探究某高層建筑地下連續(xù)墻施工技術

■賈中心

（河南省地質礦產勘查開發(fā)局第四地質勘查院 河南鄭州 450000）

探究某高層建筑地下連續(xù)墻施工技術

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（河南省地質礦產勘查開發(fā)局第四地質勘查院 河南鄭州 450000）

本文結合某建筑工程項目案例，主要論述了超深逆作法穿土嵌巖地下連續(xù)墻的施工技術和關鍵質量控制技術。結合場地地層特點與逆作法施工特點，從穿軟土嵌硬巖的成槽方法、超長鋼筋籠及逆作預埋件制作與吊裝、槽段接頭防滲措施、成槽垂直度與槽底沉渣控制等多方面進行技術攻關。

逆作法地下連續(xù)墻后壓漿柔性圓形鎖口管預埋件

在逆作法工程中，地下連續(xù)墻不僅為擋土、止水的臨時支護，同時兼作地下室結構外墻。與作為防滲墻或擋土墻等臨時結構不同，逆作法施工中作為建筑永久結構的地下連續(xù)墻對耐久性、施工質量等提出了高要求。此外，作為永久結構的地下連續(xù)墻還需達到一定深度的持力層 (即需要穿土層并嵌巖）、設置與地下樓板的預埋件等。這些施工技術在建筑施工中仍處于一個伴隨施工機械技術發(fā)展而不斷改進的探索階段。

1 工程概況

某建筑工程用地面積19 360 m2，建筑總面積242 748 m2，裙樓8層與地下室5層組成。本工程采用“裙樓地上順作、地下逆作同時進行，之后主樓順作”的全逆作法施工。

整個逆作法施工過程中，地下連續(xù)墻是集止水、基坑支護和地下室結構外墻為一身是整個工程逆作法施工的第1個關鍵分項工程。地下連續(xù)墻總長約為552m，其中800mm厚墻長390m 1 000mm厚墻長162m，共有99幅。地下連續(xù)墻基底標高為-39～-45m，混凝土設計強度等級C30，抗?jié)B等級P8。根據設計要求，地下連續(xù)墻作為地下室的外承重墻，是結構的一部分，對施工的質量要求高。地下連續(xù)墻垂直度允許偏差控制在1/400以內。

2 基坑工程地質條件

根據地質勘察資料，本場地區(qū)域構造穩(wěn)定、地形開闊、穩(wěn)定性較好，無地質災害存在，無巖溶、土洞、危巖及對工程安全有影響的滑坡等不良地質，無影響建筑物穩(wěn)定性斷裂通過。本場地大致分為5個主要工程地質層，即:①填土層;②粉質黏土層;③粉質黏土層;④粉質黏土混粗砂層、卵礫石層;⑤強風化泥巖、泥質粉砂巖層，其下即為中風化泥巖、粉砂質泥巖層。

根據地質勘探報告，場地地下水主要有潛水、第1層承壓水和第2層承壓水。其中，埋藏于④粉質黏土混粗砂、卵礫石層的第2層承壓水透水性、富水性較好，頂板埋深在地面下32.4m左右，厚度約為4m，承壓水頭埋深在地面下4.42～4.45m，動水壓力較大不利于混凝土水下澆筑。

3 工程特點與難點

本工程地下連續(xù)墻采取“三墻合一”形式，即地下連續(xù)墻在基坑施工時作為基坑擋土和止水結構，基坑完成后作為地下室結構外墻，持力層為埋深-39～-45m的中風化泥巖、粉砂質泥巖。①由于本工程逆作法與地下連續(xù)墻作為永久結構等特點，其墻體質量、承載力與垂直度要求高;接駁器等預埋件多且定位要求高也是本工程地下連續(xù)墻的鮮明特點。②結合工程地質條件，本工程地下連續(xù)墻施工需要穿過厚約30余m的土層，并嵌入中風化泥巖、粉砂質泥巖;其中，土層中夾淤泥質粉土，屬施工難度極大的穿軟土嵌硬巖的地下連續(xù)墻施工。總而言之，本工程地下連續(xù)墻的特點與難點可概括以下方面。

（1）成槽深度大，施工中穿軟土嵌硬巖成槽設備的選型和泥漿護壁設計正確是保證成槽和槽壁穩(wěn)定的關鍵，施工難度大。

（2）地下各層樓板與護壁柱接駁器等預埋件埋設多且定位要求高，其施工質量控制直接影響地下結構逆作法的施工。

（3）墻幅之間接頭質量要求高，不允許有漏水現象，否則直接影響地下室的正常使用。

（4）作為永久結構，地下連續(xù)墻墻體鋼筋混凝土施工質量和墻體垂直度、定位等要求高。

（5）超長鋼筋籠的制作、吊裝與就位難度大，吊裝安全控制難度大。

（6）墻底沉渣厚度控制與沉渣處理直接影響地下連續(xù)墻的豎向承載力。

4 關鍵施工方法

針對上述關于本工程地下連續(xù)墻的特點與難點的分析，并借鑒現有地下連續(xù)墻施工技術，圍繞地下連續(xù)墻施工的成槽、安裝接頭管、加工與吊裝鋼筋籠和混凝土澆筑等4個主要工序，確定了本工程地下連續(xù)墻施工的主要措施。

4.1 超深穿土嵌巖成槽

由于該工程地下連續(xù)墻兼作地下室外墻，墻體設計承載力高且要求嵌巖。根據本工程的地質特征和地下連續(xù)墻的成槽要求，選用SG30重型成槽機作為本工程的成槽設備，對進入風化巖層的部分采用BAUER-CBC25銑槽機進行成槽。

巖層面以上的粉質黏土和軟土層成槽采用SG30重型成槽機進行挖槽作業(yè)。基槽開挖并修筑導墻后，將成槽機正確定位;放入泥漿，進行抓土成槽，并不斷向槽內補充合格護壁泥漿，始終保持泥漿液面離導墻頂≤300mm。

抓斗出入導墻口時要輕提慢放，嚴格控制垂直度和偏斜度，同時防止泥漿掀起波浪而影響先行幅地下連續(xù)墻導墻下面的土層穩(wěn)定性。巖層面以下的巖層采用雙輪銑槽機進行銑槽。雙輪銑槽機為液壓式操作機械，反向循環(huán)工作。此外，挖槽順序按連接幅的挖槽方式，即在第1個槽孔內放2根接頭管外，從第2個槽孔開始，按序號(2，3，4，5…）做下去，此時每個槽孔內只需放置1根接頭管。在開挖相鄰槽段時，混凝土強度要達到要求，如達不到要求應增加首開幅的數量。

4.2 泥漿護壁與清底置換

深度達45m的地下連續(xù)墻深槽在成槽、鋼筋籠安裝與混凝土澆筑過程中的槽壁穩(wěn)定是整個地下連續(xù)墻施工的難題。為此，采用性能優(yōu)良的泥漿護壁，并全程監(jiān)測、更新泥漿。

泥漿在攪拌池攪拌均勻后泵入儲漿池儲存，新漿需穩(wěn)定24h才能使用;具體配合比視施工實際情況做相應調整。在地下墻施工過程中，泥漿會受到污染而變質，因此，泥漿使用一個循環(huán)后，要到泥漿進行分離凈化，盡可能提高泥漿的重復利用率。回收漿在回漿池沉淀后，對指標仍優(yōu)良的部分直接泵回儲漿池;對指標有所改變的部分在攪拌池調整后，再泵回儲漿池;無法調整的廢漿集中外運。

成槽后及時進行清底置換，清除槽底淤積物，使其厚度不大于規(guī)范要求，并需清除一期墻段混凝土接頭面上的泥皮和淤積物。具體方法是銑槽機切削槽底風化巖層后，利用銑槽機配套的離心泵、泥漿凈化、管路系統(tǒng)等抽吸槽底的淤積物，抽吸完后必須確保孔底泥漿密度和沉渣符合設計要求，墻底沉渣厚度<100mm，泥漿相對密度≤1.2。

4.3 柔性圓形鎖口管接頭與旋噴樁止水

采用柔性圓形鎖口管接頭，系在未開槽段一端緊靠土壁安放接頭管，阻擋混凝土與未開挖槽段土體粘合，并起混凝土側模作用，待混凝土澆灌后，逐漸拔出接頭管，在澆筑段端部形成半圓形的混凝土接縫面，具有良好的止水效果。

接頭管必須安放到底，各節(jié)組裝好后全長的垂直度偏差應符合要求，接頭管上的各種插孔必須用木楔堵住。在單元槽段混凝土澆筑時，接頭管主要起到側模的作用，接頭管背側回填黏土球，防止混凝土繞流和接頭管移位。

接頭管采用液壓千斤頂頂拔。頂拔裝置由底座、上下托盤、承力橫梁和2臺行程1.2～1.5m的100t柱塞式千斤頂及配套高壓油泵等組成。使用時將一對傳力鐵扁擔穿入槽口內，并擱于橫梁上，然后開動油泵，利用千斤頂將下橫梁頂升，則接頭管隨同拔起。根據混凝土初凝時間合理控制接頭管的起拔時間。第1次頂拔應控制在200～300mm。以后可參照頂升架油壓表的讀數或時間(15～30min頂拔一次）來控制起拔速度，頂拔高度以壓力表讀數進行控制。一般情況，混凝土灌注結束后6～8h可拔完接頭管。

此外，墻幅間接頭采用高壓旋噴樁補強，防止接頭漏水。采用雙重管噴射工藝，樁直徑1 000mm，與地下連續(xù)墻搭接長度300mm，樁有效長度與墻有效長度相同，水泥用量650kg/m3。水泥∶粉煤灰=1∶0.3，漿液水灰比0.8。噴射氣壓≥0.7MPa，漿液壓力≥25MPa，噴射提升速度15～25cm/min，水泥漿流量>30L/min。

4.4 鋼筋籠與逆作法預埋件加工、吊裝

通過專用鋼筋籠制作平臺、精細放樣與定位進行鋼筋籠制作與預埋件安裝，確保其制作質量和預埋件就位正確。做好混凝土地面硬化，并采用［10現場搭設鋼筋籠制作平臺，并通過水準儀校平。鋪好迎土面鋼筋網片，將其焊好，并焊好迎土面鋼筋網片的施工用筋;制作桁架，將桁架置于迎土面鋼筋網片上并焊接;焊接迎坑面施工用筋和加鋼筋;焊接封閉筋、定位塊;焊接吊筋。

鋼筋籠頂標高采用水準儀控制，成槽完成后根據吊筋位置在導墻上分別測量四點位置的標高，再確算吊筋長度，以確保鋼筋籠頂標高。預埋筋(件）則以籠頂標高為基準點，以鋼卷尺定位后再放置預埋筋(件）。水平位置控制則需在定位鋼筋上按照設計位置及間距畫出具體位置，再安放預埋筋(件）。此外，還應在鋼筋籠上固定好注漿管。鋼筋籠制作完成并驗收合格后，隨成槽清渣工藝完成，然后進行鋼筋籠的吊放工作。鋼筋籠制作前要根據鋼筋籠的大小計算出鋼筋籠的重心(特別是異形槽幅），確定出吊點位置。吊放采用雙機抬吊，空中回直，其中以150t起重機作為主機，50t起重機作為輔機。起吊時必須使吊鉤中心與鋼筋籠形心相重合，保證起吊平衡。

異形槽段鋼筋籠制作時應用槽鋼作為撐桿(或鋼筋）進行加強，防止起吊時變形。起吊用索具應長短一致，下放時不可強行入槽。

4.5 地下連續(xù)墻垂直度與沉渣厚度控制措施

地下連續(xù)墻作為地下室永久結構，其施工質量不僅影響后續(xù)地下結構的施工，也是工程實體竣工驗收的關鍵對象。因此，在保證鋼筋、混凝土施工質量的前提下，其垂直度與墻底沉渣控制尤為重要。

（1）加強導墻制作的質量控制，導墻和地下連續(xù)墻的中心線必須保持一致，豎向面必須保持垂直。

（2）成槽機就位要反復校準，確保就位正確。成槽過程中和成槽后，采用超聲波儀進行垂直度檢測。

（3）鋼筋籠加工和吊裝要嚴格按照前述的方法施工，保證鋼筋籠在槽內順直。

（4）采用電阻儀進行槽底沉渣厚度檢測，確保槽底沉渣不超過5cm。

4.6 墻底壓密注漿施工

本工程墻底采用壓密注漿施工工藝進行加固，每幅墻埋設2根注漿管，待混凝土強度達到70%時，采用壓密注漿加固墻底，提高地下連續(xù)墻作為主體結構地下部分外墻的承載力。

采用Φ25焊管作為注漿管，用螺紋接頭將每根6m的管接長，總長度要求管底達到墻底標高，底部采用“T”形接頭，在底部鉆取7個Φ6mm孔，孔間距100mm。

混凝土灌注完成后24h，應拆除頂端堵頭，采用高壓注漿泵向管內注水劈裂，高壓水通過預鉆小孔，將綁扎的膠帶沖破，劈裂墻底混凝土。待墻體混凝土強度達到70% (混凝土灌注完成7～8d）時，可開始注漿施工。

此外，施工中采用水下澆筑確?；炷潦┕べ|量，并通過后壓漿消除墻底沉渣對墻體承載力的影響。施工中因成槽開挖深度大，還建立了沉降與土體位移的變形監(jiān)測系統(tǒng)，以確保周邊地鐵等重要建筑的穩(wěn)定。

5 結語

基于本文闡述的逆作法穿土嵌巖地下連續(xù)墻的施工技術和關鍵質量控制技術，后續(xù)基坑土方開挖揭露表明，地下連續(xù)墻質量優(yōu)良，起到了防水、擋土作用，數量多、形式復雜的預埋件埋設到位，承載力也達到了既定要求，滿足逆作法施工要求。本工程逆作法穿土嵌巖地下連續(xù)墻的施工實踐主要從以下方面豐富了地下連續(xù)墻的施工技術。

（1）根據工程上部軟土和下部硬巖的地層特點，分別選用SG30重型成槽機作為土層成槽設備，采用BAUER-CBC25/MBC3銑槽機進行巖層成槽，成功解決了穿軟土嵌硬巖的成槽難題。

（2）通過采用鋼筋籠制作平臺、精細放樣等措施，確保了鋼筋籠及有關逆作法數量多且形式復雜的預埋件的加工與安裝精度。既保證了墻體質量，又滿足了逆作法施工要求。

（3）成槽超聲波儀垂直度檢測等措施保證了墻體的垂直度;電阻儀使用很好控制了槽底沉渣厚度，后壓漿技術也提高了地下連續(xù)墻的承載力。

（4）柔性圓形鎖口管接頭的使用確保了槽段接頭的有效連接，接頭外側高壓旋噴樁的止水封堵有效防止了接頭滲水。

此外，嚴格的泥漿參數控制與泥漿循環(huán)、超長鋼筋籠雙機抬吊的吊裝技術以及成槽垂直度的超聲波檢測等從不同角度保證了地下連續(xù)墻的順利施工。

［1］盧彬榮，李雙燕.杭州地鐵文化廣場站蓋挖逆作施工技術 ［J］.浙江建筑，2010 (8）:31-34.

［2］蘇潔，張頂立，高自友，等.蓋挖逆作法施工地鐵車站結構變形及其控制 ［J］.中國鐵道科學，2010(1） :59-65.

TU74[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-373-2