地下連續墻箱式接頭應用研究

摘" 要：地下連續墻箱式接頭是一種更安全、經濟和便捷的地連墻接頭施工工藝，能提高地下連續墻的施工質量，為城市地下連續墻的設計施工提供新方法。該文對地連墻箱式接頭進行介紹，并對其進行適用性分析，其具有防滲效果好、定位起拔簡單準確和施工快速等優勢，且在武漢地區的幾個項目中得到成功應用。以武漢老浦片商業及住宅項目工程、永清片綜合發展項目工程和南國中心一期工程為例，對地連墻箱式接頭可行性及經濟性進行歸納總結及驗證，得出地連墻箱式接頭在該區域具有較好的適用性，希望能夠為地下連續墻的工程建設、設計提供一定的參考。

關鍵詞：地連墻；箱式接頭；工程應用；施工工藝；應用研究

中圖分類號：TU94" " " 文獻標志碼：A" " " " 文章編號：2095-2945（2023）11-0168-04

Abstract： Ground wall box joint is a safer， more economical and convenient ground wall joint construction technology， which can improve the construction quality of the ground wall， and provide a new method for the design and construction of urban ground wall. This paper introduces the ground connection wall box joint， and makes its applicability analysis， which has the advantages of good seepage prevention effect， accurate positioning， simple lifting and pulling， fast construction speed， and has achieved a more successful application in Wuhan area. Taking the commercial and residential project of Laopu area in Wuhan， the comprehensive development project of Yongqing area and the first phase project of Nanguo Center as examples， the feasibility and economy of the box joint of ground wall are summarized and verified. It is concluded that the box joint has good applicability in this area， so as to provide some reference for the engineering construction and design of the ground wall.

Keywords： ground wall; box joint; engineering application; construction technology; applied research

基坑的支護結構主要有土釘墻、護坡樁、地下連續墻。其中，地下連續墻（簡稱“地連墻”）具有施工振動小、噪聲低、墻體剛度大、防滲性能好、工效高和工期短等優點[1]。由于地下連續墻有止水的特點，一般要求地下連續墻墻底落在不透水的巖層上進行封底，導致開挖深度在20 m左右的基坑，其地下連續墻深度達40～50 m，甚至更深，而地下連續墻接頭部位是整個地下連續墻施工的薄弱環節，在落底的情況下，止水的效果關鍵在于接頭的施工質量[2]。目前通常采用接頭管或工字鋼接頭作為地下連續墻的接頭箱，但接頭管和工字鋼接頭不能有效地控制混凝土灌注過程中出現的混凝土繞流，易導致接頭管和工字鋼被包夾，造成接頭管被埋，工字鋼接頭施工困難等問題。以上情況不僅影響施工進度，且給地下連續墻施工質量帶來極大隱患[3]。此外接頭管接頭起拔時間長，不利于施工超深地下連續墻，而工字鋼接頭，鋼筋量大網片過重，對整體起吊有較大風險[4]。

大量工程實踐證明目前項目使用的常規接頭均有防漏抗滲能力弱、地連墻鋼筋籠之間重疊少、傳遞應力性能差、接頭“柔軟”不易施工到位和易偏位等缺點[5]。更為重要的是，其應用范圍較窄。比如目前使用較多的各類柔性接頭、國內預制接頭等，只能在最深40 m左右的深基坑工程中成功應用，而大于等于40 m的深基坑工程，柔性接頭則顯得無能為力。隨著我國單個建設工程規模越來越大，基坑越來越深，迫切需要一種特殊的接頭來滿足深大基坑的建設要求。在柔性接頭滿足不了基坑工程建設需求的情況下，關于深大基坑工程中的接頭研究逐步轉向剛性接頭[6]。

地連墻箱式接頭屬于改良后的剛性接頭，箱式接頭具有如下優勢：流水線路長，流水環路凹凸多、阻力大，可有效避免滲水、漏水，能有效止水，箱式接頭相鄰兩段地連墻鋼筋籠銜接較好，能有效傳遞應力，抗剪、抗彎性能好；箱式接頭護壁的泥皮易處理，接頭的砼強度高，整體剛性好。箱式接頭雖加工較為復雜，但安裝容易、精度高，目前國內外的深大基坑地連墻常用箱式接頭進行連接[7]。箱式接頭適用于各種深度和形式的地連墻，克服了柔性接頭的缺點。隨著基坑工程規模的日益擴大，進一步深化和改良剛性接頭的任務顯得尤為迫切，本研究提出的地連墻箱式接頭的研究目的在于解決地下連續墻施工過程中容易出現的混凝土繞流、接頭剛度不足、抗滲能力低，以及下放鋼筋網片時定位不準確和鋼筋網片下置困難等施工難題，有效攻克地下連續墻施工中接頭質量這一薄弱環節[8]。

地下連續墻箱式接頭研究的意義在于通過采用這種新型接頭形式，提出一種更安全、經濟和便捷的接頭施工工藝，從而提高地下連續墻的施工質量，為城市地下連續墻的設計施工提供新方法、新技術和新經驗，最終為建設單位和施工單位創造明顯的經濟效益和良好的社會效益。

1" 地下連續墻箱式接頭

1.1" 規格型號

箱式接頭由4塊相同厚度的鋼板焊接成“" " "”形狀，先在接頭處成槽，再將焊接好的接頭垂直下放到孔內，并在箱內澆筑與地連墻相同標號的混凝土，同時在箱式接頭兩翼板外對稱回填碎石、砂包，保證混凝土只從箱內上升，待箱內混凝土達到強度并穩定后，再進行施工槽段。

在地連墻施工前，箱式接頭在現場采用鋼板焊接完成。通常情況下，接頭兩翼長250 mm，箱體的長度可根據槽段的實際情況進行調整，整個接頭箱體上口兩翼的鋼板要與地連墻的導墻平齊，腹板低于導墻200 mm，這樣有利于地連墻施工時的泥漿流通。箱式接頭兩翼板與接頭槽深度相同。接頭下設4根鋼筋，長約150～200 mm，當地連墻不嵌巖時，可插入槽底土層中，以便于固定接頭。箱式接頭應盡量整體制作，一次性施工安放。根據不同的地下連續墻寬度，鋼箱設計會有所不同。1.2" 施工工藝流程

地連墻箱式接頭的施工工藝流程如圖1所示。

1.3" 箱式接頭的優勢分析

地連墻箱式接頭作為一種新型接頭，同常用接頭形式相比，具有以下優點。

1）豎向抗壓強度高、剛度大、抗剪能力強：鋼箱填砼類似于鋼管砼的組合結構，鋼箱對箱內砼具有緊箍作用，因此豎向抗壓強度高；鋼箱和內部砼緊密協同工作，其整體性好，剛度大；接頭外伸兩側鋼板較長，厚度較厚，與閉合幅施工澆注砼連接性好，加之鋼板的抗切能力強等保證了填砼箱式接頭具有良好的抗剪能力。

2）抗滲能力強：填砼箱式接頭是先行施工接頭，接頭長達0.9 m，墻體槽段長度可長至8 m，可使地下連續墻接頭顯著減少；兩側伸出的鋼板折點多，極大增加了地下水的滲流路徑，保證其具有良好的抗滲能力。

3）防砼繞流能力強：使用其他接頭時，砼易通過接頭與槽段側壁間的通道繞流，致使地連墻相鄰的鋼筋網片下方施工時的垂直度出現問題，導致預埋的定位鋼筋出現偏移。填砼箱式接頭較好地解決了這個問題。首先，填砼箱式接頭的箱體比一般鋼板接頭在同墻厚的情況下要厚，保護層厚度可以控制在20～30 mm左右，避免混凝土粗骨料繞過來；其次，填砼箱式接頭兩翼長度達到900 mm，比鋼板接頭和鎖口管接頭都要長，極大地增加了混凝土的繞流通道，使混凝土繞流可能性降低；再次，填砼箱式接頭相連槽段可連續或同時施工，不必等先澆混凝土終凝后再施工相連槽段，避免繞流的產生；最后，填砼箱式接頭可以先于地下連續墻施工，地下連續墻均為閉合槽，鋼筋網片下放時垂直度得到保證，繼而保證了預埋鋼筋的定位。

4）抗風險能力強：鋼箱砼接頭與槽段鋼筋籠澆注后形成一整體，成為地下連續墻永久結構的一部分，避免了常規鎖扣接頭等起拔工具，完全防止了地下連續墻尤其是超深地下連續墻施工過程中的埋管風險；鋼筋網片上無鋼板和構造鋼筋，減輕了其重量和長度，保證鋼筋籠重心居中，從而減少吊車噸位，鋼筋籠起吊風險也隨之降低；與鋼筋籠相鄰的端口3面平直，克服了鋼筋籠首下放不到位的困難，有效防止鋼筋籠因下放不到位而強行起拔引起的鋼筋籠散架的風險；較長的地下連續墻槽段減少了鋼筋籠的起吊次數，增強了整體地下連續墻施工的安全性。

5）施工快捷，成本低廉：不需要焊接止漿鐵皮等防繞流措施，減少焊接工序；箱槽與帶有鋼筋籠的閉合槽段可分別連續施工，施工速度快，易于展開流水作業從而縮短工程周期。

2" 箱式接頭在武漢地區的實際應用

2.1" 老浦片商業及住宅項目

武漢老浦片商業及住宅項目，位于武漢市京漢大道附近，西北向為京漢大道，東北向為江漢路，東南向為江漢四路，西南向為前進五路，地處交通繁忙地段，周邊布設有燃氣管、給排水管、電纜線等管線，環境非常復雜。且正北向地連墻與循禮門地鐵站交匯，施工時必須重視該區段的安全。

老浦片地塊的擬建建筑物周長約776 m，基坑面積約30 050 m2，略呈倒凸形布置。本工程采用框-剪結構，建筑物設計±0.00相當于絕對高程25.50 m。地下室設置3層，局部2層，其-1層結構板面標高為-6.3 m，-2層結構板面標高為-11.7 m，-3層結構板面標高為-15.3 m。2層地下室部分，基坑普挖標高為-12.75 m，主樓區域開挖標高為-14.85 m，3層地下室部分基坑普挖標高為-16.55 m，主樓區域開挖標高為-18.45 m。本項目基礎采用φ850 mm和φ1 000 mm鉆孔灌注樁，基坑支護采用D800 mm地下連續連墻，結構施工時采用半逆作法施工。

該項目地下連續墻設計墻厚800 mm，墻深約24 ～28.5 m，墻體中心軸線總延米約745 m，導墻施工時，預留抓斗施工措施延長約6 m。設計槽段數量為129個，其中包括13個拐角異型槽段，砼總量約為15 468 m3，墻體為C30砼，抗滲等級S8，施工時要求墻體為C35砼，抗滲等級S10。

地連墻鋼筋、預埋件總量共計約2 700 t，單方含鋼量（包括預埋件）約為175 kg/m3。

由于該項目工期較緊，為了提高成墻效率，滿足工期，最終采用填砼箱型接頭形式，先行施工墻體接頭部分，對其接頭處下放箱體接頭并進行混凝土填充，保證墻體接頭處的密封性、垂直度。然后再行施工地連墻，提高了地下連續墻的成槽、鋼筋網片下放及混凝土澆筑的施工效率和質量，以達到保障安全、降低成本、增加經濟效益的目標。

2.2" 永清片綜合發展項目

永清片綜合發展項目位于武漢市漢口永清商務區，西面靠近輕軌1號線，南面是蘆溝橋路，東面是中山大道，北面是長江二橋的漢口引橋。本項目的場區地貌屬長江沖積一級階地，地勢平坦，場地四周高、中部低。周邊交通繁忙且地下管線復雜，西臨輕軌1號線，施工安全要求高。

該項目基坑面積約38 800 m2，呈長方形，基坑深度在15～21.7 m。采用地連墻支護，地連墻后注漿止水，地連墻接頭處采用高壓旋噴樁止水，基坑內采用深井降水。

綜合考慮該項目周邊環境因素和合同要求，本工程地連墻接頭選用填砼箱型接頭。施工結束后，采用填砼箱式接頭相比傳統接頭形式，成槽后暴露時間明顯減少，對附近輕軌站沒有造成影響，保證了要求工期，開挖后止水效果良好。

2.3" 南國中心一期項目

南國中心一期項目位于漢口江漢區解放大道與精武路交叉口處，總用地面積12 146 m2，總建筑面積約為107 379 m2，2棟塔樓部分的總建筑面積約為39 521 m2，4層地下室。

本工程地處交通繁忙地段，北邊緊臨居民區，南邊為解放大道，地連墻深度深，約53 m，已進入中風化泥巖。本項目主體采用逆作法施工，對地連墻施工精度要求非常高，同時預埋件的精確定位亦至關重要。坑內外三軸攪拌樁的施工預期效果非常高，攪拌樁不能影響地連墻的施工。

該項目位于湖北省武漢市漢口江漢區解放大道與精武路交叉口處，東臨武漢市第一初級中學（規劃道路），南臨解放大道，西臨精武路，北臨已有老居民小區，環境非常復雜。綜合周邊環境因素和合同要求，本工程地連墻接頭選用箱式接頭。采用填砼箱式接頭預埋定位相對精準，進度較傳統地連墻接頭形式快，從而節約了水電和占用場地時間。

3" 箱式接頭效益分析

采用地下連續墻填砼箱式接頭新工藝的老浦片商業及住宅項目地下連續墻及試樁工程，永清片綜合發展項目A1A2A3地塊深基坑支護及降水工程和南國中心一期地下連續墻、三軸攪拌樁工程，采用地下連續墻三合一結構新技術，地下連續墻施工中使用新型填砼箱式接頭，施工完畢后全部地下連續墻經檢測，合格率達到100%，項目組在合同約定的工期內按時完成，工程質量、進度情況控制良好。工程完工后，經財務內部結算，節約成本分別為18.3萬元、53.6萬元、36.8萬元。同時在質量、進度、安全等方面有以下優勢。

1）單個槽段長度可以加長至7.5～8 m，總體減少槽段數量和接頭數量。

2）預埋定位精準，無需后植筋。

3）接頭含鋼量增加，剛度增強，抗滲性能優越。

4）構造段無需配筋。

5）進度較工字鋼接頭大大加快，預計比工字鋼縮短至少20 d。

6）吊裝安全風險小，主、副吊噸位至少減少50 t。

7）節約水電和占用場地時間。

4" 結論

1）地下連續墻填砼箱式接頭是在工字鋼接頭基礎上發展而來，此種接頭在翼緣之間設置2道腹板，中間澆注混凝土填充，并且先于槽段施工，不僅具有工字鋼接頭的優點，而且在一程度上克服了工字鋼接頭地下連續墻鋼筋籠卡籠、垂直度難以保證等施工難題。箱式接頭具有如下優勢：流水線路長，流水環路凹凸多、阻力大，可有效避免滲水、漏水，能有效止水，箱式接頭相鄰兩段地連墻鋼筋籠銜接較好，能有效傳遞應力，抗剪、抗彎性能好；箱式接頭護壁的泥皮易處理，接頭的砼強度高，整體剛性好。箱式接頭雖加工較為復雜，但安裝容易、精度高，該接頭適用于所有深度的地下連續墻，克服了柔性接頭的大多數缺點。

2）以武漢老浦片商業及住宅項目工程、永清片綜合發展項目工程和南國中心一期工程為例，根據項目的工程實際情況、地質條件和技術要求等，地下連續墻施工中選取使用了填砼箱式接頭。通過該接頭的應用，保證了工程的質量和進度，并取得了一定的經濟效益，為該技術今后的推廣奠定了基礎。

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