墙属地下隐蔽工程，需采取预防性措施控制施工质量、减少安全隐患，打造“无渗水安全基坑”就成为地下连续墙施工的理想状态。以天津地铁3号线北站工程为例，重点介绍地下连续墙的施工控制技术。

 

      天津地铁3号线北站工程位于天津市河北区中山路西侧，站位横跨十字路口，并与远期规划的地铁6号线车站在路口位置大致呈斜向十字相交。地铁站主体为地下2层岛式车站，局部地下3层为预留与地铁6号线的换乘节点。地铁车站总长197 m，标准段宽度20.5 m，设4个出入口和2个通风道。地铁车站基坑全部采用明挖法施工，标准段（B区、D区）基坑深度约17.6 m，维护地连墙厚800 mm、深31 m，总长222.3延长米，共分为38幅；端头井（C区、E区）基坑的最大开挖深度约19.1 m，维护地连墙厚1 m、深33.2 m，总长135.45延长米，共分为24幅；换乘节点（A区）基坑开挖深度约25.4 m，维护地连墙厚1.2 m、深45 m，总长104.8延长米，共分为18幅。地下连续墙总长约462.57延长米，入土比均为0.7，接头采用锁口管。地下连续墙混凝土强度选用C30，抗渗等级S8。地铁车站地下连续墙施工区域划分，见图1。

      天津市区表层一般为人工填土，填土层的下部分布有零星的新近沉积层，新近沉积层下依次分布各陆相层和海相层，明显表现为海陆交互相沉积。本工程所在地附近历史上受河道影响，表层有大量新近堆积层，堆积层下第Ⅰ海相层中的沉积软土层较厚，地基土工程性质较差；第Ⅱ河床—河漫滩陆相沉积层，以可塑状粉质粘土为主，底部出现“混粒土”，土质较密实，粉土层为透水层，在震动作用和水动力条件下可能产生管涌、变形等灾害；第Ⅲ陆相层为河床—河漫滩相沉积，以可塑状粉质粘土和密实粉土为主，土层工程性质和抗震性能较好；第Ⅱ滨海—潮汐带海相沉积层，以硬塑—软塑状粉质粘土为主，局部夹粉土，工程性质较差。

      本工程场地内表层地下水为第四系空隙潜水，以第Ⅱ陆相层为隔水底板。 场地埋深 36.0 m 以上含水的粉土层较厚，透水性很强，粉土、砂土的垂直渗透系数在10^-3～10^-1cm/s之间，水平渗透系数在10-4～10^-1cm/s之间。

      由于本工程位于闹市区，施工基坑距附近办公楼仅7.8 m，该办公楼对基坑施工引起的地面沉降比较敏感，保证其安全是最大施工的难点；夹在微承压水层间的隔水层较薄，呈透镜体状，说明潜水与承压水层存在一定联系，若采取措施不得力，基坑底部可能产生“突涌”或因降水施工诱发周边建筑物过量沉降；换乘节点基坑深达25.4 m，垂直度偏差稍大就会使坑底位置的墙身偏出设计轮廓，墙身形成强度和防渗能力的薄弱断面，地下连续墙的垂直度控制要求很高。

 

      导致地下连续墙支护结构失效的主要原因包括：承压水或静水压力过大、围护止水缺陷、地表堆载过大、支撑力不足、温度、雨水及地下管道水的影响等。结合对本工程施工重点和难点的分析，施工采取了以下关键性控制措施。

      地下连续墙各槽段的接头选型和施工控制非常关键。一般采用锁口管、十字钢板、工字钢板等3种形式。圆形锁口管接头费用低、施工简便，在深30m左右的地下连续墙施工中应用最为普遍，其缺点是在锁口管接头处长约40 cm的地下连续墙段，因无法配置钢筋，在基坑开挖中容易随地下连续墙变形开裂产生渗漏。对于超深基坑和邻近敏感建筑物的地铁车站地下连续墙，应采用十字或工字钢板接头。本工程换乘节点45 m深墙和邻近建筑物的地下连续墙段采用十字钢板接头，以增强墙体的整体刚度和接头的止水性能，且便于起拔接头箱。

      异型地下连续墙段是指除“直线型”外，呈“Z型”、“T型”或“L型”的墙段，异型段成槽难度较大，针对本工程A区地下连续墙斜交的情况，在施工前优化拐角处ZC26、ZC71、TC20、TC65等异型段的分幅，确保拐角节点一次性施工成型，避免出现冷平缝，虽然加大了地下连续墙的施工难度，但使基坑开挖过程中的渗水风险大大降低。异型地下连续墙段的分幅优化示意，见图2。

      不同深度的地下连续墙在衔接处形成“高、低墙”，如果先施工较深墙段，则需沿较深段墙体的全高设置锁口管，拔出后锁口下部可能出现井管样的渗水通道，极易出现承压水管涌现象，会危及基坑稳定，这往往容易被忽视。本工程先施工较浅墙段，锁口管按较浅墙段的深度控制即可。

      采用强制刷壁器清理接头处的泥污，往复刷壁次数≥10次，直到刷净为止，该关键性工序必须旁站监督，对重要部位还要进行超声波检测。如果安装的锁口管向钢筋笼一侧倾斜，会导致刷壁作业无法有效进行，需在基坑外侧采取加固止水措施。

      混凝土浇灌过程中的夹泥是造成墙体渗漏的主要原因。如果沉渣过厚，在浇灌混凝土时沉渣会翻到混凝土上面，并随混凝土面而上升，当遇到接驳器锚固钢筋时，部分沉渣会被锚固钢筋挡住无法随混凝土继续上升而形成夹泥；当地下连续墙接头不平或浇灌混凝土面上升不同步时，沉渣会滞留在接头处形成接头夹泥，因此，控制沉渣厚度对减少地下连续墙夹泥现象非常必要。在刷壁和钢筋笼下放作业完成后、浇灌混凝土之前，应检测开槽深度和槽孔底部泥浆的各项指标，如果达不到要求，必须采用反循环法再次进行清底置换，直至符合设计要求。特别对于深度超过40 m的深墙，泥浆含沙量较大时，有必要设置泥浆分离系统。

      施工中往往容易忽略成槽垂直度对墙体渗漏的影响，规范中规定的垂直度控制标准一般为≤1/150，若相邻的2幅地下连续墙分别向坑内、外倾斜，相对偏差的最大限制值为1/75。相邻2幅地下连续墙“劈叉”将大大缩短接缝处的渗水路径，增加渗漏发生的可能性。控制成槽垂直度的主要措施包括：保证场地承载力满足重型设备施工需要，防止因成槽机倾斜引起孔壁垂直度的偏差；在导墙施工时应注意控制导墙的垂直度和净宽，为确保地下连续墙的施工精度创造有利条件；合理安排挖槽顺序，使位于成槽抓斗两侧的土体阻力保持均衡，挖土时一定要使悬吊机具的钢索保持垂直张紧状态，这是保证挖槽垂直精度必要的关键性动作。在本工程地下连续墙的成槽施工中，液压抓斗成槽机配有GCS测量系统，能自动记录、显示和打印输出开挖成槽过程中的深度和斜度数据，做到“随挖随纠偏”，实现了对成槽垂直度和成槽质量的实时监控。

      地下连续墙开挖槽壁的稳定性影响到邻近建筑物的安全，因此，泥浆需具备比较稳定的物理和化学性质、合适的质量密度和流动性，既要保证泥浆在长时间静置时不产生离析沉淀，又要保证泥浆有良好的触变性。根据本工程的地质情况和以往地下连续墙的施工经验，制备泥浆时选用200目粒径的钙基膨润土，以工业碳酸氢钠为分散剂，并适当添加CMC。施工过程中要随时监测泥浆指标，发现泥浆性能指标不能满足要求时，需及时加以调整。地下连续墙施工用护壁泥浆的性能指标，见表1。

      1）本工程地下连续墙混凝土浇筑的超灌系数仅为2.27 %，说明在施工中未发生如槽壁塌方、槽宽超标等现象。

      2）本工程基坑开挖后，除E区端头井在挖至基坑底部时出现＜50 L/d的渗水外，其他部位的墙面基本保持干爽；基坑墙面基本平整，局部达到模板浇筑混凝土的表面效果，为后期车站的“桩墙合一”施工减轻了墙面处理的工作量。相邻两幅接缝处的偏差＜2 cm，表明GCS测量系统对提高地下连续墙的垂直控制精度度、防止出现“劈叉”现象起到了良好的效果。地下连续墙开挖后的效果，见图3。

      天津地铁3号线北站深基坑地下连续墙的施工经验表明，在复杂地质环境下进行深基坑施工时，只有全面领会设计要求，细致掌握现场的工程地质和水文地质条件以及建（构）筑物分布等情况，合理且有针对性地选择施工工艺、设备和机具，抓住工程的重点与难点，注重各施工环节的细节管理，确保关键工序施工质量，才能实现“无渗水安全深基坑”的目标，降低深基坑施工的风险。

 

[1]陆震铨，祝国荣.地下连续墙的理论与实践[M].北京：中国铁道出版社，1987.

[2]樊听龙，常绍杰.天津地铁北站站深基坑关键施工技术//2009年科技论文集[C].天津：中交第一航务工程局第四工程有限公司，2010.