地連墻質(zhì)量控制新措施

王海東，馬金光

（1.中交上航局航道建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200；2.中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066000）

地連墻質(zhì)量控制新措施

王海東1，馬金光2

（1.中交上航局航道建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200；2.中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇島 066000）

唐山港曹妃甸港區(qū)文豐通用雜貨泊位工程為地連墻結(jié)構(gòu)板樁碼頭，地連墻為T形新型結(jié)構(gòu)。T形地連墻施工存在一系列難題，如：成槽時槽壁臨空面大、陽角處應(yīng)力集中，槽壁易坍塌；鋼筋籠吊裝約束面多，鋼筋籠入槽豎直度要求高，對槽壁垂直度要求也高；混凝土澆筑時，澆筑工藝不合理容易造成角位處夾泥，并且國內(nèi)缺少港口工程T形地連墻施工成套技術(shù)。結(jié)合以往地連墻質(zhì)量控制措施的基礎(chǔ)上研發(fā)了一系列新技術(shù)，對槽壁穩(wěn)定、成槽垂直度、鋼筋籠吊裝垂直度、二次沉渣預(yù)防與清除、混凝土澆筑等方面進行質(zhì)量控制，取得了良好效果，具有很高的推廣價值。

槽壁穩(wěn)定；成槽垂直度；鋼筋籠吊裝；沉渣預(yù)防與清除；混凝土澆筑

1 工程概況

1.1 工程規(guī)模

唐山港曹妃甸港區(qū)文豐通用雜貨泊位工程位于河北省唐山市曹妃甸新區(qū)三港池B港池的北岸，碼頭岸線總長為1 000 m，前沿水深-13.5 m，碼頭頂面標高為+4.5 m。

碼頭結(jié)構(gòu)類型為地連墻板樁碼頭，地連墻為T形結(jié)構(gòu)，單元槽段即翼墻長度為4.5 m，腹墻長度為2.5 m，墻厚均為0.8 m，地連墻底標高為-32.0 m，墻頂標高為+0.1 m。

T形地連墻結(jié)構(gòu)具體見圖1。

1.2 地質(zhì)條件

該工程地層主要為第四系地層和第四紀形成的海陸交互相地層。表層3.2～5.5 m為填海造地水力沖填形成的粉細砂層，下部天然土層土質(zhì)主要為粉質(zhì)黏土、粉細砂、粉土、粉質(zhì)黏土、粉土、細砂等，各土層交替分布，呈現(xiàn)出上部標貫擊數(shù)較小、承載力較低，下部標貫擊數(shù)相對較大、承載力較高趨勢[1]。

1.3 水文條件

場區(qū)內(nèi)地下水類型為松散孔隙潛水，接受大氣降水及海水的滲透補給，穩(wěn)定地下水位高程為+2.21 m。

2 質(zhì)量控制重點、難點

T形地連墻同國內(nèi)以往建設(shè)的板樁碼頭普遍采用的一字形地連墻比較，在質(zhì)量控制上有如下重點、難點：

1）本工程地連墻距離海岸線近，僅為8.35 m，且成槽位置1.5～4.0 m深度范圍內(nèi)為袋裝砂，受漲潮落潮影響，地連墻海側(cè)水位為動水位，在動水壓力下容易引起塌槽[2]。

2）T形地連墻槽段開挖后土體臨空面大，施工擾動多，尤其是陽角位置受到2個垂直方向的土壓力，土壓力疊加后產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成槽壁陽角位置易坍塌[3]。

3）T形地連墻屬于空間立體結(jié)構(gòu)，開挖面多，臨空面積大，故對槽壁垂直度要求遠高于一字形地連墻，必須確保槽壁垂直度偏差遠小于規(guī)范要求的1/150，否則會導(dǎo)致鋼筋籠被卡住而無法入槽就位。

4）地連墻鋼筋籠吊裝垂直度要求高，且難以控制，若鋼筋籠在傾斜狀態(tài)下安裝會刮蹭槽壁造成沉渣厚度超標，甚至?xí)斐射摻罨\無法安裝到位，因此，必須采取有效的質(zhì)量控制措施。

5）T形地連墻平面尺寸大，安裝鋼筋籠后一旦沉渣超標，則二次清渣耗時耗力，而且清渣效果并不理想，需要采取有效的質(zhì)量控制措施預(yù)防沉渣出現(xiàn)和清除。

6）T形地連墻混凝土澆筑是質(zhì)量控制的又一項重點。除了合理布置澆筑導(dǎo)管、保證混凝土澆筑面能同步上升外，還要對混凝土澆筑供應(yīng)連續(xù)性、澆筑中斷的間隔時間進行控制，確保混凝土的澆筑質(zhì)量。

3 地連墻施工質(zhì)量控制措施

本工程是國內(nèi)第一個采用T形地連墻結(jié)構(gòu)的港口工程，在結(jié)合以往板樁碼頭地連墻的質(zhì)量控制措施的基礎(chǔ)上，針對T形地連墻質(zhì)量控制的重點、難點，研發(fā)了一系列新技術(shù)，施工質(zhì)量得到有效控制。

3.1 槽壁穩(wěn)定控制措施

通常保證槽壁穩(wěn)定的控制措施為：采用強夯工藝進行預(yù)處理，提高地基土的密實度，為槽壁穩(wěn)定創(chuàng)造條件；在地連墻海側(cè)和陸側(cè)打設(shè)降水井降低地下水位，增加地連墻泥漿液面和地下水的水頭差，確保槽壁穩(wěn)定；控制好泥漿質(zhì)量，保證其護壁能力。

根據(jù)T形地連墻的特點及本工程地質(zhì)條件，除了采用常規(guī)的保證槽壁穩(wěn)定的措施，更重要的是創(chuàng)新引入水泥攪拌樁進行護壁。

T形地連墻海陸側(cè)打設(shè)水泥攪拌樁，水泥攪拌樁樁徑為550 mm，樁長3.7～4.7 m，樁邊距離導(dǎo)墻的最小距離為50 mm。水泥攪拌樁具體布置見圖2（圖中①樁為陽角護壁樁）。水泥攪拌樁水灰比為0.6，水泥摻量為12%，制漿材料為海水和P.O32.5普通硅酸鹽水泥，28 d無側(cè)限抗壓強度標準值≥1 MPa。

3.2 陽角保護控制措施

為防止陽角位置坍塌，甚至槽壁局部失穩(wěn)，在每個陽角位置打設(shè)3根水泥攪拌樁，水泥攪拌樁樁徑為550 mm，樁長10 m，相鄰樁搭接20 cm，水泥攪拌樁具體布置見圖2。

3.3 成槽垂直度

成槽設(shè)備選用地連墻施工領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最廣、技術(shù)先進的液壓抓斗。經(jīng)過方案比選后，確定了先抓翼墻后抓腹墻的成槽方式，見圖3。

本方案具有成槽垂直度精度高、施工效率高、投入設(shè)備少、施工成本低的優(yōu)點。

為保證成槽垂直度精度高、滿足鋼筋籠順利安裝要求，將垂直度偏差控制在10 cm以內(nèi)，即垂直度允許偏差為1/360，遠小于規(guī)范要求的1/150（24 cm），研發(fā)了以下質(zhì)量控制措施：

1）加大液壓抓斗厚度。地連墻厚度為800 mm，將抓斗厚度加大到820 mm，成槽厚度能達到約840 mm厚，以此來確保鋼筋籠順利安裝；

2）第3幅開挖過程中，考慮翼墻土體已經(jīng)開挖，抓斗導(dǎo)向架一側(cè)臨空后會造成另一側(cè)開挖土面槽壁不垂直，向槽內(nèi)傾斜，故第3幅開挖長度為2 600 mm，比設(shè)計要求的開挖長度2 500 mm大100 mm，以此來部分抵消槽壁垂直度偏差。同時確定了兩點措施進行垂直度的控制：一是抓斗在卷揚機鋼絲繩懸吊狀態(tài)下挖土，抓斗在鋼絲繩起吊力的作用下不會向翼墻方向滑溜；二是利用抓斗自身裝置將抓斗垂直度微調(diào)，使抓斗出現(xiàn)負角度，斗齒向腹墻陸側(cè)方向略微傾斜，開挖出的土面向陸側(cè)傾斜。

3.4 鋼筋籠吊裝垂直度控制

鋼筋籠吊裝除通常使用的起吊扣，創(chuàng)新加入控制扣。主吊索為起吊扣和控制扣相結(jié)合的方式，主吊索共6根吊索，其中4根吊索拴在翼墻上作為起吊扣，2根吊索拴在腹墻上作為控制扣。起吊鋼筋籠過程中，4根起吊扣均同時受力，2根控制扣不受力，鋼筋籠翻轉(zhuǎn)呈垂直狀態(tài)的一瞬間，2根控制扣開始受力，此后6根主吊索均全部受力，鋼筋籠呈豎直狀態(tài)（要求起吊扣與控制扣鋼絲繩長度必須匹配），以此解決鋼筋籠偏心吊的難題，保證鋼筋籠在豎直狀態(tài)下入槽。見圖4。

3.5 二次沉渣控制與清除

在以往工程中，采用氣舉反循環(huán)進行二次沉渣的清理，清渣范圍有一定局限性，清渣并不徹底，清渣效果不理想。本工程中，除了保證泥漿護壁攜渣能力、盡量減少鋼筋籠入槽時對槽壁的刮蹭等常規(guī)措施外，主要研發(fā)并實施了如下質(zhì)量控制措施：

1）成槽、修槽并刷壁結(jié)束后，進行清渣換漿，采用兩種工藝進行清渣，首先利用抓斗進行清槽，將修槽過程中掉入槽壁的土體清出，之后使用砂泵將槽底沉渣、黏稠泥漿抽出，直至抽出的泥漿物理性能指標同新鮮泥漿，方可停止清渣換漿[4]。

2）首次使用污水污物潛水電泵進行地連墻的二次清渣。鋼筋籠安裝完成后出現(xiàn)沉渣，對此情況下的沉渣清理稱為二次清渣。采用污水污物潛水電泵進行二次清渣，由于潛水電泵外徑約40 cm，能順著鋼筋籠孔下放到槽底并進行泵舉反循環(huán)清渣，清渣快速、徹底。

3.6 混凝土澆筑質(zhì)量控制

除了對混凝土坍落度、坍損、擴散度、初凝時間、和易性加強控制外，還對混凝土澆筑工藝進行了創(chuàng)新：

1）“三導(dǎo)管法”澆筑T形地連墻水下混凝土

摒棄以往使用1臺罐車通過分料斗向多根導(dǎo)管分灰澆筑的方法，根據(jù)T形地連墻單元槽段的平面尺寸以及單根導(dǎo)管澆筑影響范圍[5]，研發(fā)“三導(dǎo)管法”澆筑混凝土，即3臺罐車分別向3根導(dǎo)管內(nèi)同時灌注混凝土，確?；炷翝仓缴仙?，同時澆筑速度大大提升，澆筑時間較以往縮短一半以上。“三導(dǎo)管法”澆筑T形地連墻水下混凝土的導(dǎo)管布置見圖5、混凝土澆筑見圖6。

2）實現(xiàn)澆筑中斷間隔時間控制在20 min以內(nèi)

水下混凝土澆筑對中斷時間有嚴格的規(guī)定，必須保證混凝土澆筑連續(xù)[6]，在本工程中，將混凝土澆筑中斷時間控制在20 min以內(nèi)，混凝土罐車配置9臺，在正常情況下能滿足混凝土澆筑中斷間隔時間控制在20 min以內(nèi)。一旦出現(xiàn)道路堵塞、拌合機出現(xiàn)故障等意外情況，在后面罐車未到達現(xiàn)場的情況下，對正在放料的罐車進行控制放灰，每個導(dǎo)管內(nèi)放料1 m3左右后，停滯20 min，再放料，再停滯20 min后放料，直至后面的罐車到達現(xiàn)場，以此避免混凝土澆筑中斷間隔時間長造成堵管甚至斷樁等質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

4 地連墻施工質(zhì)量控制效果評價

1）水泥攪拌樁護壁達到了保證槽壁（尤其是陽角位置）穩(wěn)定性、防止土體坍塌的目的；

2）研發(fā)的成槽垂直度技術(shù)保證措施和質(zhì)量控制措施是正確的，成槽垂直度偏差控制在10 cm以內(nèi)，為鋼筋籠順利安裝、避免二次沉渣提供了保障。

3）鋼筋籠吊裝主吊起吊扣與控制扣相結(jié)合的創(chuàng)新方式，保證了鋼筋籠吊起后的垂直度，避免了偏心吊造成鋼筋籠安裝困難、出現(xiàn)沉渣的問題，也為鋼筋籠順利安裝、避免二次沉渣提供了保障。

4）沉渣控制與清除新舉措的實施，很好地控制了二次沉渣的產(chǎn)生，采用污水污物潛水電泵進行二次清渣，解決了多年來不能有效實施二次清渣的頑癥。

5）研發(fā)的“三導(dǎo)管法”大大縮短了混凝土澆筑時間，保證了混凝土澆筑質(zhì)量；通過嚴格執(zhí)行混凝土澆筑間隔時間控制，有效避免了因混凝土澆筑間隔時間過長而引起的導(dǎo)管堵塞和斷樁問題。

5 結(jié)語

唐山港曹妃甸港區(qū)文豐通用雜貨泊位工程采用T形地連墻作為碼頭岸壁，在國內(nèi)尚屬首例。在臨海高水位及深厚軟弱土層情況下的施工，相比同等條件下的一字形地連墻困難得多。通過采取積極有效的質(zhì)量控制新措施，T形地下連續(xù)墻實施順利，槽壁未出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，槽壁的垂直度偏差達1/350～1/700，鋼筋籠吊裝就位1次成功率達100%，完成1個T形地下連續(xù)墻的時間控制在12～24 h，墻體混凝土鉆芯取樣及聲測管檢測合格率100%。其質(zhì)量控制經(jīng)驗對今后類似條件下的T、L、Z形等地連墻施工具有重要的借鑒意義。

[1]中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司.唐山港曹妃甸港區(qū)文豐通用雜貨泊位工程地質(zhì)勘察報告[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.Geological investigation report on Wenfeng general cargo berth engineering in Caofeidian port area of Tangshan Port[R].2012.

[2]徐志發(fā).超深地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵技術(shù)及風(fēng)險控制[J].市政技術(shù)，2010，28（5）：95-97. XU Zhi-fa.Key technologies and risk control of extra deep diaphragm wall construction[J].Municipal Engineering Technology, 2010,28(5):95-97.

[3]王盼，莫海鴻，曾子明.T形地下連續(xù)墻陽角處槽壁穩(wěn)定性分析[J].路基工程，2010（4）：218-220. WANG Pan,MO Hai-hong,ZENG Zi-ming.Analysis on trench wall stability in external corner of T-shaped underground continuous wall[J].Subgrade Engineering,2010(4):218-220.

[4] 王敖，田自民.改進泥漿工藝提高地下連續(xù)墻的沉渣控制[J].港工技術(shù)，2005（12）：64-65，76. WANG Ao,TIAN Zi-min.Enhancing deposit control in diaphragm wall trenches by improving slurry[J].Port Engineering Technology, 2005(12):64-65,76.

[5]JTJ 303—2003，港口工程地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程[S]. JTJ 303—2003,Design and construction technicalcode for diaphragm wall structure of port engineering[S].

[6] JTS 202—2011，水運工程混凝土施工規(guī)范[S]. JTS 202—2011,Specification for concrete construction of port and waterway engineering[S].

New measures for quality control of diaphragm wall

WANG Hai-dong1,MA Jin-guang2
（1.SDC Waterway Construction Co.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang 315200,China; 2.No.5 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,Qinhuangdao,Hebei 066000,China）

Wenfeng general cargo berth project in Caofeidian port area of Tangshan Port is a diaphragm retaining wall structure of sheet pile wharf,which is the new T-shaped structure.There are a series of difficulties in constructing T-shaped diaphragm wall,such as:large area of trench wall facing air,corner stress concentration,resulting in trench wall easy to collapse;reinforcement cage hoisting by plane is more limited,into the groove vertical degree requirements strictly,and requires high precision of groove wall verticality;when pouring concrete,the pouring process is unreasonable,it is easy to cause the mud in the corner position,and domestic lack of the complete sets of construction technology for port engineering T-shaped diaphragm wall.On the basis of the previous diaphragm retaining wall quality control measures,we developed a series of new technologies,controlled the quality of the stability of trench wall,trench verticality,reinforcement cage hoisting verticality, second sediment prevention and removal,concrete pouring and other aspects,and achieved good results.It has a high value of popularization.

the stability of trench wall;trench verticality;reinforcement cage hoisting;sediment prevention and removal; concrete pouring

U656.112

B

2095-7874（2017）03-0061-05

10.7640/zggwjs201703013

2016-10-05

2016-12-26

王海東（1985— ），男，河南商丘人，工程師，港口航海與海岸工程專業(yè)。E-mail：316853964@qq.com