基于RSD软件计算的严重缺陷地连墙支护研究

韩春文　任智　袁良　许明亮　杨武

摘要：利用钻孔取芯、声波透析、结构扫描等多种检测手段，对缺陷地连墙质量进行评估。在深入分析地连墙缺陷产生原因后，以工期、安全、有效、低成本为原则，提出了“地连墙+H型钢柱+混凝土内支撑”的支护体系;利用RSD基坑支护计算软件证明了方案的合理性。通过实际开挖，证明了此套支护方案的可行性。

关键词：基坑支护;地连墙;H型钢板;RSD

中图分类号：TP31;TU47

文献标识码：A文章编号：1001-5922（2022）06-0098-05

Research on support of severely defective diaphragm wall based on RSD software calculation

HAN Chunwen， REN Zhi， YUAN Liang， XU Mingliang， YANG Wu

（Beijing Urban Construction Group Co.， Ltd.， Beijing 100088， China

）

Abstract：This paper uses multiple testing methods such as drill core method， cross-hole sonic logging， structural scanning， etc. to evaluate the quality of defective ground connecting walls. After in-depth analysis of the causes of ground wall defects， based on the principles of construction period， safety， effectiveness， and low cost， the supporting system of “ground wall + H-shaped steel column + concrete internal support” was proposed for the first time. Using RSD foundation pit support calculation software to prove the rationality of the scheme. The actual excavation proves the feasibility of this set of supporting schemes.

Key words：foundation pit support; diaphragm wall; H-shaped steel column; RSD

隨着高层建筑的不断涌现，深基坑支护设计和施工也越来越复杂[1-3]。由于地下连续墙具有整体性好、抗侧刚度大，既可以作为开挖阶段的维护结构和止水帷幕，也可以作为地下室的外墙，同时施工时对周边环境影响小。因此，在周边环境有较高保护要求的深基坑工程中应用越来越广泛[4-5]。

常见的地连墙缺陷有墙体槽段间接头处存在透水、夹泥现象，墙体存在麻面、鼓包、孔洞、露筋、水平钢筋变形、混凝土疏松、凸肋及渗水等现象[6];两墙合一”式地下连续墙质量缺陷的处理，直接关系到结构施工期间的安全性及使用期间的耐久性[7]。本文基于地连墙存在的严重质量缺陷问题，创新的提出了一套合理可行的支护体系，对类似工程起到借鉴作用。

1地连墙缺陷情况及原因

1.1工程概况

BRAC大学新校区建设工程位于孟加拉国首都达卡市区，占地面积2.2万m²，为一栋单体建筑，总建筑面积14.86万m²，分为地下3层，地上13层。基础典型埋深12.0、15.50 m，土方开挖典型深度15.80 m。拟建场地地质条件复杂，原为水塘，后经过回填，局部回填土达10.0 m，现场地经过平整后地势较为平坦，地浅层土主要由黏性土、砂土构成，同时周围建筑鳞次栉比，且红线距地连最小距离为3.91 m;图1为基坑周围建筑物平面图。

1.2缺陷地连墙检测

基坑支护采用地下连续墙形式，同时兼做地下室外墙，设计墙厚为600 mm，配筋如图2所示。

该工程基础桩及地下连续墙在进场之前已施工完成，进场后负责土方开挖及深基坑支护等后续工程。鉴于业主并未提供地连墙施工记录及地连墙检验资料，组织对局部地连墙边缘探挖土方。在土方局部开挖后，明显发现地连墙存在严重的质量缺陷，主要的质量缺陷包括混凝土夹渣、大面积漏筋、接缝处夹泥漏水、混凝土强度不达标，具体如图3所示。

为全面调查该工程地连墙质量情况，委托专业单位随机抽取了10幅地连墙，每幅地连墙设置3～4个检测孔，间距1.5 m，进行钻孔取芯及跨孔超声波检测，具体结果如图4所示。同时，采用混凝土钢筋检测仪对钢筋混凝土构件钢筋配置进行抽样检测，为内支撑支护体系设计提供支撑。

根据芯样外观判断，混凝土离析、夹泥、强度低等芯样不佳的情况比较普遍，地连墙接缝处渗漏水，且缺陷多集中在地连墙上部0～7.5 m内及下部10.5～14.5 m内，均在基坑开挖深度范围内。另外，37^#地下连续墙钻穿后揭示，墙底标高与设计要求标高相差1.8 m。

钻孔取芯和声波透射揭示，在全部29个孔中，共17孔有明显缺陷。按墙编号统计，在10幅地下连续墙中，51^#、60^#、68^#地连墙判定为不合格，不合格率30%。结构扫描揭示，钢筋保护层厚度50%不合格，地连墙土方开挖侧缺筋40%，T16钢筋实际未探测到，与设计图纸不符。0C585AF0-5821-44B1-B273-95B397AF6ACB

1.3缺陷地连墙原因分析

经调查，3幅不合格的地连墙普遍存在大面积露筋、鼓肚及夹渣问题。这是由于基坑西南侧上部8～10 m厚回填土松散，在地连墙施工过程中易塌孔，造成这一区域内的地连墙混凝土质量普遍较差，且有些芯样中甚至夹有碎砖块和塑料袋等建筑垃圾。

影响地连墙承载力的主要因素为受力钢筋较原设计缺少40%。地连墙设计图纸中正弯矩段（向基坑内）的配筋为T20-100+T16-100，负弯矩段（向基坑外）的配筋为T20-100，按此配筋的地连墙抗弯承载力设计值分别为1 000、655 （kN·m）/m。按中国规范永久结构除以1.35的荷载分项系数作为弯矩计算值，分别为740、485 （kN·m）/m。而地连墙正弯矩段（向基坑内）的实际配筋为T20-100，负弯矩段（向基坑外）的实际配筋为T20-100。混凝土强度按C20考虑，此配筋的地连墙正、负弯矩段的抗弯承载力设计值均为655（kN·m）/m，按中国规范永久结构除以1.35的荷载分项系数作为弯矩计算值限制，为485（kN·m）/m。地连墙抗弯承载力设计值降低34%。为了避免基坑在开挖过程中产生安全事故，需要对地连墙采取加固措施。

2支护体系选型

缺陷地连墙的支护设计为不影响地下室结构施工，常采用坑外补桩的设计方案。但若桩间距过大，土压力仍直接作用于缺陷地连墙之上，且新补桩无法与地连墙，协同变形，并且施工大量的灌注桩对整体工期影响大，同时对成本投入造成严重影响。另一种常采用的加固方案是，分段局部开挖地连墙后，在基坑内侧及时施工叠合层，但由于开挖后地连墙已产生了相应的弯曲变形，此时再施工叠合层，对原地连墙的承载力提高程度有待探讨，且施工周期较长。

最终针对该工程质量缺陷，以工期、安全、有效、低成本为原则，通过深入研究，采用在地连墙内侧（开挖面）按间距2 m设置临时H型钢桩，与内支撑腰梁形成縱横交错的主次梁，再与地连墙形成梁板结构，共同承担地连墙外侧的主动土压力，构成“地连墙+H型钢柱+混凝土内支撑”支护体系，具体如图5所示。

为保证H型钢桩与地连墙协同工作，H型钢桩与地连墙之间设置25^#工字钢短柱，竖向@500 mm一道。短柱与H型钢桩采用焊接连接，与地连墙连接处设置钢板，钢板与地连墙间20 mm空隙采用巴斯夫灌浆料灌实，具体如图6所示。

3支护体系强度计算

为简化计算模型，将H型钢按地连墙的抗弯刚度等效代换成地连墙的厚度，具体公式如下[8-10]：

4基坑监测

利用监测设备对建筑物竖向位移、桩顶水平位移、地面沉降、桩顶竖向位移、H型钢柱水平位移、深层土体水平位移、地下水位等监测项目进行重点监测。从2018年12月至2019年10月，各项监测数据均正常，特别是在承台筏板混凝土浇筑完成后，各监测数据趋于稳定。实际开挖与监测结果表明，该支护方案是合理可行的。

5结语

（1）通过对地连墙质量评估及缺陷原因分析，以工期、安全、可实施、低成本为原则进行支护方案深入研究，提出了以缺陷地连墙为板、H型钢桩为次梁、混凝土支撑梁为主梁的“地连墙+H型钢柱+混凝土内支撑”支护体系。该体系具有刚度大、受力合理、后期拆除便捷等特点;

（2）混凝土内支撑平面刚度大，节点可靠，杆件布置灵活，拆除不占用关键工期。对于存在严重质量缺陷的地连墙，采用多道混凝土内支撑可提高支护体系的水平支撑刚度，降低地连墙的弯矩及剪力，控制基坑变形;

（3）施作“两墙合一”的地连墙时，应严格遵守设计方案，严格把控施工工艺及质量，极大限度地避免墙体夹杂、孔洞、混凝土成型质量差、地下连续墙渗水、钢筋缺失等质量问题。

【参考文献】

[1]吴志超，陈景涛.深基坑支护方案设计与数值模拟分析[J].应用力学学报，2016，33（3）：509-515.

[2]张来安.复杂条件下基坑施工对周边环境及支护结构的影响分析[J].施工技术，2018，47（8）：82-86.

[3]陈江，孙志浩，徐长节.软土地区深大基坑支护方案优化三维数值模拟分析[J].科学技术与工程，2019，19（31）：319-326.

[4]张明聚，郭忠贤.土钉支护工作性能的现场测试研究[J].岩土工程学报，2001（3）：319-323.

[5]罗永健，黄俊光.兼作永久墙的地下连续墙缺陷处理研究[J].广东土木与建筑，2019，26（4）：61-64.

[6]王成辉，张晟，李晓旭，等.某深基坑地下连续墙安全评估与分析研究[J].工程质量，2019，37（5）：63-66.

[7]苟长飞.明挖隧道地下连续墙质量分级及结构损伤处治[J].地下空间与工程学报，2017，13（2）：478-485.

[8]纪海霞，冯英杰，胡存美.土建施工中深基坑支护施工技术研究[J].绿色环保建材，2021（7）：137-138.

[9]陈明洋.基于云模型的基坑支护结构水平变形预测[J].铁道建筑技术，2021（7）：163-167.

[10]崔青玉.复杂城市环境下地铁深基坑设计关键技术研究[J].现代城市轨道交通，2021（7）：67-73.0C585AF0-5821-44B1-B273-95B397AF6ACB

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