地下連續墻GXJ橡膠止水帶接頭與工字鋼接頭應用對比分析

周游

摘要：地下連續墻傳統接頭形式有普通圓形鎖口管接頭、十字鋼板接頭和工字鋼接頭，新型GXJ接頭近年來被逐漸應用，不同接頭形式對墻體的施工工藝、經濟效益等均會產生影響。以南京地鐵5號線工程前莊站地下連續墻施工為實例，從工藝流程、防水效果、成本分析、對后續施工的影響等幾個方面，對地下連續墻GXJ接頭和傳統工字鋼接頭應用進行綜合對比分析，為今后類似工程設計和施工提供經驗參考。

Abstract： The traditional joints of underground diaphragm walls include common circular pipe joints， cross steel plate joints and I-beam joints. The new GXJ joints have been gradually applied in recent years. Different joint forms have an impact on the construction technology and economic benefits of the wall. Taking the construction of diaphragm walls in Qianzhuang Station of Nanjing Metro Line 5 as an example， the application of GXJ joints and traditional I-beam joints of diaphragm walls are comprehensively compared and analyzed in terms of technological process， waterproof effect， cost analysis and influence on subsequent construction， which provides experience reference for similar engineering design and construction in the future.

關鍵詞：地下連續墻;GXJ接頭;工字鋼接頭;對比分析

Key words： underground diaphragm walls;GXJ joints;I-beam joints;comparative analysis

中圖分類號：TU753 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）14-0078-03

0 ?引言

目前連接單個地下連續墻槽段的傳統接頭形式有普通圓形鎖口管接頭、十字鋼板接頭和工字鋼接頭。無論采用何種接頭形式，如果各個槽段間的施工接縫處理不當，將成為地下連續墻整體結構中的最薄弱部位，嚴重影響連續墻的質量，進而影響地下工程的防水效果。一般地墻圍護結構一旦發生滲漏，永久結構在該部位發生滲漏的概率非常高。在相鄰槽壁的接縫處、不同圍護結構的接合部極易發生滲漏，并易引發工程事故。

GXJ橡膠止水帶接頭（以下簡稱“GXJ接頭”）施工工藝是近年來一種新型的地下連續墻施工工藝，其通過橫向連續轉折曲線和縱向橡膠防水帶延長了可能出現的地下水滲流線路，是止水效果和整體性十分出色的柔性接頭，目前在上海地區已取得成功應用。工字鋼接頭施工操作簡單、工藝成熟、整體剛度好，普遍用于國內地下連續墻施工。

1 ?工程實例

南京地鐵5號線工程前莊站主體結構采用明挖順作法施工，車站全長228.7m，開挖深度16.56～18.62m。主體圍護結構采用800mm厚的地下連續墻，墻底深32.3～34.3m，共92幅（見圖1）。

為了對比分析地下連續墻GXJ接頭與工字鋼接頭差異，前莊站地下連續墻北側與西側采用GXJ接頭（見圖2），共46幅;東側與南側采用工字鋼接頭（見圖3），共46幅。

車站場區地形相對較平坦、開闊，地貌單元屬古秦淮河沖積平原，地面吳淞高程在7.014～8.389m。車站底板主要位于②2b4淤泥質粉質黏土層、②2c-d2-3粉土夾粉砂層，地墻底進入K2c-2強風化泥質粉砂巖、K2c-3中風化泥質粉砂巖層（見圖4）。場區范圍內地下水主要為孔隙潛水，局部分布有弱承壓水。

2 ?對比分析

為了更好的對比分析地下連續墻GXJ接頭與工字鋼接頭差異，本次試驗以前莊站為工程實例，采用GXJ接頭與工字鋼接頭的地下連續墻各46幅，分別位于西、北側與東、南側，盡可能使其水文地質條件接近。另外，在施工過程中，控制地下連續墻2種不同接頭工藝處于相同工序（施工機械設備、人員班組、泥漿指標等影響變量）的條件下。如：成槽施工采用同一臺金泰SG60A液壓抓斗成槽機，采用同一套泥漿系統，成槽施工各階段對應的泥漿控制指標相同，鋼筋籠施工班組及吊裝設備相同。

2.1 工藝流程對比

GXJ接頭與工字鋼接頭施工工藝流程大致相同（圖5），其區別主要有以下幾個方面：

①在鋼筋籠制作方面，GXJ接頭地下連續墻鋼筋籠兩側包角筋;工字鋼接頭順幅鋼筋籠一側包角筋，一側為工字鋼，整體剛度較大，但起吊重量也相應增加。

②在槽段開挖定位時，GXJ接頭由于需要安放接頭箱，幅寬外放10cm;工字鋼接頭需要袋裝土回填并夯實，幅寬外放35cm。

③GXJ接頭在本幅槽段的開挖及掃孔、清孔過程中，接頭箱尚未吊出，仍在保護接縫處混凝土面，接頭箱吊出時，接縫處為新鮮且完整的混凝土面，無需刷壁工藝。并且接頭箱吊出時已清孔換漿，接頭夾泥現象幾乎為零。工字鋼接頭在槽段開挖完成后，雖然有刷壁過程，但是過多依賴施工班組的操作，接頭夾泥現象很難避免，且工字鋼變形后很難做到有效刷壁。

④澆筑混凝土過程，GXJ接頭依靠接頭箱后回填石子并夯實，防止混凝土繞流;工字鋼接頭依靠工字鋼翼緣板兩側安裝白鐵皮來防止繞流。

2.2 防水效果對比

2.2.1 開挖效果

前莊站基坑開挖過程中，接縫防水效果均十分良好，部分工字鋼接頭接縫下部存在微小滲流;GXJ接頭接縫處濕跡較少，防水效果較工字鋼接頭有顯著提高，對比效果見圖6。

2.2.2 滲流路徑

以前莊站800mm厚地下連續墻為例，GXJ接頭理論滲流路徑為1.557m，工字鋼接頭理論滲流路徑為1.06m，GXJ接頭理論滲流路徑為工字鋼接頭的1.5倍（滲流路徑對比見圖7，圖中粗黑線為滲流路徑）。

另外，因GXJ接頭施工工藝為后剝離接頭箱，接頭混凝土面新鮮且完整，實際滲流路徑近乎于理論計算值（1.557m）;工字鋼接頭由于刷壁過程過多依賴施工班組操作，且接頭傾斜很難做到有效刷壁，接頭夾泥現象很難避免，其實際滲流路徑較理論值小，小于1.06m。前莊站800mm厚地下連續墻GXJ接頭實際滲流路徑是工字鋼接頭的1.5倍以上。

2.3 成本分析

因施工工效影響設備租賃臺班、人工費、管理費等因素，故成本分析從施工工效及造價對比兩方面進行。

2.3.1 施工工效

以前莊站一幅厚800mm，寬6m，深34.3m的地墻為例，進行施工工效對比。

GXJ接頭較工字鋼接頭多了吊出及吊放接頭箱的工序，但少了刷壁工序，故施工時間基本相同，對成本影響不大。

2.3.2 造價分析

單幅地墻GXJ接頭較工字鋼接頭，減少了上下通長的工字鋼及防繞流的白鐵皮，考慮增加了一側包角筋，增加一條橡膠止水帶。前莊站GXJ接頭地下連續墻總造價較工字鋼接頭地下連續墻造價約少40萬元。

2.4 對后續施工的影響

2.4.1 對盾構進出洞的影響

區間采用軟土盾構掘進施工：洞門破除時，除剝離混凝土與鋼筋外，工字鋼接頭地下連續墻洞門破除時，還需要切割接頭工字鋼;而GXJ接頭僅需切割橡膠止水帶，切割更容易且安全性更好。

區間采用復合盾構掘進施工：工字鋼接頭地下連續墻因工字鋼的存在，其進出洞時與軟土盾構相同，仍須破除洞門混凝土;而GXJ接頭地下連續墻，由于其接頭處采用橡膠止水帶，若地墻洞門處配合使用玻璃纖維筋，復合盾構可直接切削混凝土，避免破除洞門混凝土，安全性大大提高，加固區寬度也可相應減小。

2.4.2 對側墻防水層施工的影響

南京地鐵普遍為復合墻，采用全外包防水。GXJ接頭處接縫較小且平整;工字鋼接頭處接縫存在約20cm的凹陷，寬度接近工字鋼翼緣板寬度，防水卷材施工時，需要對接縫處進行抹面處理，不便于防水層的施工。接縫平整度對比如圖8所示。

3 ?結語

以南京地鐵5號線工程前莊站地下連續墻施工為實例，通過對地下連續墻GXJ接頭與工字鋼接頭的對比分析，結論如下：

①GXJ接頭工藝可有效治理接頭夾泥現象，進而提高地下連續墻接縫的防水效果。

②GXJ接頭接縫滲流路徑更長，800mm厚地下連續墻其滲流路徑為工字鋼接頭的1.5倍，實際滲流路徑為1.5倍以上，配合接縫處的橡膠止水帶，接縫處防水效果更好。

③GXJ接頭施工工藝多了剝離接頭箱和吊放接頭箱的工藝，少了刷壁工藝，兩者工效基本相同。

④GXJ接頭接縫處雖然增加了一側包角筋和橡膠止水帶，但減少了工字鋼及防止混凝土繞流的白鐵皮，具有更好的經濟性。

⑤對于盾構進出洞施工，地下連續墻采用GXJ接頭時，盾構洞門破除更容易且安全性更好。特別選用復合盾構施工時，若洞門處若采用玻璃纖維筋與GXJ橡膠止水帶相結合的方式，盾構機可直接切削洞門，安全性可大大提高，同時減少加固區寬度，經濟性更好。

⑥GXJ接頭由于接縫小且平整的優勢，更利于采用復合墻設計的全外包防水層的施工。

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