地下連續(xù)墻施工中的GXJ接頭應(yīng)用研究

吳曉皓

上海公路橋梁（集團(tuán)）有限公司 上海 200433

1 地下連續(xù)墻常用接頭研究的進(jìn)展

在地下水位高、土層軟弱地區(qū)，基坑開挖防滲便體現(xiàn)的尤為重要。撇開施工質(zhì)量影響不談，地下連續(xù)墻防滲的弱點(diǎn)主要集中于接縫的處理。因此地下連續(xù)墻所采用的接頭形式對其防滲性能影響非常顯著。受施工特點(diǎn)影響，常規(guī)鎖口管接頭防滲性能較差，因此需要在地下連續(xù)墻接縫外圍打高壓旋噴樁來止水[1]。十字鋼板、H形鋼結(jié)構(gòu)防水性能較為理想，但是其造價(jià)高昂，并且施工時(shí)還存在繞流影響[2-3]。預(yù)制混凝土接頭質(zhì)量太大，使用不便[3]。II型接頭是目前由國內(nèi)某建筑企業(yè)新發(fā)明出的一種接頭，雖然有不少優(yōu)點(diǎn)，但是用鋼量也不少[4]。CWS接頭是法國發(fā)明的一種接頭，具有自帶模板和增加止水帶的作用，屬于一種新型接頭，該接頭自重大，對吊裝能力要求較高[5]。地下連續(xù)墻橡膠止水帶防水接頭（簡稱GXJ接頭）發(fā)展時(shí)間不長，是一種新型的箱式接頭，2013年4月，上海虹梅南路隧道第3階段地下連續(xù)墻正式采用了GXJ接頭施工工藝，這是我國首次成功應(yīng)用該接頭[6]。隨后GXJ接頭在上海沿江通道越江隧道新建工程、上海軌道交通17號線盈港路站中均有應(yīng)用[1,7]，并且都取得了成功，為GXJ接頭的應(yīng)用推廣提供了一定的施工經(jīng)驗(yàn)。但由于地下連續(xù)墻應(yīng)用GXJ接頭的案例不多，該接頭的優(yōu)缺點(diǎn)尚未完全顯示，為此，本文介紹上海軌道交通13號線張江路站GXJ接頭的工程應(yīng)用情況，以期進(jìn)一步優(yōu)化和完善。

2 應(yīng)用工程概況

上海軌道交通13號線張江路站主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻形式，根據(jù)工程需要共分6個(gè)基坑分別開挖（圖1）。其中1#、3#西、3#東、5#基坑及封堵墻接頭采用GXJ接頭，2#、4#基坑采用鎖口管接頭。

圖1 張江路站基坑分布

車站位于上海浦東未來規(guī)劃交通主干道中科路之下。1#基坑南北兩側(cè)為居民區(qū)川楊新苑1期；3#西基坑北側(cè)為張江市民中心大樓，南側(cè)為浦電幼兒園，施工期間浦電幼兒園正常上課，因此對施工提出了較高要求；3#東基坑橫穿橫沔港河道；5#基坑南側(cè)為川楊新苑3期居民樓。

張江路站所在地層屬于濱海沉積地層，地層主要以淤泥、淤泥質(zhì)土層為主。根據(jù)地質(zhì)勘探資料，地層土層主要由填土、粉質(zhì)黏土、黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土等組成。地下水位較高，一般位于地下2 m左右。

地下連續(xù)墻深度40 m，墻體插入比1.2，厚度0.8 m。主體結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻分幅共124幅，封堵墻17幅，東西端頭17幅，所有地下連續(xù)墻共計(jì)158幅。

3 GXJ接頭施工方案

3.1 GXJ接頭構(gòu)造

GXJ接頭由接頭箱、橡膠止水帶組成。接頭箱由橫豎多塊鋼板焊接而成，接頭箱的一面為厚度較大的平滑鋼板所形成的平滑平面；另一面為數(shù)組鋼板焊接而成的折線狀曲面，并且在此曲面中間設(shè)置了用于安裝橡膠止水帶的凹槽，凹槽寬度為20 mm，深度在15 cm左右。

該接頭可以循環(huán)使用，由于地下連續(xù)墻一般都較大，故使用該接頭時(shí)需要若干段標(biāo)準(zhǔn)接頭組合成為一個(gè)完整接頭。

標(biāo)準(zhǔn)段接頭長度一般在12 m左右，其一端設(shè)置1個(gè)榫頭，另一端對應(yīng)設(shè)有連接凹槽，并且預(yù)留連接孔。使用時(shí)，除將所有標(biāo)準(zhǔn)段安裝成為一個(gè)整體之外，還需要在榫卯接縫處用厚2 cm的鋼板焊接牢固，以增加接頭剛度，焊接時(shí)一定要注意接頭的整體垂直度，不得使整個(gè)接頭出現(xiàn)曲折缺陷。

3.2 GXJ接頭施工方法

GXJ接頭地下連續(xù)墻施工流程為：

開挖地下連續(xù)墻槽段→下放GXJ接頭并且在GXJ接頭內(nèi)安裝橡膠止水帶→下放鋼筋籠→澆筑混凝土，并且在接頭箱背后同步填土→開挖相鄰槽段→剝離接頭箱→下放相鄰槽段鋼筋籠，澆筑混凝土（圖2）。

圖2 GXJ接頭施工流程

3.3 施工分幅和施工流程

由于GXJ接頭屬于柔性接頭，不適合連續(xù)成槽施工，因此在施工組織中選擇跳孔成槽法施工。通?；拥牡叵逻B續(xù)墻圍護(hù)是連續(xù)的，因此整個(gè)施工過程中必然會(huì)出現(xiàn)首開幅、閉合幅和連續(xù)幅。其中首開幅、閉合幅至少各出現(xiàn)一次。為提高施工效率，一般單臺成槽機(jī)開2個(gè)首開幅。

1）首開幅施工流程：成槽→清孔→兩端下放接頭箱加止水帶→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→完成。

2）連續(xù)幅施工流程：成槽→清孔→下放接頭箱加止水帶→剝離另一側(cè)接頭箱→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→完成。

3）閉合幅施工流程：成槽→清孔→剝離兩側(cè)接頭箱→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→完成。

在GXJ接頭下放過程中，應(yīng)依靠其自身質(zhì)量來保持垂直度，并且在下放之前嚴(yán)格檢查接頭箱的變形情況。

4 GXJ接頭防滲和處理混凝土繞流措施

地下連續(xù)墻除了有抵抗基坑外土體壓力的作用外，其另一個(gè)重要作用便是防滲功能。地下連續(xù)墻滲漏的原因多種多樣，滲漏點(diǎn)分布在接縫、墻面中心等各處，但是主要集中在接縫處，而且一些影響施工等重大的滲漏絕大部分都出在接縫處。而采用GXJ接頭的地下連續(xù)墻在接縫處具有橡膠止水帶，因此可大大降低滲漏發(fā)生的概率。

從不加任何止水措施的地下連續(xù)墻滲漏情況中（圖3）可見，地下連續(xù)墻滲漏點(diǎn)并不是只有接縫的位置，同時(shí)還可以看出接縫滲漏占據(jù)的比重較大，這是因?yàn)榈叵逻B續(xù)墻接縫是一個(gè)天然薄弱點(diǎn)，其滲漏必然要比地下連續(xù)墻其他部位嚴(yán)重。不過調(diào)查顯示，使用GXJ接頭的地下連續(xù)墻接縫滲漏僅僅表現(xiàn)為地下連續(xù)墻表面滲水，從未出現(xiàn)線流、流砂等較為嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，由此可見GXJ接頭的防滲能力比較強(qiáng)大。

圖3 應(yīng)用GXJ接頭的地下連續(xù)墻滲漏情況

在澆筑混凝土?xí)r，GXJ接頭與土體空隙之間需要填土，通常填土頂標(biāo)高大于已澆筑的混凝土頂標(biāo)高3～5 m。但是填土的作用僅僅是為了平衡混凝土澆筑時(shí)接頭的兩側(cè)壓力，其并沒有考慮如何阻止混凝土繞流的問題。應(yīng)用GXJ接頭的地下連續(xù)墻也不需要進(jìn)行刷壁工序，在GXJ接頭背后成槽后，槽段通常能滿足鋼筋籠下放要求，即使有繞流而來的混凝土也會(huì)同土體混合而被挖走。成槽后GXJ接頭采用側(cè)向剝離的方式離開原來地下連續(xù)墻幅段，因?yàn)镚XJ接頭寬度與地下連續(xù)墻寬度基本相同，因此即使GXJ接頭背后有繞流混凝土，也會(huì)隨著GXJ接頭的剝離而一并被帶出槽段。不過刷壁機(jī)也需要備著，以備不時(shí)之需。

除此之外，施工過程中地下連續(xù)墻成槽、清孔后才可剝離GXJ接頭，泥漿和土體對接縫混凝土表面污染較小，使得地下連續(xù)墻接縫比較干凈，增強(qiáng)了地下連續(xù)墻的防水性能。

5 GXJ接頭優(yōu)缺點(diǎn)

5.1 GXJ接頭優(yōu)點(diǎn)

1）GXJ接頭能夠在地下連續(xù)墻接縫處增設(shè)橡膠止水帶，大大增強(qiáng)了地下連續(xù)墻整體防滲性能。

2）GXJ接頭采用側(cè)向剝離拔除方式，剝離時(shí)，與其相接觸的混凝土已經(jīng)有足夠的強(qiáng)度，接縫界面平整，不夾泥，保證了地下連續(xù)墻接縫的工程質(zhì)量。

3）GXJ接頭無需考慮混凝土繞流問題，簡化了地下連續(xù)墻施工工序，提高了效率。

4）GXJ接頭可循環(huán)使用，相比性能相對較好的十字鋼板、H型鋼接頭，大大降低了造價(jià)。

5.2 GXJ接頭缺點(diǎn)

1）接頭構(gòu)造復(fù)雜。

2）接頭下放時(shí)，需要將所有接頭箱分段焊接成為一個(gè)整體才可以下放，因此其自重較大，并且長度較長，需要占用較大場地，對起吊提出較高要求。

3）由于GXJ接頭較長，故在起吊、澆筑混凝土、剝離過程中容易發(fā)生彎曲變形。

4）GXJ接頭為柔性接頭，與其他柔性接頭一樣都不能傳遞剪力和彎矩，地下連續(xù)墻整體受力性能較差。

6 結(jié)語

地下連續(xù)墻橡膠止水帶防水接頭是典型的柔性接頭，其繼承了鎖口管柔性接頭的優(yōu)點(diǎn)，施工便捷、造價(jià)低廉。在此之上，GXJ接頭可以在地下連續(xù)墻中間埋設(shè)橡膠止水帶，大大增強(qiáng)了地下連續(xù)墻接縫的防滲性能。同時(shí)該接頭解決了混凝土繞流問題，使得地下連續(xù)墻接縫界面受到泥漿、土體污染的時(shí)間更短，不僅提升了接縫自身的防滲性能，而且也大大簡化了施工工藝，提高了施工效率。