浅析地下连续墙施工方法及质量控制

王志新

摘 要:地下连续墙墙体刚度大,整体性好，安全可靠，而且能承受较大的水、土压力，防渗隔水性能好,是深基坑工程围护结构常用的方法之一，本文结合穗莞深城际SZH—3标工作井围护结构的施工，主要阐述其施工方法及质量控制要点。

关键词: 地下连续墙；施工方法；质量控制

中图分类号： O213.1 文献标识码： A 文章编号：

1、概述

地下连续墙是一种在拟建地下建筑的地面上,用专门的成槽机沿着设计部位，在泥浆护壁的条件下，分段开挖一段狭长的深槽，在槽内沉放钢筋笼并浇灌水下混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙，通过特殊方法接头，将若干幅墙连接成整体，形成一条连续的钢筋混凝土墙体，可作为地下建筑、高层建筑物地下室的外墙，又能作为深基坑工程的围护结构，起支挡水、土压力，承重与截水防渗之用。

穗莞深城际SZH—3标工作井围护结构连续墙施工参数见下表：

2、地下连续墙施工方法

地下连续墙应遵循“先转角、异型槽段、后标准槽段”的顺序安排跳槽施工。根据连续墙的施工工艺，分①、②期槽段施工，当施工一个①期槽段后，中间隔开一个②期槽段，进行下一个①期槽段施工，当两个①期槽段达到设计强度70%后，进行中间的②期槽段的成槽与其它工序。

2.1施工准备

⑴水、电接入现场，以满足成槽机、泥浆处理设备、钢筋笼加工等施工机械用电要求；

⑵现场排水通畅，设置沉淀池和洗车槽，经过三级沉淀排入附近下水道，同时要防止现场的待排水渗入导墙背部造成导墙下土体的塌陷和滑移；

⑶完成泥浆制备和废弃泥浆处理系统，修建泥浆池；

⑷施工测量，准确定出导墙的位置，考虑外放的数值，现场核对单元槽段的划分尺寸。

2.2导墙施工

导墙施工步骤：平整场地→测量定位→挖槽→修边→绑扎钢筋→支立模板→浇筑混凝土→拆模→设模支撑。

导墙施工时，对于“L”型和“Z”型槽段，拐角处应向外放出40cm，满足抓土要求和保证转角处地下连续墙断面的完整。

2.3泥浆制备与管理

⑴泥浆制作：

①泥浆作用：保证槽壁稳定,有悬浮作用,使钻渣不沉淀,冷却钻头。施工时可根据当地地质条件、水文资料,采用膨润土、CMC、纯碱等原料,按一定比例配制而成。

②泥浆成分及其配合比：

护壁泥浆的成分见表1，从深圳、广州等地的施工现场调查得知，目前，工程中使用最多的就是膨润土泥浆。

表1 常用护壁泥浆的主要成分一览表

在不同的地层中泥浆的配合比有所不同，具体详见表2：

表2 不同地层中的泥浆配合比一览表

⑵泥浆制作：

泥浆配制工艺流程见下图所示。

图1 泥浆配制工艺流程图

⑶泥浆系统工艺流程

①泥浆系统工艺流程见下图所示：

图2泥浆系统工艺流程

②泥浆循环

通过沟槽循环置换而排出的泥浆，由于膨胀土，CMC等主要成分的消耗以及土渣和电解质离子的混入，其质量比原泥浆显著恶化。其恶化程度因挖槽方法，地基条件和混凝土灌注方法等施工条件而异，现场施工中应根据泥浆的恶化程度来决定舍弃或进行再生处理。

③泥浆分离净化

先经过土碴分离筛，把粒径大于10mm的泥土颗粒分出来，防止其堵塞旋流除碴器下泄口，然后依次经过旋流除碴器、双层振动筛多级分离净化，使泥浆的比重与含沙量减小，如经第一循环分离后的泥浆比重仍大于1.15，含沙量仍大于4%，则用旋流除碴器和双层振动筛作第二、第三循环分离，直至泥浆比重小于1.15，含砂量小于4%为止。

④泥浆质量控制

规定泥浆质量控制指标，使泥浆具有必要的性能。下表是泥浆质量控制指标，具体应根据现场施工时进行调整。

表3 泥浆质量控制指标表

2.4成槽

地下连续墙通常是分段施工的，每一段为连续墙的一个槽段，也是一次混凝土的灌注单位。根据工程地质情况、连续墙的深度来选择相应的成槽机具，规划好单元槽段的挖槽顺序，制作相应的钢筋笼。

⑴槽段长度的确定

影响单元槽段长度的因素有：设计构造要求、墙的深度和厚度、地质水文情况、开挖槽面的稳定性、对相邻结构物的影响、成槽机的最小挖槽长度、泥浆生产和护壁能力、钢筋笼的重量、尺寸及吊放方法和能力、单位时间内砼供应能力，导管的作用半径、拔锁口管的能力、施工技术的可能性、连续操作有效工作时间等，其中最重要的是槽壁的稳定性。

⑵成槽控制要点

①土层成槽

由于本工程地下连续墙深度大，垂直度要求高，需要经验丰富的操作人员和合理的抓土顺序，采用分层三抓抓土的施工方法。成槽作业质量控制要点如下：

（a）严格按照确定的施工顺序进行开挖，按间隔一个槽段施工法进行。

（b）任何一个槽段开挖前，均需重新调整抓斗的垂直度及水平度，校正监测系统的准确性，并确保抓斗平行导墙，自然入槽。

（c）随时注意观察槽壁情况，如槽壁发生局部严重坍塌时，应立即向现场值班工程师反映，并按规定程序向监理及时报告，召开现场会,并提出解决方案，同时采取调整泥浆性能、加大泥浆比重等措施或其它行之有效的防治措施。

（d）设专人负责补充泥浆，并随时观察液面高度，泥浆面高度不得低于导墙顶面0.5m。液面发生不正常变化时，除及时补充泥浆外，还应及时报告现场值班工程师，采用妥善措施处理。

（e）挖槽挖到岩层后，应及时报告现场负责人，随即调用冲击钻机进行碎岩施工。

②岩层成槽

在嵌岩槽段，抓斗到岩面即停，并使槽底基本持平。采用2台GC-1200型冲击钻,冲孔至设计标高位置后，配以特制的1000mmX1200mm方钻修正槽段，采用泵吸反循环出碴，岩屑随泥浆直接排到振动筛和旋流器处理。冲击过程中控制冲程在1.5米以内，并注意防止打空锤和放绳过多，减少对槽壁扰动。

⑶槽孔孔型检查及清孔验收

成槽结束后,应对成槽质量进行全面检查验收(包括孔位、孔斜、孔深、孔宽、孔型等) 。合格标准为淤积厚度不大于10cm;孔内泥浆密度不大于1.3g/cm3;黏度不大于30s;含沙量不大于10%。二期槽孔端头孔刷洗标准为刷子钻头上基本不带泥屑及孔淤积不再增加,清孔验收合格,应于4h内浇筑混凝土,因下设墙体内埋件不能按时浇筑,一般应重新进行清孔验收。

2.5钢筋笼制作与吊装

(1)钢筋笼制作

钢筋笼加工时，先铺设底部横筋，再铺设纵向筋，并焊接牢固，然后焊接组装钢筋桁架，再焊接上层横向筋及纵向筋，最后焊接锁边筋或工字钢、吊筋、保护垫块和预埋件。焊接钢筋桁架时，应按设计要求预留出灌注管的位置，两导管间距不应大于3m，导管距槽段端部距离不大于1.5m。

(2)预埋件制作

在钢笼上定出埋件中心位置，对于支撑预埋件，先焊好预埋钢板，之后焊好锚固钢筋；对于预埋钢筋及接驳器，先焊好钢板，然后将预弯好的预埋钢筋和接驳器焊好，接驳器端用木塞堵好，以防灰浆堵塞。

(3)钢筋笼吊装

起吊时，顶部要用一根横梁（常用工字钢），其长度要和钢筋笼尺寸相适应。钢丝绳须吊住四个角。为了不使钢筋笼在起吊时产生很大的弯曲变形，采用二台吊车同时操作，其中一钩吊住顶部，另一钩吊住中间部位，为了不使钢筋笼在空中晃动，钢筋笼下端可系绳索用人力控制。

(4)玻璃纤维筋笼制作与吊装

工作井盾构进出洞处采用GFRP玻璃纤维筋，钢筋同玻璃纤维筋绑扎搭接街头宜相互错开，且位于同一连接区段内的纵向受力筋搭接面积百分率不应 超过50%；施工时要会同玻璃纤维筋厂家共同研究确定含玻璃纤维筋钢筋笼吊装方案，经监理工程师和相关单位审核批准后实施。

2.6工字钢接头施工或圆管接头

⑴工字钢接头:工作井地下连续墙槽段间除盾构井处外接头采用工字钢接头，工字钢接头施工要点如下：

先施工槽段钢筋笼两端加焊850×400工字钢，后施工槽段的钢筋笼两端嵌入工字钢内，钢板厚12mm。 为了防止接头漏水，“工”型钢板接头防漏浆处理采用预埋200mm厚泡沫板并固定，同时再在两端的超挖部分均匀充填沙包，以防砼绕流，并预留注浆孔2个，在连续墙达到设计强度的70％后，灌注膨胀水泥砂浆。

⑵圆管接头:工作井地下连续墙盾构井进出洞无需人工凿除洞门，直接切割玻璃纤维筋混凝土，开洞范围的连续墙采用圆管（锁口管）接头，取消导管和竖向钢筋桁架，具体施工方法如下：

首先把底管慢慢放入槽内，然后连接其余接头管。连接锁口管时，应垫牢垫杠，轻吊、慢放、小心对接，以防锁口管掉入槽内。上、下锁口管接好后，应重新安好“月牙档塞”，对间隙大的地方用黏土塞实、抹平。锁口管全部接好后，应提高槽底500～1000ｍｍ，然后快速下放，插入槽底地层中200～400ｍｍ。锁口管插入槽底地层后，轻轻吊正，在导墙上，锁死、卡牢锁口管，对于背部间隙大的，应用黏土回填，以防串浆或挤偏锁口管，产生位移，而影响下一槽段施工。

2.7混凝土灌注

⑴下导管

①导管拼装：导管在混凝土浇筑前先在地面上每4～5节拼装好,用吊机直接吊入槽中混凝土导管口,再将导管连接起来,这样有利于提高施工速度。

②导管间距：不同间距导管浇注的墙段,墙间夹泥面积占垂直端面积也是不同的。统计数据表明,导管间距在3m时,断面夹泥很少,间距在3～3.5m时略有增加,大于3.5m夹泥面积大大增加,因此导管间距不宜太大。

③导管埋深：埋深太浅,混凝土呈覆盖式流动,容易将混凝土表面的浮泥卷入混凝土内；导管埋深太深时,导管内外压力差小,混凝土流动不畅,当内外压力差平衡时,则混凝土无法进入槽内。

④导管高差：当埋深较浅的进料时,混凝土影响的范围小,只将本导管附近的混凝土挤压上升。与相邻导管浇注的混凝土面高差大,混凝土表面的浮泥流到低洼处聚集,很容易被卷入混凝土内。

⑵混凝土浇筑

混凝土应有良好的和易性,规范规定入孔时的坍落度为18～22cm,扩散度为34～40cm,最大骨料粒径不大于4cm。导管底口距槽底15～25cm,开浇后挤出塞球,埋住导管底端,连续下料,要保证导管提升后底部埋人混凝土内(深度1～6cm) ,随着混凝土面的均匀上升(上升速度大于2m/h,高差小于0.5m) ,导管也随之提升,连续浇筑,直至结束。

2.8拔接头管

(1)接头管提拔一般在混凝土浇灌4h后开始松动,并确定混凝土试块已初凝,开始松动时向上提升15～30cm,以后每20min松动一次,每次提升15～30cm,如松动时顶升压力超过100t,则可相应增加提升高度,缩小松动时间。实际操作中应该保证松动的时间,防止混凝土把接头管固结。

(2)接头管拔出前,先计算剩在槽中的接头管底部位置,并结合混凝土浇灌记录和现场试块情况,在确定底部混凝土已达到终凝后才能拔出。最后一节接头管拔出前先用钢筋插试墙体顶部混凝土有硬感后才能拔出。

3、结语

地下连续墙一般多用于施工条件较差的情况下，而且其施工的质量在施工期间不能直接用肉眼观察，一旦发生质量事故返工处理就较为困难，所以在施工之前，根据设计资料制定详细的施工方案是十分重要的。

参考文献

[1]地下铁道工程施工及验收规范（2003年版）中国计划出版社，2004.

[2]建筑基坑支护工程技术规程（广东省标准DBJ/T15-20-97）.

[3]建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）.

[4]建筑施工手册（第四版缩印本）中国建筑工业出版社，2003.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。