地下連續墻工字鋼接頭施工技術創新

梁亞華 戈祥林 范 波 梁海波

中國建筑第八工程局有限公司廣西分公司 廣西 南寧 530028

1 工字鋼接頭常規施工技術

地下連續墻按照施工順序通常劃分為首開槽、連接槽、閉合槽，其中首開槽須設置2個工字鋼接頭，連接槽設置1個工字鋼接頭，閉合槽無需設置工字鋼接頭。工字鋼接頭施工主要包括制作、安裝定位、回填、刷壁等內容[1-5]。

1）工字鋼接頭制作：工字鋼接頭一般采用鋼板現場分節焊接加工，加工完成后，將不同節段的工字鋼轉到鋼筋籠加工場，拼裝并焊接至鋼筋籠兩側，隨鋼筋籠吊裝入槽，通常在工字鋼接頭內側翼板上通長焊接2塊鍍鋅鐵皮，混凝土澆筑時擴張，起到防混凝土繞流作用。

2）工字鋼接頭回填：在地下連續墻施工過程中，成槽寬度一般比設計槽段寬約40 cm，便于鋼筋籠下放。在鋼筋籠及接頭下放之后，超寬部分采用砂袋或泡沫板進行填充密實（圖1），為工字鋼接頭背面提供足夠的支撐反力，也防止澆筑槽段混凝土繞流至接頭背側。

圖1 地下連續墻工字鋼接頭回填示意

3）接頭刷壁：在施工連接槽和閉合槽時，完成槽段的開挖、下放鋼筋籠之前，需要對相鄰已澆筑槽段的工字鋼接頭進行清刷，清除接頭鋼板上面的砂袋殘留物、泥皮及繞流的混凝土，保證2幅槽段混凝土連接質量，避免接縫形成薄弱點，產生滲漏水。常用的刷壁方法為吊起刷壁器（圖2），依靠重力上下來回刷壁，一般刷壁次數不少于20次，以刷壁器鋼刷不帶泥皮為止。

圖2 刷壁器

2 施工技術改進與應用

2.1 鎖口管＋砂袋回填

工字鋼常規做法采用砂袋或泡沫回填，工藝成熟，操作簡單，但是費工、費時，須花費較多的人力、物力去裝砂袋、填砂袋。經過調查，部分工程亦采用“接頭鋼塞＋砂袋”的方式進行處理，但接頭鋼塞主要依靠起重設備進行拔塞，受限于槽段深度影響，鋼塞埋得越深，鋼塞的抗拔力越大，越容易造成拔塞失敗，風險較大。因而該方式一般用于深度小于15 m的槽段。采用“鎖口管＋砂袋”（圖3）的回填方式進行處理可較好地解決以上問題：一是鎖口管代替大部分砂袋，重復利用，可以省工、省時又降低成本；二是鎖口管有配套的液壓頂升架，可以施加6 000 kN以上提拔力，鎖口管自身和連接插銷強度大，施工安全可靠。

圖3 鎖口管＋砂袋回填示意

施工技術要點分析：地下連續墻工字鋼接頭采用“鎖口管＋砂袋”的回填方式，須提前預備與槽段厚度一致的鎖口管，開挖槽段寬度比鎖口管外邊寬10 cm左右，以填充密實砂袋。在施工過程中，較突出的重、難點是拔管時間把握不準，混凝土繞流與管壁黏結凝固，導致鎖口管無法拔出。主要解決措施是采用在待施工槽段沿著鎖口管外壁進行挖槽卸載土壓力，并移除液壓提升架，采用挖掘機等機械對鎖口管敲振，使鎖口管與初凝混凝土間產生松動或脫離，然后再進行拔管（圖4）。

圖4 鎖口管側壓力卸載拉拔示意

2.2 成槽一體式刷壁器

傳統刷壁工藝采用鋼絲刷依靠重力貼著工字鋼腹板腔上下洗刷，此工藝主要存在耗時長、效果差，對繞流凝結在工字鋼腹板上的混凝土等硬塊無法刷除等缺陷，形成后期接頭滲流隱患。項目設計成槽一體化刷壁器，可將刷壁器安裝在成槽機抓斗上，通過抓斗液壓動力進行刷壁（圖5），刷壁器寬度按工字鋼接頭腹板寬度確定。下方設置1排破碎齒，進行接頭腹板內混凝土或硬塊泥土的刮鏟，上方設置鋼刷，可進一步清刷細微雜物，一般刷壁10次左右均可刷干凈，使用方便快捷，效果顯著（圖6）。

圖5 成槽一體式刷壁器

圖6 成槽一體式刷壁示意

2.3 接縫聲吶滲流探測

聲吶滲流探測技術，常用于水利、水電、地質災害評估、地鐵滲流監護、石油管線水文地質調查、基坑止水結構質量檢測，主要通過三維流速矢量聲吶測量儀對水流速度場進行測量。

如果地下連續墻體接縫存在滲漏，產生滲流場，聲吶探測器陣列能夠精細地測量出聲波在流體中能量傳遞的大小與分布，依據陣列測量數據的時空分布，顯示出滲流聲源發出的方向，準確判斷滲漏位置和滲漏程度，可在基坑開挖前進行注漿止水加固處理，大大降低了開挖后的滲漏或涌水涌砂事故的風險。

基坑工程使用聲吶滲漏檢測，通常在迎土面靠近接縫位置提前埋設φ60 mm檢測管（圖7），作為探測儀檢測路徑，并在進行坑內降水后，使基坑內外形成水頭差，才可檢測接縫滲漏情況。

圖7 檢測管埋設示意

3 結語

基坑開挖過程接縫滲漏、涌水涌砂事故會造成周邊地面、道路及建（構）筑物開裂、塌陷等風險。尤其對于周邊環境復雜、水文地質條件差的深基坑工程，如何做好地下連續墻接縫滲漏處理，采用新技術新工藝進行施工，提高施工質量，做到事前預防控制，是成本控制、安全風險管控重、難點。