地下連續墻施工技術研究

呂斌

[鐵四院（湖北）工程監理咨詢有限公司，湖北 武漢430223]

1 工程概況

媽灣跨海通道(月亮灣大道沿江高速)工程位于深圳市西部。該工程施工總承包1 標圍護結構采用地下連續墻+內支撐形式，支護結構采用1.2m 及1m 厚的地下連續墻，共計300 多幅地下連續墻，混凝土設計強度等級為水下C30，抗滲等級為P6。地下連續墻采用H 型鋼接頭及盾構井部分銑接法接頭。

2 地下連續墻的施工難點

2.1 復雜地層圍護結構施工難度大

由于該區段回填塊石直徑多為20～40cm，含量約為60%～80%，局部填石塊徑大于1m，其余為碎石、角礫、砂及黏性土充填，對地下連續墻成槽施工造成影響，易坍塌、縮孔、漏漿等。

2.2 相鄰槽壁接縫的防滲漏控制難大

槽壁接縫抗滲漏能力直接影響地下連續墻整體結構的防滲漏能力，如果接縫發生滲漏，連續墻該部位很可能也會發生滲漏，在相鄰槽壁的接縫處、不同圍護結構的接合部，都是抗滲漏的薄弱環節，非常容易發生滲漏，并有可能引發工程事故。

2.3 槽壁穩定和對周圍環境影響

成槽時因為成槽機、銑槽機、重錘等聲音較大，起吊鋼筋籠時大型設備的移動等工序，對周圍環境造成影響。

2.4 巖層中成槽難度大

在槽段底部連續進入全、強、中、微風化地層，部分地下連續墻成槽深度43m 左右，入巖深16～20m，其中進入中風化巖層深度為3～7m、微風化巖層深度為4～8m。采用常規的成槽機無法正常完成施工，根據地質情況選用合適的施工設備，采用合理的成槽方法，是高質量高標準完成圍護結構施工的重要保證。

3 解決措施

3.1 針對地質情況復雜地層圍護結構的措施

該基坑開挖深度范圍存在巖層、砂質黏土層、人工填土層等，槽段施工時，人工填土層可能會出現縮孔和塌孔現象，針對此類問題采取如下措施：

3.1.1 控制泥漿指標

該地下連續墻穿越地層復雜，普通泥漿不能滿足復雜地層施工要求。結合地層條件選用新型復合鈉基膨潤土，按照比例制成膨潤土泥漿，采用膨潤土泥漿平衡孔壁兩側的土壓力，該泥漿對砂石顆粒、細土能起到一定的懸浮作用，有效降低槽底沉渣厚度，泥漿還可在槽壁形成薄而韌性較強的泥皮，可減少泥漿失水，對周邊環境影響較少，該膨潤土在砂層地質中的效果更加明顯，在超深地下連續墻護壁效果更顯著，能有效保證連續墻施工質量。

3.1.2 利用挖機清除回填石塊

施工前，采用挖機對地面人工回填層進行清除，清除地表以下3m 范圍內的回填石塊，降低槽孔縮孔、塌孔風險。

3.1.3 試成槽

當前設計地墻施工未考慮提前進行土體加固，在地面導墻施工完成后即開始地墻施工。地墻施工范圍內存在大量填石、填土、填砂，地下水豐富，地質條件較差，并且由于連續墻進入中、微風化巖層，單幅地墻施工條件長，施工過程中極有可能出現漏漿、塌孔等現象。

通過試成槽來確定在地下墻施工過程中是否存在漏漿、塌孔等現象，通過試成槽來進一步確定地下墻兩側是否需要進行預注漿或土體加固等處理措施。

3.2 針對圍護結構體接縫的防滲控制難的措施

采取有效措施來確保地下墻接頭防滲效果，地下墻采用止水效果顯著的H 型鋼接頭，其中盾構井部分采用銑接法接頭。選用優質膨潤土，嚴格按規范指標配置泥漿，并確保清孔換漿符合要求。

3.3 技術保證措施

間隔跳槽施工，同時注意施工期間的成槽速率。安放鋼筋籠做到穩、準、平，防止因鋼筋籠上下移動破壞泥皮引起槽壁塌孔。地下連續墻成槽時泥漿比重控制在1.1～1.15，避免地下墻產生較大的塌方，澆灌混凝土時泥漿比重控制在1.05 左右，以保證水下混凝土澆筑質量。

3.4 針對地墻底部部分進入巖層成槽保證措施

3.4.1 選擇合適的成槽設備

設備一：金泰SG70 成槽機（非入巖部分成槽）

金泰SG70 是目前國產最新型液壓抓斗成槽機，液壓抓斗切土能力強，成槽效率高，成槽垂直精度達到1/600，成槽最大深度達到80m，完全適合該工程地下連續墻成槽施工。

設備二：BC40 雙輪銑槽機（入巖部分）

寶峨BC40 液壓雙輪銑槽機設備性能好，維修率低，設備使用效率高，在強、中、弱風化巖層中的成槽能力和效率優良，完全具備該工程地下連續墻在巖層中的施工能力。

設備三：吊車配合重錘施工

施工中遇到較硬巖層，采用利勃海爾吊車配合重錘進行處理，采用重錘破碎巖層，后采用銑槽機進行銑槽處理。

3.4.2 選擇合適的成槽工藝

針對該工程復合型地層的特點，采用“抓銑結合”的工藝進行成槽，用液壓抓斗對非入巖部分進行成槽施工，采用銑槽機進行銑槽，抓斗成槽和銑槽外形尺寸應保持一致，結合地下環境對連續墻進行分幅，確保兩側受力均勻，不能一邊有土一邊沒有土，造成偏壓，這樣才能保證正常成槽。

采用液壓抓斗挖到巖層后，換銑槽機施工，成槽時先用較快的銑削速度將已經挖好的部位進行銑削，確保成槽尺寸符合要求，遇到巖層后放慢銑削速度，完成成槽施工。

4 施工工藝和方法

4.1 抓銑結合地下墻施工工藝流程

入巖的地下連續墻上部軟土層采用SG70 液壓抓斗成槽機進行成槽施工。待液壓抓斗成槽機施工至巖層時，采用銑槽機進行入巖部分的銑槽施工。成槽前必須對槽段進行精確定位。銑槽速率適當放慢不宜過快，控制好切削速度，槽段終孔后，采用泵吸法進行清孔。

4.2 銑接法地下墻分幅及施工順序

選用機械尺寸復合要求的銑槽機，每銑的成槽寬度滿足設計要求，成槽寬度一般為2.8m。

在正式施工地下連續墻之前必須對槽段進行最為妥善、精準科學的劃分，確保銑槽機能正常銑槽作業。

地下墻施工順序要滿足要求：二期槽施工時，相鄰兩個一期槽已經施工時間要大于5d，但是不要長于10d，在二期槽施工不順利的情況下，不得盲目多開一期槽。確保各工作面之間距離合適，距離太近大型設備作業會造成相互影響，距離太遠設備來調轉消耗時間較長。先集中完成一個區域再施工另一個區域，這樣可以使各工作面都始終在一個區域內施工，距離不用拉的太遠。已經施工好的區域也可用于結構施工準備。

4.3 連續墻施工順序及分幅

分析研究海灣地質情況及施工場地周邊建筑物分布情況，結合進度控制要求及施工工藝等各項因素，對地下連續墻施工進行科學合理分幅，調配滿足施工要求的機械設備，同時合理安排好施工順序，以確保工程的順利進行。

4.4 導墻施工方法及控制要點

4.4.1 導墻施工

連續墻施工前需進行導墻施工，導墻要求施行運作在原狀土之上，是為了維護上部土體的穩定、避免上部土體坍落、儲存泥漿、是成槽設備的導向、放置鋼筋籠等作用。現場采用挖土機進行溝槽開挖，開挖完成后進行人工修坡，安裝導墻模板，確保導墻施工尺寸，隨后放置鋼筋網片，導墻混凝土澆筑完成后，強度達到70%以上才能拆除模板。

4.4.2 導墻施工注意要點

導墻施工時，完善周邊防排水設施，確保導墻開挖后導墻基礎內部干燥，防止積水軟化基底。隨后綁扎鋼筋，安裝模板，對導墻尺寸、中心線進行復核，導墻凈寬應比地下連續墻設計寬度大50mm，導墻垂直度滿足規范要求，復核合格后方可進行混凝土澆筑。混凝土澆筑時注意導墻模板的穩定性，不能發生脹模、跑模、漏漿等問題。導墻澆筑完成后，做好混凝土養護工作，防止混凝土開裂，混凝土初凝前，不得在導墻上及周邊堆載重物或通行大型機械設備，達到設計強度70%以上，方可進行后續工序施工。

4.5 鋼筋籠施工

連續墻鋼筋籠在加工廠臺架上制作。該工程鋼筋籠主筋和加筋按照設計要求采用機械連接，其余全部采用焊接。嚴格按照規范要求，對鋼筋籠主筋和加筋的接頭進行抗拉試驗，抽檢試件試驗合格，才能進行鋼筋籠加工。按照施工圖紙設置各類鋼筋，保證鋼筋規格、型號、間距符合設計要求，鋼筋接頭應牢固，鋼筋籠成品尺寸符合設計要求。按照要求設置鋼筋保護層，保護層定位板與鋼筋籠牢固連接。按設計圖紙要求預留混凝土導管通道，通道內徑尺寸至少大于混凝土導管外徑5cm，導管導向鋼筋搭接應平滑不得有臺階，避免卡住導管。鋼筋籠應按要求設置縱向抗彎桁架，防止鋼筋籠在吊運過程中產生變形。為確保吊裝安全，鋼筋籠吊點位置的設定需經過計算確定，吊環的焊接必須牢固，焊縫長度符合規范要求，吊裝的豎向鋼筋安裝時，必須與鋼筋籠的水平鋼筋焊接牢固。根據設計要求預留接駁器或插筋，預埋件位置符合設計要求。

4.6 泥漿制作與控制

泥漿制作對連續墻施工起到關鍵性作用，影響護壁穩定性。首先選擇合適的泥漿存放場地，便于泥漿回收利用，根據施工環境選用符合要求泥漿制作材料。泥漿是孔壁穩定的關鍵因素，鈉基膨潤土泥漿配制簡單，膨脹倍數較高，能適用于地質條件復雜的地層，運用在深基坑地下墻施工中，護壁效果更顯著。

鈉基膨潤土在專用拌漿筒中進行攪拌。可以直接采用自來水制漿。配漿時，可以選擇加入適量純堿將硬水或酸性水的pH 值進行調整，以達到最佳配漿效果。

4.7 成槽

成槽采用抓銑結合的工法，采用BC40 銑槽機以及SG70 成槽機，配備有垂直度顯示儀表和自動糾偏裝置，可以做到隨挖隨測。

不入巖軟土層地下連續墻采用成槽機直接挖到槽底設計標高。入巖的地下連續墻采用“抓銑結合”成槽，即巖層上部土體采用SG70 液壓抓斗成槽機進行成槽施工，待液壓抓斗成槽機施工至巖層時，采用銑槽機進行入巖部分的銑槽施工。

采用成槽機挖槽時，首先將成曹機定位固定，抓斗應與導墻內側面平行。成曹時不宜滿斗挖土，挖土時確保阻力均衡，防止抓斗斗齒半邊挖土半邊放空。地下連續墻施工順序：

一是先選擇地質較為復雜的環境進行單孔施工，第一孔挖好后，跳槽開挖第二孔，使兩個單孔之間留下未施工的土隔墻，這樣就能保證抓斗在挖槽過程中受力基本均衡，能夠有效保證成槽垂直度。

二是現場施工采用先開挖單孔，后掃平中間隔墻。這樣成槽抓斗在開挖隔墻的時候也能保證均勻進尺，保證垂直度，確保挖槽質量。

三是挖槽施工時選用經驗豐富的成槽司機駕駛員，尤其是剛開始操作時，要確保抓斗垂直施作，為下部施工做好向導。

四是利用抓斗上的探頭，實時將開挖垂直度反映到駕駛室的電腦上，操作人員根據偏斜情況進行糾偏，確保連續墻垂直度滿足要求。

五是當單孔和隔墻挖到設計深度后，將抓斗放到該槽段的設計深度位置，挖除槽底的沉渣。

4.8 鋼筋籠的吊運和安裝

4.8.1 鋼筋籠的吊運設備

根據鋼筋籠制作長度及測算重量，現場配置兩臺履帶吊進行雙機吊運，320t 和180t 履帶吊各配置一臺。320t 作為主吊，180t 作為副吊，主、副吊各設置三道吊點。

4.8.2 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠吊裝時，采用雙機同時起吊，320t 主吊履帶吊和180t 副吊履帶吊同時抬吊，將鋼筋籠水平調離地面50cm 后，兩臺履帶吊停機檢查，檢查吊點是否可靠，檢查鋼筋籠的平衡是否滿足要求。確保吊點牢固可靠后，開始同步緩慢提升兩臺履帶吊，待鋼筋籠提升到一定高度后，繼續保持主吊緩慢提升，副吊緩慢下降，翻轉鋼筋籠，直到鋼筋籠整個豎立起來，與水平地面保持垂直。

4.9 水下混凝土澆筑

鋼筋籠安裝完成后進行水下混凝土澆筑，混凝土導管采用鋼導管，絲牙連接。導管距地下墻端部不應大于150cm。混凝土進場后先檢查混凝土配合比，測試混凝土塌落度，并留好試塊，隨后才能進行混凝澆筑施工，在澆筑中導管插入混凝土深度應始終保持在2～4m，按照上下方向活動導管，混凝土澆筑完成后泛漿高度宜為30～50cm，以保證墻頂混凝土強度滿足設計要求。

5 結語

地下連續墻在上軟下硬巖土層中的成功應用，提高了建筑工程中基礎工程的防滲性，同時適用于多種復雜施工環境中的基礎工程，具有結構穩定性好以及施工影響小的優點。地下連續墻施工技術應用中要加強技術管理，對可能出現的質量問題，要提前做好預防措施，總結經驗，才能縮短工期、降低成本，保證地下連續墻的施工質量得到有效控制。