地下連續(xù)墻施工工序及施工技術(shù)研究

李科明

中鐵二局第四工程有限公司，四川 成都 610306

隨著基坑工程的規(guī)模及難度加大，施工條件也受到各種因素的限制，當(dāng)采用常規(guī)的開挖、支護(hù)方法難以進(jìn)行施工，或者施工會(huì)給鄰近建（構(gòu)）筑物及設(shè)施帶來危害時(shí)，則需采用更穩(wěn)妥的施工工藝來適應(yīng)工程需要，地下連續(xù)墻工藝就是有效的方法之一。當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻設(shè)計(jì)成封閉狀，待基坑土方開挖時(shí)，地下墻既可擋土又可止水，為地下工程和基礎(chǔ)施工創(chuàng)造了良好的條件，地下連續(xù)墻施工工藝是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 修筑導(dǎo)墻

導(dǎo)墻是地下連續(xù)墻挖槽施工前修筑的臨時(shí)結(jié)構(gòu)。在開挖溝槽時(shí)，由于表層土極不穩(wěn)定且易坍塌，而護(hù)壁泥漿對(duì)其維護(hù)作用不大，此時(shí)主要靠導(dǎo)墻維護(hù)槽口土壁的穩(wěn)定。為了防止導(dǎo)墻因受側(cè)壓力作用而產(chǎn)生位移，往往需在導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置支撐（以5cm×10cm或10cm×10cm的方木，按1m左右的水平間距設(shè)上下兩道支撐），當(dāng)溝槽附近地面有較大荷載時(shí)，還應(yīng)按一定間距設(shè)置鋼支撐（支撐兩端加設(shè)鋼板）。

施工中采用較多的是現(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻。若需考慮多次重復(fù)使用，則可采用鋼制或預(yù)制鋼筋混凝土裝配式導(dǎo)墻。為了使挖槽機(jī)械能正常作業(yè)，各種結(jié)構(gòu)及形式的導(dǎo)墻，其強(qiáng)度、剛度及精度均應(yīng)滿足要求。導(dǎo)墻施工中當(dāng)場(chǎng)地平整及測(cè)量定位工作完成后，即可沿地下墻走向進(jìn)行施工導(dǎo)墻的挖槽工作。當(dāng)導(dǎo)墻范圍內(nèi)土體的自立高度能滿足導(dǎo)墻施工要求時(shí)，則可用土模替代導(dǎo)堵外側(cè)模板；當(dāng)槽壁土體不穩(wěn)定時(shí)，則應(yīng)設(shè)置導(dǎo)墻外模板。導(dǎo)墻外模拆除后的空隙應(yīng)用粘土回填密實(shí)，內(nèi)模拆除后即可設(shè)置橫支撐。為了防止導(dǎo)墻變形受損，在混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前，禁止使導(dǎo)墻附近地面承受較大的超載。

2 泥漿制備與處理

地下連續(xù)墻的深槽開挖作業(yè)，必須在泥漿護(hù)壁的條件下進(jìn)行。成槽過程中，要對(duì)泥漿的性能進(jìn)行維護(hù)以保證成槽質(zhì)量及施工的順利進(jìn)行。所選用的制漿材料既要考慮其護(hù)壁效果，又要盡可能地利用當(dāng)?shù)夭牧?，以降低工程造價(jià)。

2.1 泥漿性質(zhì)的控制指標(biāo)

施工中所采用的護(hù)壁泥漿，并非一般的泥水混合物，而是以特殊材料（如膨潤(rùn)土、質(zhì)量合格的粘土或粉質(zhì)粘土，并摻入一定比例的外加劑）與不合有害成分的凈水配制而成。膨潤(rùn)土（主要成分為蒙脫石）是最常用的制漿材料，當(dāng)膨潤(rùn)土顆粒遇水膨脹后，形成具膠體性能的泥漿，其護(hù)壁效果好。膨潤(rùn)土的性能隨產(chǎn)地的不同而不同，使用前應(yīng)作配比試驗(yàn)。當(dāng)有合適的粘土?xí)r，以該粘土制漿可降低工程造價(jià)。為了使泥漿具備物理和化學(xué)的穩(wěn)定性、合適的流動(dòng)性、良好的泥皮形成能力及適當(dāng)?shù)拿芏?，?yīng)對(duì)制備的泥漿及循環(huán)過程中的泥漿進(jìn)行檢測(cè)及質(zhì)量控制。

2.2 泥漿的制備及處理

2.2.1 制漿前的準(zhǔn)備工作

制漿前，應(yīng)對(duì)土層及其分布情況、各土層的穩(wěn)定性及其透水性或可能漏漿程度進(jìn)行分析判斷；調(diào)查地下水位及其變化情況、地下水的流速、地下水中易使泥漿性能變壞的有害離子含量（如鈣離子及其他鹽分）、pH值等。

2.2.2 泥漿處理

在成槽及混凝土灌注過程中，泥漿與地下水、土、混凝上接觸，使泥漿中的膨潤(rùn)土及外加劑等有效成分有所消耗，且泥漿中混入土碴及電解質(zhì)離子等，使泥漿受污染而質(zhì)量惡化。被污染且性質(zhì)惡化的泥漿經(jīng)處理后可重復(fù)使用，對(duì)嚴(yán)重污染的泥漿難以處理或處理不經(jīng)濟(jì)時(shí)則作廢漿舍棄。泥漿的質(zhì)量惡化程度及廢漿產(chǎn)生量與挖槽方法、土類別、地下水質(zhì)及混凝土演筑工藝等有關(guān)，特別是受挖槽方法的影響更大。據(jù)國(guó)內(nèi)多項(xiàng)工程的統(tǒng)計(jì)，采用反循環(huán)多頭鉆成槽時(shí)，澎潤(rùn)土泥漿的廢漿當(dāng)量約為0.8，同樣的泥漿若采用抓斗法成槽時(shí)，所產(chǎn)生的廢漿當(dāng)量約為0.4。泥漿處理方法可分為土碴分離處理（物理再生處理）和污染泥漿化學(xué)處理兩類。進(jìn)行土碴分離時(shí)，可采用重力沉降處理和機(jī)械處理兩種方法，若兩種方法結(jié)合使用則效果更佳。

3 挖槽施工

挖槽施工是最關(guān)鍵的工序，其工期約占地下連續(xù)墻施工總工期的l/2。因此，合理選擇挖槽機(jī)械并正確使用，制定出維護(hù)槽壁穩(wěn)定的施工措施，對(duì)提高挖槽效率、縮短工期相當(dāng)有利。挖槽施工前，預(yù)先沿地下墻的長(zhǎng)度方向?qū)⒌叵聣澐譃槿舾梢欢ㄩL(zhǎng)度的單元槽段，每個(gè)單元槽段依機(jī)械作業(yè)情況可分為一個(gè)或幾個(gè)挖掘段（挖掘機(jī)械的一次挖土長(zhǎng)度），所以，單元槽段的最小長(zhǎng)度不得小于一個(gè)挖掘段。為了減少槽段的接頭數(shù)量，增加地下墻的整體性及防水性，提高工效，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可適當(dāng)增加單元槽段的長(zhǎng)度。

挖槽施工時(shí)，若送入槽內(nèi)的泥漿量未減少而漿液水位明顯下降，則說明泥漿已大量漏失，當(dāng)較穩(wěn)定的漿液面出現(xiàn)異常擾動(dòng)或有大量泡沫產(chǎn)生、導(dǎo)墻及附近地面出現(xiàn)沉降、排土量明顯大于設(shè)計(jì)斷面的土方量時(shí)，則說明槽內(nèi)土壁已發(fā)生坍塌。坍方一旦發(fā)生，不僅可能造成理鉆，使工期拖延；同時(shí)也可能引起地面沉陷使挖槽機(jī)傾覆，對(duì)鄰近建筑物及地下管線造成破壞。當(dāng)?shù)醴配摻罨\后或者在混凝土灌注過程中出現(xiàn)坍方，會(huì)使上體混入混凝土內(nèi)造成墻體缺陷，甚至?xí)箟w內(nèi)外貫通而成為管涌的通道?？梢?，施工中出現(xiàn)槽壁坍方是極為嚴(yán)重的事故。當(dāng)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)堵漏和補(bǔ)漿，以保證泥漿面的高度，防止槽壁坍塌，這對(duì)深度小于15m的溝槽開挖作業(yè)顯得尤為重要。當(dāng)因槽壁坍塌引起多頭鉆或蚌式抓斗升降困難時(shí)，應(yīng)及時(shí)將挖槽機(jī)具提升至地面，避免被埋入地下，并迅速補(bǔ)漿提高液面高度、回填粘性土，持回填土穩(wěn)定后再重新開挖。

4 清底與鋼筋籠吊放

在灌注混凝土之前，應(yīng)將槽底的沉淀物清除。當(dāng)槽底的沉淀物達(dá)到一定厚度時(shí)，會(huì)給下道工序的施工質(zhì)量留下隱患。例如：沉碴會(huì)使水下灌注時(shí)的混凝土流動(dòng)性降低，影響灌注速度，甚至?xí)痄摻罨\上浮，或者會(huì)使鋼筋籠不能落到設(shè)計(jì)位置，使地下墻的結(jié)構(gòu)配筋發(fā)生變化；當(dāng)沉碴過多且混入混凝土中會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低，隨混凝土帶至單元槽段接頭部位的沉碴會(huì)使接頭部位的強(qiáng)度及抗?jié)B性能變差；由于沉碴難以被澆筑的混凝土置換出來而留存在槽底，使地下墻的承載力降低，墻體的沉降量會(huì)增大，而且使墻體底部的防滲能力大減，成為產(chǎn)生管涌的隱患，致使還需進(jìn)行注漿處理；另外，沉碴較多時(shí)會(huì)加速灌注過程中的泥漿變質(zhì)，使灌注過程后期的浮漿量增加。清底的方法有沉淀法和置換法。前者是在土碴已基本沉淀至槽底后再進(jìn)行清底；后者是在挖槽結(jié)束后，土碴未沉淀前立即用新泥漿把槽內(nèi)的泥漿置換出來。清底完畢后即可將接頭管吊放入槽內(nèi)端部就位，準(zhǔn)備吊放鋼筋籠。

鋼筋籠根據(jù)地下連續(xù)墻墻體配筋圖及單元槽段的尺寸進(jìn)行制作，最好按單元槽段尺寸制作成整體。制作時(shí)，鋼筋的質(zhì)量、數(shù)量、間距及位置必須符合設(shè)計(jì)要求，各部位的焊接按規(guī)范要求進(jìn)行，鋼筋籠成型時(shí)所用的臨時(shí)扎結(jié)鐵絲應(yīng)在焊接后全部拆除。

為了防止因起吊使鋼筋籠變形，吊點(diǎn)布置應(yīng)合理，且應(yīng)采用吊梁或吊架配合起吊，籠下端不能在地面拖引。當(dāng)向墻內(nèi)吊人時(shí)，鋼筋籠中軸線應(yīng)與地下墻中軸線重合，起吊動(dòng)作平穩(wěn)，避免因鋼筋籠擺動(dòng)而破壞槽壁。分段制作的鋼筋籠對(duì)接時(shí)，應(yīng)將上下段鋼筋籠豎直對(duì)齊。當(dāng)全部鋼筋籠已插入槽內(nèi)，應(yīng)對(duì)其軸線位置及頂標(biāo)高進(jìn)行檢查、調(diào)整宜至符合設(shè)計(jì)要求，并將其牢靠地懸吊在導(dǎo)墻上。當(dāng)向槽內(nèi)吊放鋼筋籠受阻且難以插入時(shí)，應(yīng)吊出鋼筋籠，查明原因并處理。如需進(jìn)行修槽處理時(shí)，應(yīng)在處理后重新吊放，不能強(qiáng)行插放，否則會(huì)引起槽壁坍塌、鋼筋籠變形及槽底產(chǎn)生大量沉碴等，使處理工作更加困難。

5 混凝土灌注

為了便于混凝土向料斗內(nèi)供料及裝卸混凝土導(dǎo)管，施工時(shí)一般采用能跨在導(dǎo)培上沿軌道移動(dòng)的混凝土灌注機(jī)架進(jìn)行灌注。灌注時(shí)，導(dǎo)管下口應(yīng)始終埋入混凝土中不少于1.5m。隨著混凝土面的上升，應(yīng)逐節(jié)拆卸導(dǎo)管，防止導(dǎo)管提空。為了保證單元槽段端部的澆注質(zhì)量，導(dǎo)管距槽段端部的距離不得大于2m。若兩根導(dǎo)管的間距過大，則兩根導(dǎo)管中間部位的混凝土面較低，易使泥漿卷入混凝土中。所以，當(dāng)采用多根導(dǎo)管同時(shí)灌注時(shí)，應(yīng)使各導(dǎo)管處的混凝土面基本處于同一標(biāo)高。由于混凝土上升面與泥漿接觸，形成必須棄除的浮漿層，當(dāng)灌注工作接近尾聲時(shí)，應(yīng)將實(shí)際混凝土面灌至設(shè)計(jì)頂標(biāo)高以上0.3m～0.5m，待混凝土硬化后，再將不符合強(qiáng)度要求的浮漿層鑿除，使設(shè)計(jì)標(biāo)高處的混凝土強(qiáng)度完全符合要求。

[1]蒙宏旺.地下連續(xù)墻施工要點(diǎn)分析[J].山西建筑，2005(7).

[2]林漢楚.地下連續(xù)墻的工藝及質(zhì)量控制[J].廣東建材，2006(10).