地下連續(xù)墻施工探討

車 申，楊德新

（天津城市建設(shè)學(xué)院土木工程學(xué)院，天津 300384）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的的快速發(fā)展，各大城市的空間資源越發(fā)顯得緊張，地下空間的開發(fā)利用發(fā)展迅猛。地下連續(xù)墻剛度大，能夠承受較大側(cè)向壓力，在基坑開挖時變形小，對臨近建筑物影響小，在建筑物密集的地方仍可以使用，而且在施工過程中產(chǎn)生的噪聲較小，有利于城市環(huán)境保護(hù)，因此這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑物的基坑的四壁、地下隧道或車站的防水、地鐵項(xiàng)目、礦井、大橋的懸索或斜拉鋼纜的錨坑施工、水庫大壩的防水心墻等等。但是地連墻在施工過程過程中依然具有相當(dāng)多的技術(shù)難題，本文通過具體實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)學(xué)習(xí)，對地連墻的施工工藝流程及各工序中的難點(diǎn)及注意事項(xiàng)做了簡要的闡述。

1 工程概況

某基坑平面呈筒狀，直徑18.6m，開挖深度31.2m，采用厚度為1m的地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，墻深51m，地連墻入土系數(shù)0.59。施工場地自然地坪標(biāo)高+4.5m，表層為雜填土和素填土，厚約3.48m，該土層成分復(fù)雜、松散、均勻性差；②層為粉質(zhì)粘土，厚0.6~2.6m不等；③-2層粘質(zhì)粉土層厚1.4~5.1m厚不等，③-3層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚1.0~5.5m不等；④層為淤泥質(zhì)粘土，厚8.0~13.6m不等；⑤-1、⑤-3層為粉質(zhì)粘土層，厚1.3~13.6m不等；⑤-2層為砂質(zhì)粉土層，厚0.9~10.0m不等；⑦-1層為砂質(zhì)粉土層，厚1.6~7.8m不等；⑧-1層為粉質(zhì)粘土，厚16~24.4m不等，地連墻進(jìn)入⑧-1層為粉質(zhì)粘土。場區(qū)內(nèi)有潛水~微承壓水和承壓水兩種類型。潛水~微承壓水主要賦存于①1-1淺層雜填土（潛水）、③-2粘質(zhì)粉土層（微承壓水）中，穩(wěn)定水位埋深0.4~2.8m。場地內(nèi)有三層承壓水，第一層賦存于砂質(zhì)粘土⑤-2層中，其相對隔水頂板為③-2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④層淤泥質(zhì)粘土和⑤-1層粉質(zhì)粘土；第二層賦存于砂質(zhì)粉土⑦-1層中，其相對隔水頂板為⑤-3層為粉質(zhì)粘土，承壓水靜水標(biāo)高為-0.07m；第三層賦存于⑧-2、⑨層土中，其相對隔水頂板為⑧-1層粉質(zhì)粘土，承壓水靜水標(biāo)高為-3.65m，這三層承壓含水層水量豐富，水頭高，其水位受區(qū)域水文地質(zhì)條件控制。

2 地下連續(xù)墻施工工藝

2.1 導(dǎo)墻

在地下連續(xù)墻成槽前,應(yīng)先砌筑導(dǎo)墻,導(dǎo)墻是固定槽口的重要措施，導(dǎo)墻不僅在地面標(biāo)示出地下連續(xù)墻的施工位置，而且還可以穩(wěn)固施工地面表土層不至于向槽中坍塌。導(dǎo)墻是存儲泥漿穩(wěn)定液位,防止土體坍落的重要措施，同時為后期的施工操作提供了操作平臺。根據(jù)工程地質(zhì)條件，采用“][”形現(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻。導(dǎo)墻混凝土采用C20，鋼筋ф12＠200，導(dǎo)墻凈寬1.04m，強(qiáng)頂高出地面約100mm。

導(dǎo)墻基坑回填時，必須用粘性土夯實(shí)，以免泥漿和地表水浸入，引起導(dǎo)墻及槽壁失穩(wěn)，也不允許用大塊石回填，以防槽壁坍塌時，大塊石掉入槽內(nèi)，影響挖槽。導(dǎo)墻拆模后，應(yīng)立即在兩片導(dǎo)墻之間加設(shè)支撐，防止導(dǎo)墻位移和凈寬減少。導(dǎo)墻混凝土未達(dá)設(shè)計強(qiáng)度，不允許重型機(jī)械靠近作業(yè)和?？吭趯?dǎo)墻內(nèi)外側(cè)，防止導(dǎo)墻開裂變形。導(dǎo)墻內(nèi)灌入泥漿之前，應(yīng)將內(nèi)側(cè)施工垃圾等雜物清除干凈。

2.2 泥漿護(hù)壁

泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上，避免坍塌事故的發(fā)生，防止地下水的滲水和槽壁的剝落，保持壁面的穩(wěn)定，同時泥漿還有懸浮土渣將土渣攜帶出地面、潤滑和冷卻等功能。根據(jù)場區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及設(shè)計要求進(jìn)行槽壁穩(wěn)定性的安全系數(shù)計算,以此制定施工措施和護(hù)壁泥漿配制措施。本工程要求穿過砂質(zhì)層，由于槽壁顆粒間連接很松散，鉆孔時容易坍塌。因此采用Na-CMC泥漿，以增加槽壁顆粒間的粘度、增強(qiáng)槽壁穩(wěn)定性。配方為：優(yōu)質(zhì)造漿粘土150~200g水1000ml，純堿5~10g，Na-CMC6g左右。泥漿比重1.07~1.1，粘度25~35s，失水量小雨12ml每30min，pH值約9.5。泥漿系統(tǒng)包括:庫房、制漿平臺和各類漿液池。漿液池包括制漿池、調(diào)漿池、沉淀池、廢漿池、外加劑漿液池等。泥漿應(yīng)用振動篩、旋流器等凈化裝置凈化后循環(huán)使用。在指標(biāo)惡化后要采用化學(xué)方法處理或廢棄舊漿，換用新漿。廢棄泥漿需要妥善處理，避免造成環(huán)境污染。

2.3 成槽

為提高效率、保證質(zhì)量本地連墻成槽機(jī)械采用反循環(huán)潛水鉆機(jī)和液壓抓斗。由于反循環(huán)鉆機(jī)的噴導(dǎo)管可作為潛水鉆機(jī)的導(dǎo)向桿，還配備可根據(jù)開槽寬度靈活調(diào)整的切削板，其成槽的效果比較理想，成槽的垂直精度基本滿足要求。根據(jù)成槽設(shè)備能力，以及考慮綜合因素將槽段劃分為12個。I期槽孔6個，分別為1,3,5,7,9,11號槽，槽寬3.0m；II期槽孔6個，分別為2,4,6,8,10,12號槽，槽寬7.022m。

成槽垂直度不僅關(guān)系到鋼筋籠的吊放及整個地下連續(xù)墻工程的質(zhì)量,而且影響超深地下連續(xù)墻的受力性能,對其后期的變形和位移也有不可忽視的影響。建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定:地下連續(xù)墻作為永久結(jié)構(gòu)時,垂直度需達(dá)到1/300。而對超深地下連續(xù)墻的垂直度,工程中一般要求達(dá)到1/600。

成槽機(jī)抓斗在成槽過程中必須保證垂直均勻地上下,盡量減少對側(cè)壁的擾動，若偏差超過允許值時，應(yīng)立即進(jìn)行糾偏。為確保槽壁穩(wěn)定,成槽時槽壁附近避免荷載和設(shè)備對槽壁產(chǎn)生附加應(yīng)力,并減少振動。槽段開挖完畢,槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度應(yīng)符合規(guī)范要求。成槽完畢后需要對沉淀在槽底部的殘渣進(jìn)行清除以提高連續(xù)墻的抗?jié)B能力及承載力，從而提高墻體的質(zhì)量。

2.4 鋼筋籠制作及吊裝

鋼筋籠在現(xiàn)場加工制作時，鋼筋設(shè)計計算除滿足受力的需要，同時還要滿足吊裝的需要，網(wǎng)片要有足夠的剛度。根據(jù)設(shè)計要求對鋼筋籠進(jìn)行加工制作，其中縱向鋼筋底端距槽底的距離在10~20cm以上，水平鋼筋的端部至混凝土表面留5~15cm的間隙。本工程中墻最深51m，鋼筋籠重量非常大，鋼筋籠分成兩節(jié)制作安裝。兩節(jié)鋼筋籠一起在臺架上制作，以保證上下鋼筋位置對準(zhǔn)對齊，避免安裝時上下二節(jié)鋼筋籠產(chǎn)生錯位而無法進(jìn)行聯(lián)接的問題。鋼筋籠重約50t，采用兩臺吊機(jī)進(jìn)行吊裝，主吊采用200t履帶吊、副吊為80t履帶吊。起吊時必須保證吊鉤與鋼筋籠重心重合。鋼筋籠吊裝過程中，雙機(jī)停置在鋼筋籠的一側(cè)的施工便道，主機(jī)吊鉤吊鋼筋籠的頂部范圍，副機(jī)吊鉤起吊鋼筋籠底部范圍，主、副機(jī)均采用鐵扁擔(dān)穿滑輪組進(jìn)行工作。主、副吊機(jī)同時工作，使鋼筋籠緩慢吊離地面，并逐漸改變籠子的角度使之垂直。拆下副吊鋼絲繩，由主機(jī)吊車將鋼筋籠移到已挖好槽段處，對準(zhǔn)槽段中心按設(shè)計要求槽段位置緩慢入槽，并控制其標(biāo)高。鋼筋籠放置到設(shè)計標(biāo)高后，利用鋼板制作的鐵扁擔(dān)擱置在導(dǎo)墻上。鋼筋籠起吊和入槽過程中容易發(fā)生傾斜，因此計算鋼筋籠吊點(diǎn)非常重要，為了保證鋼筋籠入槽后的垂直度，須要計算鋼筋籠的重心位置以選擇合理的吊點(diǎn)位置。為保證鋼筋籠吊裝安全，吊點(diǎn)位置的確定以及吊環(huán)、吊具的安全性同樣需要經(jīng)過設(shè)計和驗(yàn)算，作為鋼筋籠最終吊裝環(huán)的豎向鋼筋，必須同相交的水平鋼筋自上至下的每一個交點(diǎn)都焊接牢固。

2.5 混凝土澆灌

鋼筋籠和接頭管安裝完畢后，需要及時進(jìn)行混凝土澆注，時間不宜過長。地下連續(xù)墻的混凝土是在護(hù)壁泥漿下導(dǎo)管進(jìn)行灌注的，地下連續(xù)墻的混凝土澆注按水下澆注的混凝土進(jìn)行制備和灌注?；炷恋呐浜媳劝丛O(shè)計要求通過試驗(yàn)確定，根據(jù)混凝土澆注速度，可適當(dāng)加入緩凝劑，混凝土坍落度用坍落度筒在現(xiàn)場測試，每槽段抽查不少于二次，坍落度標(biāo)準(zhǔn)為18~20cm。

根據(jù)單元槽長度確定下設(shè)導(dǎo)管根數(shù)（槽段為3.2~5.4m下設(shè)兩根導(dǎo)管,槽段為5.4~7.2m下設(shè)三根導(dǎo)管,導(dǎo)管間距不大于3m，導(dǎo)管位置和槽段端部接頭部位不大于1.5m）,導(dǎo)管最初下設(shè)到距槽底30~40cm,導(dǎo)管埋入混凝土深度為2~6m。導(dǎo)管集料斗混凝土儲量要滿足初灌量的要求。導(dǎo)管澆注混凝土要均勻連續(xù)澆注，并保持兩根或三根導(dǎo)管同時進(jìn)行澆注，各導(dǎo)管處的混凝土面在同一標(biāo)高上，因故中斷澆筑時間不得超過半小時。澆注混凝土頂面高出設(shè)計標(biāo)高300~500mm，待混凝土初凝后用風(fēng)鎬鑿除。

2.6 接頭

地連墻是由間隔或連續(xù)澆筑的鋼筋混凝土墻段組成,通常兩墻間的連接件是事先準(zhǔn)備的各種形式端頭模板,目前國內(nèi)所使用的連續(xù)墻接頭形式以工字鋼、接頭管為主。

本工程采用工字鋼接頭。工字鋼接頭施工工藝簡單，施工速度快，可現(xiàn)場制作，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度好，接頭的滲水路徑長，從而具有一定止水效果，得到廣泛應(yīng)用。由于工字鋼接頭的寬度要比槽段小，在成槽時泥漿會從工字鋼與槽段內(nèi)壁之間的空隙中流到另一側(cè)去，泥漿和混凝土?xí)诠ぷ咒摰谋趁嫘纬梢粚幽嗄?，如果這層泥膜不能沖刷干凈的話，相鄰槽段澆筑的混凝土與工字鋼的連接將不牢靠，而且會形成滲水通道，從而導(dǎo)致連續(xù)墻接頭滲水。為防止混凝土和泥漿繞流到工字鋼的背后，在工字鋼的背面填砂包，填滿半圓形的空隙以阻止混凝土和泥漿入侵。但在充滿泥漿的狹窄空隙中填砂包是很難密實(shí)的，混凝土仍然會繞過工字鋼到背后的空隙中形成一條混凝土樁，在下一槽段成槽是首先要除掉這個樁，由于該樁一側(cè)緊貼工字鋼，一側(cè)挨著土層，造成一邊硬一邊軟，即使在混凝土澆筑前對工字鋼表面進(jìn)行沖刷也具有相當(dāng)難度。

目前地下連續(xù)墻施工接頭形式多種多樣，各自都有一定的長處，也存在著許多不足，都不夠完善。如能研制開發(fā)出既施工簡單又經(jīng)濟(jì)合理的接頭形式，那么地下連續(xù)墻的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)M(jìn)一步擴(kuò)大。同時我們需要根據(jù)具體的工程情況來選擇不同的接頭式。

3 結(jié)語

作為一個集防水承重于一身的圍護(hù)支撐結(jié)構(gòu)，地連墻的應(yīng)用正在逐步擴(kuò)大，而且正朝著超深超大的方向發(fā)展。各種新的施工工藝、施工道具、施工技巧也應(yīng)運(yùn)而生。在地連墻施工過程中一定要把握號五個關(guān)鍵過程:測量定位、成槽施工、鋼筋籠制作吊放、水下混凝土澆灌和槽段接頭處理;嚴(yán)格控制五個環(huán)節(jié)施工質(zhì)量關(guān):導(dǎo)墻質(zhì)量、泥漿質(zhì)量、成槽質(zhì)量、鋼筋籠制作質(zhì)量、混凝土澆筑質(zhì)量。只有在施工過程中抓好每個細(xì)節(jié)工作,才能確保工程安全、順利地實(shí)施。文章對地連墻各個施工工序要點(diǎn)及注意事項(xiàng)做了簡要的闡述，在實(shí)際工程中值得大家探討的問題還很多，這就需要我們不斷借鑒、探索、總結(jié)和創(chuàng)新。

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