摘要:地下連續(xù)墻對于橋梁建筑來說是近代發(fā)展起來的新技術,并且已經(jīng)被運用到了許多大跨度的橋梁施工當中,本文主要通過舉例來探討地下連續(xù)墻在橋梁深基礎中的應用,以供同行參考。 

關鍵詞:地下連續(xù)墻;橋梁深基礎;施工 
  前言 
  世界各國對地下連續(xù)墻基礎的使用都是首先從水利水電基礎工程中開始,而后推廣到建筑、市政、交通、礦山和鐵道等部門。盡管地下連續(xù)墻近年來在我國廣泛應用于城市地下建筑,特別是鬧市區(qū)的高層建筑地下室、市區(qū)地下車庫和地鐵車站,但其作為橋梁錨碇基礎的應用,目前僅處于起步階段。 
  1、地下連續(xù)墻基礎 
  地下連續(xù)墻作為橋梁基礎的設計計算,目前國內尚無先例或規(guī)范可循。但是我們認為根據(jù)地連墻的結構構造特征和施工特點,地連墻基礎設計計算在很大程度上與沉井和摩擦樁的外側摩阻力的計算相似,不同之處在于地連墻基礎格室設計(平面形狀與墻基間距)合理布置時,應該考慮內側摩擦力的表現(xiàn),所以地連墻的結構設計是在充分研究地基土的巖土參數(shù)的基礎上進行,并且考慮地連墻特殊的結構形式,以及水土作用下的側向靜止土壓力、橫向地震力作用以及土—墻協(xié)同作用下的應力、位移等問題。 
  2、地下連續(xù)墻的構造 
  2.1主要類型 
  連續(xù)墻是深埋地下的鋼筋混凝土連續(xù)墻體;地下連續(xù)墻基礎則是利用“接頭”的形式將一個個相鄰的墻段結合為平面成各種形狀的以作為基礎的結構物。其接頭有剛接和鉸接兩種。地下連續(xù)墻基礎的形式,根據(jù)結構物用途不同而選定。目前在橋梁基礎工程中見到的有: 
 。1) 橋梁護坡基礎,分弧形或折線形; 
 。2) 圍堰工程,圓筒形; 
  (3) 墩、臺基礎;分閉合的框格或圓形,加頂板?蚋駷榫匦慰蚋瘢袉问、雙室及多室?guī)追N。 
  2.2地下連續(xù)墻具有如下優(yōu)點: 
 。1)墻體剛度大、強度高、耐久性好; 
 。2)施工機械化程度高、勞動強度低、挖掘效率高; 
 。3)適用于多種地質條件,包括淤泥、粘性土、沖擊土、砂性土及粒徑50~以下的砂礫層; 
 。4)施工振動小、噪音低、對周圍地基無擾動、利于環(huán)境保護; 
  2.3地下連續(xù)墻的缺點 
  缺點是施工需較多的機械設備,一次性投資較高,施工工藝復雜,技術要求較高,質量要求較嚴,施工操作若不嚴易出事故。目前地下連續(xù)墻已經(jīng)成為橋梁基礎工程中的一枝新秀,在國內外多座橋梁中得到應用。 
  3、連續(xù)墻的施工工藝 
  3.1下面簡要介紹明石海峽大橋和虎門大橋地下連續(xù)墻的施工工藝。 
  1、明石海峽大橋IA錨旋基礎 
  明石海峽大橋主跨1990m,是現(xiàn)今世界上跨徑最大的懸索橋,其IA錨旋基礎是圓筒形實 
  體混凝土基礎,采用了地下連續(xù)墻。該地下連續(xù)墻具有如下特點: 
 、僖(guī)模大,壁厚2.2m,挖掘深度75.5m,總長2印延米。 
  ②作為基礎主體的一部分進行利用。 
  ③為了盡可能使平面形狀接近圓形,并考慮每節(jié)長度,將其建成接近圓形的92角形,先澆 
  槽段與后澆槽段均為23段。 
 。╨)挖掘機械 
  根據(jù)壁厚、挖掘深度及地質情況,選用水平多軸旋轉切削型鉆機(多頭鉆機)。 
 。2)護壁泥漿 
  護壁泥漿必須具備以下3種性能:①保持槽壁穩(wěn)定;②能被水下混凝土置換;③攜帶沉渣。護壁泥漿的標準配比如下:拌和1m3襯泥漿采用聚合物(OP一18)5kg,膨潤土(300號)7kg,分散劑(三聚磷酸鈉)7kg,并適當摻加防漏劑及防變質劑。泥漿的管理采用人工計量、自動計量A、B三種方法,其中人工計量及自動計量A測其物理量,自動計量B分析其化學量。 
 。3)挖掘精度管理 
  由于挖掘精度直接影響連續(xù)墻的作用,而且該地下連續(xù)墻作為構造物主體的一部分,這就對施工精度提出了更嚴格的要求。因而采取如下措施進行精度管理: 
 、贆z查挖掘機主體在自然狀態(tài)下吊下時的垂直度; 
 、陂_始挖掘時,將挖掘機固定在設在導墻上規(guī)定位置的固定框架上; 
 、弁诰蜻^程中,用挖掘機上配置的精度管理系統(tǒng),監(jiān)視挖掘機的位置和姿勢,根據(jù)需要,用位置修正傾斜度; 
 、芡诰蛑屑巴戤吅螅贸暡▊缺跍y定儀測量槽壁形狀,超過精度管理標準時,進行挖掘修正。 
  (4)施工監(jiān)測 
  將測試元件約450個埋設在地下連續(xù)墻內,除測量、監(jiān)視內部開挖或灌注混凝土時的應力外,還可以預測下次挖掘階段的應力以及測量澆注混凝土時的溫度應力。測量數(shù)據(jù)每15min自動輸人常設監(jiān)視系統(tǒng)內并與事先設定的值對照,必要時警報裝置可發(fā)出警報。 
  (5)臨時設施 
  臨時設施包括①泥水循環(huán)設備②儲泥漿設備③制泥漿設備④廢液處理設備。其中泥水循環(huán)設備:用振動篩和離心器組成土、砂分離裝置分離從挖掘機送出來的泥漿和土、砂,然后用旋流器分離殘留在泥漿中的粉細砂和粉土,最后將泥漿存儲在泥漿槽中,再送回到挖掘機循環(huán)利用。廢液處理設備:在劣質泥漿及剩余泥漿中添加絮凝劑后,用壓濾機攪拌泥漿,其微粒子作為泥膜分離出去,分離的水轉作制泥漿用水繼續(xù)使用。連續(xù)墻的施工過程主要可分為:導墻的形成,槽段的劃分與形成,鋼筋籠子的形成與入位,接頭形式的選用,澆筑混凝土,開挖后墻面鑿平做裝飾等;各個環(huán)節(jié)都很重要,在施工中應嚴格控制質量;結合展覽館立交連續(xù)墻施工過程中一些情況主要應注意以下兩點。 
  2.虎門大橋西錨旋基礎 
  虎門大橋為主跨段粥m加勁梁為流線型鋼箱梁的懸索橋。其西錨旋基礎采用地下連續(xù)墻進行圍水然后開挖澆注混凝土。這是地下連續(xù)墻首次應用到我國的橋梁基礎中。具有如下特點: 
 、僖(guī)模大,外徑達6lm,壁厚80cm,分段墻的基底標高根據(jù)巖面起伏確定,以人弱風化巖   不少于50cm控制。實際施工中平均人巖深度達1.95m,最大人巖深度達3.5m。 
  ②墻體共分成35個節(jié)段,為環(huán)形折線墻。 
  ③結頭采用V形隔板型式,按鉸接考慮,不做特殊處理。 
  ④混凝土標號C20。 
  (l)挖掘機械 
  由于西錨旋位于人工砂島上,不宜應用成槽機,故先用SPT一300型鉆機鉆孔至巖面形成排孔,孔間距90cm,然后用自制沖擊鉆機完成巖層排孔,最后用沖孔錘修壁成平整的墻段。 
 。2)護壁泥漿 
  泥漿的配制主要由優(yōu)質粘土造漿并加人適量純堿和經(jīng)基甲基纖維素,以增加泥漿的粘結力和減少矢水量。泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置在地下連續(xù)墻圓形的中心,直徑如m,分沉淀池和泥漿池兩部分。 
  4、精度的問題 
  連續(xù)墻作為橋梁的基礎工程以及作為橋梁永久的承重結構,對其施工精度要求更高;在施工放線,槽段的形成過程中對施工工藝及質量都應嚴格控制,特別是導墻作為施工的操作平臺以及檢測成槽時測量準確度的操作平臺更應定位準確,結構穩(wěn)定。在施工中如果超過設計規(guī)定的范圍,不僅會給主體結構的施工帶來困難,還會增大混凝土的澆灌量,因此在施工中發(fā)現(xiàn)異常時應及時控制并修正,隨時的監(jiān)控是必要的。 
  5、成墻質量問題 
  由于連續(xù)墻的施工過程中質量較難控制,地質情況也會有變化,一般都在墻面開挖暴露后才發(fā)現(xiàn)問題,主要有墻體幾何尺寸偏差過大,墻體內部窩泥導致墻體不連續(xù),混凝土離析、骨料架空等;當這些缺陷足以影響連續(xù)墻的安全運行時必須進行補強措施,一般可采局部鑿除,立模補澆處理或局部注漿處理;展覽館連續(xù)墻在成槽開挖后局部也有槽孔坍塌、混凝土突出以及局部露筋現(xiàn)象,采取了鑿除多余部分混凝土及局部補修措施。 
  結束語 
  連續(xù)墻在橋梁工程中的應用與建筑基坑支護功能有些不同,橋梁作為永久結構,在設計應用連續(xù)墻時應具體分析其使用功能,在應用《建規(guī)》相關規(guī)范進行計算時應結合《橋規(guī)》對其修正以滿足橋梁工程的使用要求;結合展覽館立交連續(xù)墻的設計施工,應特別注意回填土的擾動,地下水位的確定,各參數(shù)的選用以及施工監(jiān)控問題等。 
  隨新材料、新技術的發(fā)展,連續(xù)墻的發(fā)展很快,應用越來越廣泛,計算手段也更豐富精確,更精確的計算可采用有限元法。 
  參考文獻: 
  [1] 叢藹森.地下連續(xù)墻的設計施工與應用[M].北京:中國水利水電出版社,2001. 
  [2] 劉明虎,付宇文.井筒式地下連續(xù)墻基礎設計及應用[J].公路,2006(5). 
  [3] 戴公連,李德建.橋梁結構空間分析設計方法與應用[M].北京:人民交通出版社,2001. 
  [4] JTG D63 -2007 公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范[S].