地下連續(xù)墻剛性接頭軟連接施工關(guān)鍵技術(shù)

張燕鵬，劉愛(ài)國(guó)

（1.天津深基工程有限公司，天津 300222；2.中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300220)

引言

隨著大量大型基坑工程的涌現(xiàn)，地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)需要向超深的方向發(fā)展，然而現(xiàn)行施工規(guī)范尚無(wú)較為適合超深地下連續(xù)墻的施工方法，特別是接頭施工常出現(xiàn)混凝土繞流的現(xiàn)象，另外地下連續(xù)墻接頭處理技術(shù)的發(fā)展也明顯滯后于挖掘技術(shù)的提高，這些都制約著地連墻向超深方向的發(fā)展。為此，本文提出了地連墻剛性接頭軟連接施工關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)在防止地下連續(xù)墻接頭滲、漏水方面效果顯著。

1 工程概況

1.1 工程概況

于家堡交通樞紐配套市政公用工程車站主體基坑最深達(dá)28.5 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)[1]，其最大設(shè)計(jì)深度達(dá)61.5 m，是當(dāng)時(shí)天津市最深的地下連續(xù)墻，并且存在L 型、Z 型、T 型等平面形狀各異的地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻接頭采用工字鋼板剛性連接，由于異型地下連續(xù)墻的存在，進(jìn)一步提高了地下連續(xù)墻剛性接頭垂直度的要求，因此本工程地下連續(xù)墻的接頭處理成為本工程的重中之重。

1.2 工程施工重難點(diǎn)

結(jié)合本項(xiàng)目及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，具體有以下重難點(diǎn)：

1）現(xiàn)有工藝對(duì)地下連續(xù)墻施工對(duì)剛性接頭和土體垂直度的要求高，施工中控制難度大；

2）現(xiàn)有工藝容易造成混凝土繞流，給后續(xù)成槽作業(yè)增加難度；

3）地下連續(xù)墻剛性接頭上容易附著繞流混凝土和泥皮，造成地連墻接縫處滲、漏水現(xiàn)象；

4）剛性接頭需承受較大的流態(tài)混凝土側(cè)壓力，如果成槽槽體接頭部位超挖則造成剛性接頭承受較大的流態(tài)混凝土側(cè)壓力，造成鋼筋籠變位，給工程質(zhì)量帶來(lái)隱患。

充分考慮以上各種因素，為提高工效、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高地連墻接頭位置質(zhì)量，確保履約，提質(zhì)增效，經(jīng)反復(fù)研究分析和工藝試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了地連墻剛性接頭軟連接工藝技術(shù)創(chuàng)新。

2 地連墻剛性接頭軟連接工藝原理

1）利用柔性填充物的柔軟性和流動(dòng)性，將地下連續(xù)墻剛性接頭與土體間的空隙填充密實(shí)且均勻，從而降低了地下連續(xù)墻槽體對(duì)剛性接頭和槽體土體垂直度的要求，對(duì)預(yù)防混凝土繞流有顯著成效[2]。其工藝原理見(jiàn)圖1 所示。

圖1 剛性接頭軟連接施工工藝原理

2）利用發(fā)明的專用工具“地下連續(xù)墻剛性接頭刮壁器”，清除附著于地下連續(xù)墻剛性接頭上較大體積的柔性填充材料及少量已繞流的混凝土。其工藝原理見(jiàn)圖2 所示。

圖2 刮壁器工藝原理

3）利用發(fā)明的專用工具“地下連續(xù)墻刷壁器”，清刷附著在地下連續(xù)墻剛性接頭上的殘余編織袋、少量填充物材料及泥皮。

3 施工工藝流程

地下連續(xù)墻剛性接頭軟連接施工工藝流程：

選擇編織袋和填充物材料→人工向編織袋填裝填充物材料→裝卸柔性填充物→人工拋填柔性填充物→壓實(shí)柔性填充物→后續(xù)槽段成槽接頭清刷。

4 施工方法

4.1 選擇編織袋和填充物材料

1）選擇編織袋

編織袋應(yīng)該綜合考慮人工裝填方便、柔性填充物流動(dòng)性、柔性填充物不宜過(guò)大等多方面因素，一般選擇長(zhǎng)50 cm、寬40 cm 的編織材料袋。編織袋的抗破損能力：所選用的編織袋在拋填和壓實(shí)過(guò)程中不能出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，否則散落的填充物材料將流入先行槽段中，造成先行槽段沉渣過(guò)厚的后果。

2）選擇填充物材料

填充物材料的來(lái)源：填充物材料可以選用現(xiàn)場(chǎng)或附近得到的無(wú)成本或低成本材料，如砂土、工業(yè)廢渣等（可以使用其中一種或幾種）。為了保證柔性填充物的柔軟性和流動(dòng)性，填充物材料嚴(yán)禁采用不可分割的材料，如粘土、較大的建筑垃圾等。

4.2 人工填裝柔性填充物材料

使用人工向編織袋內(nèi)裝填袋容量占比約為30 %至70 %的柔性填充材料，以確保柔性填充物具備較好的流動(dòng)性。

4.3 人工拋填柔性填充物

1）拋填時(shí)發(fā)現(xiàn)編織袋已破損或袋口未扎牢的嚴(yán)禁使用。

2）冬季施工時(shí)，嚴(yán)禁拋填已經(jīng)凍結(jié)的柔性填充物，否則填充物會(huì)由于失去柔軟性和流動(dòng)性而使剛性接頭與土體的接縫處不能填充密實(shí)，甚至?xí)ㄔ诮涌p較窄的位置。

3）采用人工隨機(jī)拋填的方法，將柔性填充物拋填至接頭接縫處。

4）先行槽段兩端都存在剛性接頭時(shí)，拋填時(shí)兩側(cè)的柔性填充物高差不宜超過(guò)2 m，防止鋼筋籠一側(cè)受力過(guò)大產(chǎn)生位移，如圖3。

圖3 雙剛性接頭拋填

4.4 壓實(shí)柔性填充物

1）用測(cè)深儀器測(cè)量柔性填充物實(shí)際頂高程，若柔性填充物上升速率超過(guò)理論拋填速率，說(shuō)明發(fā)生柔性填充物卡在半空中現(xiàn)象，此時(shí)需要用壓實(shí)器進(jìn)行壓實(shí)沖擊，確保柔性填充物被壓實(shí)，保證柔性填充物拋填密實(shí)。

2）壓實(shí)過(guò)程中嚴(yán)禁快速?zèng)_擊。

3）開(kāi)始拋填時(shí)每0.5～1 m 用壓實(shí)器壓實(shí)幾次；拋填上升一定高度后每1～2 m 用壓實(shí)器壓實(shí)幾次至壓實(shí)器不再下降為止。

4）柔性填充物拋填至剛性接頭頂高程位置時(shí)停止拋填，并使用壓實(shí)器壓實(shí)。

4.5 后續(xù)槽段成槽接頭清刷

第一步先進(jìn)行刮壁施工；使用液壓成槽機(jī)配合我公司的發(fā)明專利“地下連續(xù)墻剛性接頭刮壁器”[3]，施工時(shí)需要將刮壁器下放入剛性接頭內(nèi)，并沿著接頭凹槽進(jìn)行上下緊貼刮除作業(yè)，以達(dá)到刮除接頭上大體積柔性填充物及少量部分繞流混凝土。刮壁器結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 刮壁器結(jié)構(gòu)

第二步進(jìn)行刷壁施工；使用履帶吊配合我公司的發(fā)明專利“地下連續(xù)墻刷壁器”[4]，施工時(shí)需要將刷壁器下放入剛性接頭內(nèi)，并將剛性毛刷緊貼剛性接頭凹槽，沿著接頭凹槽進(jìn)行上下緊貼刷除作業(yè)，以達(dá)到刷除接頭上的殘余泥皮、少量柔性填充物等，最終保證接頭處清潔。

5 施工關(guān)鍵點(diǎn)

5.1 柔性填充物拋填

1）人工拋填柔性填充物采用隨機(jī)拋填的方式將柔性填充物隨機(jī)拋入剛性接頭與土體的接縫處。嚴(yán)禁為了施工方便，將柔性填充物拋填入同一點(diǎn)。

2）先行槽段兩端都存在剛性接頭時(shí)，拋填時(shí)兩側(cè)的柔性填充物高差不宜超過(guò)2 m，防止鋼筋籠一側(cè)受力過(guò)大產(chǎn)生位移。

3）在拋填過(guò)程中隨時(shí)量測(cè)柔性填充物上升速度，并根據(jù)拋填方量和槽體體積進(jìn)行核算，隨時(shí)掌握柔性填充物是否被卡住。并及時(shí)對(duì)柔性填充物進(jìn)行壓實(shí)。

4）壓實(shí)過(guò)程中嚴(yán)禁快速?zèng)_擊。開(kāi)始拋填時(shí)每0.5～1 m 用壓實(shí)器壓實(shí)幾次；拋填上升一定高度后每1～2 m 用壓實(shí)器壓實(shí)幾次。柔性填充物拋填至剛性接頭頂高程位置時(shí)停止拋填，并使用壓實(shí)器壓實(shí)。

5.2 二期槽段接頭清刷

在二期槽段成槽完成后，需要將刮壁器沿著剛性接頭凹槽進(jìn)行從上到下多次刮壁，刮除槽壁上的柔性填充物，此過(guò)程需要多次重復(fù)，以確保接頭處殘余編織袋、少量填充物材料及泥皮被全部清除。

6 技術(shù)應(yīng)用效果

6.1 施工效率

在傳統(tǒng)的地連墻剛性接頭施工工藝中，一期槽段澆注過(guò)程中混凝土容易繞流到接頭結(jié)構(gòu)工字鋼與二期槽段連接處，在施工二期槽段時(shí)液壓成槽機(jī)斗體遇到一期槽段繞流的混凝土后會(huì)降低成槽效率，采用地連墻剛性接頭軟連接施工工藝后避免了混凝土繞流現(xiàn)象，提高了二期槽段的成槽效率，縮短了項(xiàng)目的整體工期。

6.2 工程質(zhì)量

采用地連墻剛性接頭軟連接技術(shù)后有效地保證了超深地下連續(xù)墻的墻體質(zhì)量，接頭處無(wú)夾渣、孔洞等現(xiàn)象，基坑開(kāi)挖后地連墻接縫處連接緊密、平順，無(wú)滲水、漏水現(xiàn)象。

7 結(jié)語(yǔ)

本關(guān)鍵技術(shù)保證了地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)在走向超深發(fā)展過(guò)程中的墻體質(zhì)量，通用性強(qiáng)且施工工期短，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

填充物材料選用現(xiàn)場(chǎng)或附近得到的無(wú)成本或低成本材料，強(qiáng)調(diào)了環(huán)境友好材料對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性，環(huán)境效益明顯。

采用“地下連續(xù)墻剛性接頭軟連接施工”思路新穎，有針對(duì)性地解決了超深地下連續(xù)墻接頭易繞流的施工難題，為類似工程提供了有效的參考依據(jù)，值得大力推廣。