探讨深基坑地下连续墙支护体系

探讨深基坑地下连续墙支护体系

内容提要：南京地铁元通站是一、二号线的换乘车站，二号线元通站基坑深、土质差、水土压力大，围护结构采用地下连续墙+钢管内支撑，根据施工实践中的经验教训，提出加强地下连续墙槽段垂直度控制、换乘节点新老围护结构接头处理、选用混凝土支撑+钢管支撑设钢围檩体系。

关键词：垂直度控制、换乘节点围护结构接头处理、钢筋混凝土支撑、钢围檩、时空效应

中图分类号：tv551.4 文献标识码：a文章编号：

1.工程概况

南京地铁元通站是一、二号线的换乘车站，二号线元通站主体为地下三层钢筋砼框架结构，受一号线分隔车站基坑分为南北二区；南区长度77.65m，北区长111.7m，基坑总长

77.65+111.7=189.35m；另有与一号线同时建成换乘节点长度

29.932m，车站总长219.282m；标准段宽度为21.2m，基坑深约19.2m，端头井基坑深约21m。

车站主体围护结构采用地下连续墙+钢管内支撑，地下连续墙既作为施工期间的基坑支护桩墙，又与主体结构的内衬墙作为永久复合结构共同受力。

该连续墙总长度552m，墙厚均为0.8m，墙深分别为34m、36.5m、40m三种，槽段间接头采用锁口管，混凝土强度等级c30 s8。

2.工程地质和水文地质情况

基坑所处的土层主要为淤泥质粉质粘土层，基底以下的土层主要为淤泥质粉质粘土层（厚度不大）、粉细砂和中密～密实粉细砂等土层。

地下水位在地面以下0.79～1.55m，主要接受大气降水、地表水、人工用水及秦淮河的入渗补给，水位受季节性控制，年最大水位变幅小于1.0m，一般在0.5m 左右。

上部淤泥质粉质粘土层属孔隙潜水，下部砂性土层中地下水具承压性，承压含水层中的地下水与长江及外秦淮河均有一定水力联系。

在这样的地质条件下进行近40m深的连续墙施工，上部淤泥质土易发生塌方，下部因中密～密实砂层而难以挖掘成槽，施工难度较大。

3.施工方案

根据车站主体围护施工本着“减少相互干扰和提高工效”的原则，采用采用具有垂直度纠偏功能的二台德国宝峨gb50开槽机（右图）先后在南北二区分块分区进行施工。

现场配备2台吊车，起重量150t的为主吊机，80t的为辅吊机，用于吊运钢筋笼和锁口管。

考虑众多不利因素，按平均每机每天完成1幅的进度计算，安排 40天完成车站主体的围护结构。

4.地下连续墙设计施工的经验教训和建议

4.1必须加强地下连续墙垂直度监测与控制

施工时最初采用超声波测斜仪对槽段的成槽质量进行检测，合格后方可吊装钢筋笼，检测几幅槽段后发现质量较好，因超声波测斜仪操作较不便，同时有些迷信宝峨开槽机的纠偏装置和专业施工队伍的水平，放松了施工监测；结果在北区基坑开挖时发现地下连续墙某些槽段垂直度偏差超过允许值3‰，最大处侵入基坑达50㎝（垂直度偏差达2.6%），造成主体结构侧墙无法施工，最终不得不对尚未施工的盾构区间的线间距进行修改（缩小40㎝），同时相应缩小站台宽度，以满足列车限界要求。

4.2与既有地铁一号线咬合桩的接头处理

因元通站为南京地铁一、二号线的换乘站，当时一号线元通站施工时已将二号线换乘节点（地下三层）做好（采用钻孔咬合桩作为围护结构），当我方在二号线地下连续墙施工到二者接头时，发现因一号线咬合桩施工质量问题（在埋深20m有混凝土鼓包），使地下连续墙无法与咬合桩密贴，留有缺口，其宽度北区约150㎝，南区约50㎝；同时在换乘节点两侧的一号线围护结构咬合桩长仅21m（只比我二号线基坑深2m），地基也未加固处理，在二号线基坑开挖时，将对地铁一号线运行和施工带来很大的安全风险。为此经与设计及专家论证后，采取以下处理防范措施：

4.2.1在换乘节点四角接头处原有的6m梯形加固区紧靠围护结

构采用引孔法增设旋喷桩止水；

4.2.2在满足基坑开挖施工的前提下，严格控制降水深度和降水量；

4.2.3基坑开挖时，对渗漏处采用逆作法边挖边堵；根据渗漏情况采用有针对性堵漏方法：如喷射防水混凝土堵漏、注双液浆堵漏或根据缺口宽窄采用钢板或型钢，与凿出围护结构的钢筋密排焊接堵漏等；

4.2.4采用信息化施工，加强对已运行的地铁一号线监测，必要时沿换乘节点一号线两侧围护结构外增设旋喷桩止水帷幕（与既有咬合桩搭接6m，底部与地下连续墙等深）和回灌井，严格控制一号线轨行区的沉降量，以确保其运行安全。

4.3地下连续墙钢支撑宜设置钢围檩

南京地铁二号线元通站深基坑支护设计采用地下连续墙+钢管

内支撑的结构形式，但未设置钢围檩（腰梁），施工中发现有以下缺点：

4.3.1槽段接头处是地下连续墙的薄弱环节，由于未设置钢围檩，在钢管支撑受力不均或偏心设置时，槽段易发生偏转引起接头处开裂渗漏，不利于槽段整体共同受力，降低了围护结构的安全性；

4.3.2钢管支撑与地下连续墙是“点”接触，一旦支撑轴力因意外而超过设计轴力（但未达到钢支撑临界轴力），有可能造成地下连续墙混凝土局部承压破坏开裂；并因“点”接触，使设计计算和

受力复杂化；

4.3.3在元通站施工实践中曾遇到大直径供水管线侧向大水平力作用和换乘节点接头处地下连续墙呈悬臂状时，均增设钢围檩以策安全。

4.4第一道支撑采用钢筋混凝土形式

深基坑土方施工中，基坑深度往往较大，挡土结构的水平压力也较大，而钢筋混凝土支撑刚度大、强度高，具有变形小、稳定性强的特点，而且钢筋混凝土支撑还有抗拉力的作用。通过监测数据显示，土方开挖至第2道支撑以下土方后，随开挖深度的增加第一道支撑的轴压力在逐渐减小，甚至有受压转变为轴向受拉力，这是钢支撑所不能达到的。所以，从保证基坑及周边环境的安全看，钢筋混凝土支撑有绝对的优越性。当然，从经济、作业方便程度综合考虑，采用首道钢筋混凝土支撑+下部钢支撑支护是科学合理的。

结论：综上所述，建议今后在深基坑支护的地下连续墙支护体系设计中，尤其在基坑深，外侧水土压力大的情况下选用第一道为钢筋混凝土支撑+下部钢支撑设钢围檩体系，同时在基坑施工中加强工程监测和控制“时空效应”着手等，无论对基坑及周边环境的安全，还是对工程进度和经济效益方面都是十分有力的。实际上目前许多深基坑地下连续墙也都选用钢筋混凝土支撑+（钢管支撑+钢围檩）的支撑体系。

参考文献：