朱朝暉 劉秀江

1. 深圳永鑫建筑工程集團(tuán)有限公司 深圳 518000；2. 深圳市方圓建設(shè)工程監(jiān)理有限公司 深圳 518000

1 工程概況

在深圳市羅湖區(qū)東門某大型商住項(xiàng)目的深基坑工程中，由于是地鐵上蓋物業(yè)，存在地下障礙較多、地質(zhì)條件復(fù)雜、周邊建筑物密集且保護(hù)等級較高等難題。經(jīng)綜合論證，該項(xiàng)目采用地下連續(xù)墻成槽護(hù)壁，同時作為深基坑的止水帷幕的施工技術(shù)，可達(dá)到最佳投入效能比?；庸こ躺婕暗貙佑校孩匐s填土、②粉質(zhì)黏土、③粉砂夾粉質(zhì)黏土、④砂礫巖強(qiáng)風(fēng)化、⑤砂粒巖中風(fēng)化。

在該基礎(chǔ)工程中，地下水量豐富，采用地下連續(xù)墻加三軸攪拌樁止水帷幕。由于除東側(cè)鄰近市政道路外，其余方向紅線外30 m以內(nèi)有多棟高層及小高層建筑物，考慮到基坑開挖及地下連續(xù)墻施工對周邊復(fù)雜管線及建筑物的影響，工程對土體變形及滲水控制的要求很嚴(yán)格。在施工過程中，地下連續(xù)墻配筋密集，成槽護(hù)壁中泥漿條件復(fù)雜，采用普通水下混凝土難以保證施工質(zhì)量。為此，本文以地下連續(xù)墻形成的剛性結(jié)構(gòu)作為對象，應(yīng)用自密實(shí)混凝土，對由地下連續(xù)墻以較為復(fù)雜的形式構(gòu)成的結(jié)構(gòu)（墻深18 m），在施工前以實(shí)體驗(yàn)證的方式進(jìn)行了研究，其研究成果在施工中實(shí)際應(yīng)用并取得了良好的效果。結(jié)果表明，自密實(shí)混凝土適用于實(shí)際地下連續(xù)墻基礎(chǔ)工程。

2 工程難點(diǎn)分析

基坑西側(cè)、南側(cè)圍護(hù)采用厚700 mm地下連續(xù)墻，北側(cè)鄰近高層建筑采用厚900 mm的地下連續(xù)墻，增加圍護(hù)剛度。地下連續(xù)墻槽段情況較復(fù)雜，槽段分幅寬度為8 m，局部敏感區(qū)域分幅寬度適當(dāng)調(diào)整，以減少基坑變形對周邊環(huán)境的影響。在地下連續(xù)墻內(nèi)外側(cè)采用φ650 mm×450 mm三軸攪拌樁進(jìn)行槽壁加固，采用套接一孔法，加固深度18 m。

在地下連續(xù)墻施工中，容易出現(xiàn)槽壁坍塌、夾泥夾砂、滲漏水及強(qiáng)度降低等缺陷，其中滲水現(xiàn)象多發(fā)生在地下連續(xù)墻接口處，而夾泥夾砂缺陷一般由坑壁局部坍塌引起的裹砂和夾泥。由于土體變形控制要求較高，地下連續(xù)墻墻體設(shè)計剛度較大，配筋較為密集、直徑較大。同時，由于鋼筋搭接部位要求周圍混凝土緊密包裹，以有效傳遞鋼筋握裹力。在實(shí)際工程中，應(yīng)用普通混凝土難以達(dá)到要求，通常用水下混凝土來進(jìn)行澆筑。本工程地下連續(xù)墻由于配筋較多，故采用水下混凝土，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在澆筑中容易夾雜泥漿，使混凝土密實(shí)度不夠?qū)е聦?shí)際強(qiáng)度降低，有可能達(dá)不到要求，因此本工程應(yīng)用了自密實(shí)性能較好的自密實(shí)混凝土[1,2]。

3 工程用混凝土的設(shè)計

混凝土的性能參數(shù)、配合比、原材料如表1、表2所示。水下混凝土坍落度為210 mm，所用配合比為平常地下連續(xù)墻工程所用的預(yù)拌混凝土。自密實(shí)混凝土的配制符合國家技術(shù)規(guī)程。在2種混凝土中均使用了聚羧酸系高性能減水劑和聚合物增黏劑。

自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度根據(jù)地下連續(xù)墻的實(shí)際施工情況，確定為650 mm±50 mm。在參考U形儀實(shí)驗(yàn)達(dá)到300 mm高度的結(jié)果，擴(kuò)展度達(dá)到500 mm所用時間范圍為5～12 s。經(jīng)過試配后的混凝土各項(xiàng)指標(biāo)與設(shè)計要求相符。

表1 混凝土性能參數(shù)

表2 混凝土配合比

4 實(shí)體驗(yàn)證方法及結(jié)果

在實(shí)際施工前，制作了與設(shè)計相同的地下連續(xù)墻實(shí)驗(yàn)體，進(jìn)行了混凝土的澆筑性能對比試驗(yàn)。圖1表示了實(shí)驗(yàn)墻體的形狀尺寸及配筋情況。導(dǎo)管的位置設(shè)在鋼筋籠的中部，從上到下貫穿。澆筑時為了防止泥漿倒灌，導(dǎo)管下端口一直保持在混凝土內(nèi)，導(dǎo)管澆筑混凝土?xí)r的提升速度為13～15 cm/min。

圖1 實(shí)體驗(yàn)證墻體的配筋狀態(tài)

圖2及圖3表示了混凝土上表面自流平的狀態(tài)。圖中的數(shù)字是從澆筑開始所經(jīng)過的時間。水下混凝土由于鋼筋的影響形成了高低分布的高差，由此可見障礙物的存在影響了水下混凝土的流動。經(jīng)確認(rèn)，水下混凝土夾雜了泥漿，鋼筋的下部出現(xiàn)空腔，而自密實(shí)混凝土則沒有出現(xiàn)這樣的情況。自密實(shí)混凝土的充填很密實(shí)，即使在鋼筋的下部也很密實(shí)。自密實(shí)混凝土整體性很好，骨料分布很均勻。

圖2 普通水下混凝土在槽內(nèi)的流動情況

圖3 自密實(shí)混凝土在槽內(nèi)的流動情況

經(jīng)抽芯取樣檢測強(qiáng)度，水下混凝土周邊的部位如上部、下部的地方，強(qiáng)度很小，多處強(qiáng)度顯著偏低，平均強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度的78%，說明混凝土夾雜泥漿后強(qiáng)度下降很大。自密實(shí)混凝土整體的強(qiáng)度較為均勻，取樣平均強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度的105%，滿足設(shè)計要求[3]。

5 地下連續(xù)墻質(zhì)量控制措施

1）加強(qiáng)成槽時抓斗垂直度的控制。地下連續(xù)墻在采用傳統(tǒng)的液壓抓斗法成槽時，不可避免會發(fā)生碰撞槽段土體，使槽段土體部分凹凸不平。鋼筋籠下放過程中，鋼筋籠外側(cè)的保護(hù)層控制塊會對兩側(cè)槽壁進(jìn)行刮蹭，造成局部泥膜被破壞并產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象。因此，在抓斗成槽時，需要經(jīng)常檢查抓斗的導(dǎo)向板垂直度，盡量減少抓斗對槽段土體的碰撞以及鋼筋籠下放時引起的刮蹭，并通過加撐控制導(dǎo)墻澆筑后的變形，禁止在已澆筑的導(dǎo)墻附近行走重車及堆放重載。

2）泥漿質(zhì)量控制。泥漿具有一定的相對密度，當(dāng)槽內(nèi)泥漿液面高出地下水位，會產(chǎn)生一定的靜水壓力，除平衡土水壓力外，還給槽壁一個支持作用力。同時，泥漿在槽壁內(nèi)的壓差作用，使部分泥漿壓入底層，在槽壁表面形成一層透水性較低的固體顆粒膠結(jié)物，即泥皮。泥漿的靜水壓力作用在槽壁上，可起到護(hù)壁作用。如果泥漿的相對密度過低，會減弱護(hù)壁作用。另一方面，如果泥漿相對密度過大，會造成對混凝土的流動阻力加大和流動不暢。因此，在泥漿制備過程中，適當(dāng)增大初配泥漿的相對密度，并根據(jù)現(xiàn)場泥漿循環(huán)設(shè)備的功率消耗進(jìn)行調(diào)整，使泥漿的相對密度在滿足設(shè)備功耗和對混凝土流動阻力的前提下調(diào)大一點(diǎn)。本工程泥漿相對密度配制為1.11～1.13。

3）加強(qiáng)泥漿制備的管理。在地下連續(xù)墻成槽過程中，由于各地層性質(zhì)不同，泥漿參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及時抽測、置換及調(diào)整。因此，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對泥漿進(jìn)行參數(shù)試驗(yàn)，確定適合現(xiàn)場的參數(shù)。參照地質(zhì)報告，地層在成槽過程中應(yīng)及時抽測、置換和調(diào)整。新制備的泥漿在泥漿池放置24 h以上，黏土需經(jīng)充分水化后才能使用。泥漿使用后，對混凝土澆筑最后幾米質(zhì)量較差的泥漿，應(yīng)及時排放到廢漿池，并補(bǔ)充新制泥漿到循環(huán)池，以保證泥漿的質(zhì)量。

4）確保及時補(bǔ)漿。在槽壁開挖過程中，如果泥漿補(bǔ)充不及時會造成護(hù)壁泥漿液面下降，使泥漿靜水壓力值不足而不能平衡周圍土壓力值，導(dǎo)致周圍土層向槽壁內(nèi)側(cè)涌動加劇甚至發(fā)生槽壁塌方事故。在施工過程中需密切監(jiān)控槽內(nèi)泥漿液面并及時補(bǔ)充泥漿。

5）加強(qiáng)混凝土施工中各方面的管理工作。地下連續(xù)墻的成型質(zhì)量與混凝土的配合比設(shè)計和澆筑施工管理密不可分。尤其在砂層地層施工中，如果混凝土施工的各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，容易造成地下連續(xù)墻出現(xiàn)質(zhì)量缺陷?；炷翝仓疤崆白龊酶黜?xiàng)準(zhǔn)備工作：

（1）提前與攪拌站溝通混凝土供應(yīng)安排，根據(jù)不同時段及路況綜合分析澆筑用量計劃。提前在交通高峰期備料，保證混凝土的連續(xù)供應(yīng)；

（2）在監(jiān)理單位驗(yàn)收通過后，及時通知攪拌站供應(yīng)混凝土，盡量通過管理手段縮短鋼筋籠放置后的閑置時間。

6）混凝土選用級配良好、含泥量等達(dá)標(biāo)的粗細(xì)骨料和合適砂率，保證混凝土的勻質(zhì)性和優(yōu)異工作性能。根據(jù)試配確定合適的粉料比例，保證混凝土的適宜黏度，調(diào)整復(fù)合摻加的優(yōu)質(zhì)礦物摻合料。選用優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的高性能減水劑，對減氣劑中引氣和增稠組分的種類、摻量進(jìn)行試配和調(diào)整，保證自密實(shí)混凝土在現(xiàn)場的工作性能和保持度。通過分析和結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，確定關(guān)鍵指標(biāo)范圍，包括粉料總量、膠材比、砂率、用水量和外加劑等。

7）嚴(yán)格控制澆筑過程中的各個施工工藝，如控制澆筑速度，由于混凝土自流平需要一定時間，澆筑速度過快可能造成夾泥、夾砂。嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋入混凝土的深度，嚴(yán)禁導(dǎo)管提升到混凝土的表面。

6 施工效果分析

本基礎(chǔ)工程應(yīng)用自密實(shí)混凝土進(jìn)行密集配筋地下連續(xù)墻的施工，取得了良好的效果。經(jīng)實(shí)體驗(yàn)證及實(shí)際工程檢驗(yàn)，自密實(shí)混凝土的澆筑效果很好，墻體密實(shí)度及強(qiáng)度均達(dá)到了設(shè)計要求，保證了工程的順利進(jìn)行。對地下連續(xù)墻各槽段采用超聲波進(jìn)行測試，所有檢測點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)均小于0.13，在國家規(guī)范安全范圍內(nèi)，說明本工程地下連續(xù)墻穩(wěn)定性設(shè)計符合安全要求，同時，鋼筋骨架和預(yù)埋件的安裝無松動和遺漏，標(biāo)高、位置準(zhǔn)確，接縫滲漏點(diǎn)3處，小漏水點(diǎn)2處，未發(fā)現(xiàn)大漏水點(diǎn)。工程實(shí)際證明地下連續(xù)墻止水效果良好，滿足施工要求。

本工程地處繁華鬧市區(qū)，對周邊建筑物保護(hù)等級的要求較高，且地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大。在地下連續(xù)墻成槽及澆筑過程中，對鄰近建筑物進(jìn)行了水位變化和沉降實(shí)時監(jiān)測，監(jiān)控在施工過程中及施工后由于地下連續(xù)墻墻體的變形及土體卸荷引起的沉降或構(gòu)筑物開裂。直至項(xiàng)目竣工驗(yàn)收后，均未發(fā)生鄰近建筑物的開裂和下沉事故，避免了可能發(fā)生的索賠糾紛。自密實(shí)混凝土在密集配筋地下連續(xù)墻施工中的應(yīng)用，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)語

以在密集配筋的地下連續(xù)墻中保證混凝土的澆筑效果作為工程難點(diǎn)，對自密實(shí)混凝土在地下連續(xù)墻施工中的澆筑性能和硬化后的質(zhì)量進(jìn)行了對比，結(jié)論如下[4,5]：

1）自密實(shí)混凝土自流平和自密實(shí)性能非常好。

2）水下混凝土容易夾雜泥漿，而自密實(shí)混凝土則整體上達(dá)到很好的勻質(zhì)性，可以很好地充填密實(shí)。

3）水下混凝土的抽芯平均強(qiáng)度僅為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件的75%。而自密實(shí)混凝土的抽芯平均強(qiáng)度則比標(biāo)準(zhǔn)試件高。在地下連續(xù)墻施工中自密實(shí)混凝土可以很好地保證強(qiáng)度。

因此，在配筋密集的地下連續(xù)墻中，如果采用普通水下混凝土，混凝土鋼筋保護(hù)層的勻質(zhì)性和充填密實(shí)性都很難達(dá)到理想的效果。在實(shí)際地下連續(xù)墻施工中，采用自密實(shí)混凝土可以更好地保證工程質(zhì)量。