小议超深地下连续墙施工技术

小议超深地下连续墙施工技术

赖东盛

赖东盛中铁一局集团有限公司广州分公司广东广州510000

摘要：21世纪，随着我国城市建设的持续发展，基础设施的建设规模也在随之增大，城市轨道交通工程变得越来越复杂，其中轨道交通和高层建筑所需的超深地下连续墙基础工程也逐渐增多。并且，地下连续墙作为主要的围护结构技术应用不断加大，本文通过研究总结出适合复杂地层条件下超深连续墙成槽设备选型、成槽工艺、超长超重钢筋笼吊装、接头绕流处理等技术，能正确地指导现场施工，保证施工质量及安全，并运用连续墙超深成槽施工技术，迅速完成了车站连续墙施工，确保了节点工期，为今后相同地质条件下地下连续墙施工提供了参考和借鉴。

关键词：地铁车站；超深连续墙；富水砂层；施工技术

1、前言新时期，随着技术的发展，地下连续墙的工程规模将会越来越大，使用的范围也会越来越广。通过各种行之有效的施工措施，地下连续墙达到了较好的外观效果，并且随着施工设备的改进和施工技术的不断提高，地下连续墙施工中存在的问题将会得到更好地解决，施工效果更加符合施工要求。

2、地下连续墙的优缺点及适用范围优点：刚度大；防渗截水性能好；振动噪音低；工期短；适于多种基础；适合多种地质条件。缺点：要求技术熟练；有时会坍孔；环境污染严重；只做临时结构，不够经济；墙面虽可保证垂直度，但比较粗糙，尚须加工处理或做衬壁，地下连续墙适用于作为地下挡土墙、挡水围堰、承受竖向和侧向荷载的桥梁基础、平面尺寸大或形状复杂的地下构造物及适用于除岩溶和地下承压水很高处的其他各类土层中施工。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。

3、地下连续墙施工方法地下连续墙采用机械法成槽，汽车吊吊装钢筋笼，水下灌注碎成墙工艺，工艺流程图见图3.1。

图3.2常用导墙断面形式3.1.3导墙施工顺序导墙采用挖掘机挖槽，有管线处可采用人工开挖。其施工顺序：平整场地－→放样定位－→挖槽及弃土处理－→绑扎钢筋－→支立导墙模板－→浇筑导墙砼及养护－→拆除模板－→设置支撑－→回填导墙外侧空隙并压实。

3.1.4导墙的施工要求1）导墙宜采用钢筋砼材料构筑，砼等级不低于C20。在地下水位较高时，可采用预制的导墙，节约材料。

2）导墙低端埋入土内深度宜大于1m，遇地下水位较高时，导墙顶端应高出地下水位。

3）导墙要求分段施工时，段落划分应与地下连续墙划分的阶段错开。

4）安装导墙预制块时，必须按照设计施工，保证连接处质量，防止渗漏。

5）砼导墙在浇筑及养护时，重型机械、车辆不得在附近作业行驶。

6）导墙内侧净空尺寸较地下连续墙厚度稍放宽4cm～6cm，最宽控制在lOcm内。

7）导墙拆模后，及时设置横撑，间距2～3m。

3.2成槽施工3.2.1常用的成槽方法按照连续墙成糟设备分为四种成槽工艺，见表3.1所示表3.1连续墙成槽各种工艺表

图3.5液压铣槽机成槽3.2.2单元槽段成槽步骤单元槽段是指连续墙施工时，沿墙体长度方向把连续墙分成某种长度的施工单元。单元槽段的长度确定取决于以下因素：按设计条件考虑：地下连续墙的使用目的、构造、形状（拐角、端头等）、墙厚和深度；从施工条件考虑，开挖槽壁的土质地基情况、场地面积、砼搅拌供应能力、钢筋笼尺寸和质量、泥装池的容量，以及连续作业时间的限制等等，一般情况下取5m～8m居多，但也有取10m或更大的一些的。

1）液压抓斗成槽或冲抓成槽，施工步骤见图3.6所示。

图3.7单元槽段铣槽机成槽步驟3.3护壁泥裝泥衆具有防止槽壁丹塌、悬浮土渣、冷却机具和润滑等作用。泥浆的使用是保证成槽质量的关键。

1）泥浆材料的选择a、膨润土的选择：选用可使泥浆成本比较经济的膨润土，预计施工过程中易受阳离子污染时，选用韩膨润土为宜。

b、水的选择：饮用水直接使用。水质要求：韩离子浓度应不超过lOOPPm，以防膨润土凝结和沉降分离；钠离子浓度不超过500PPm，以防膨润土湿涨性过多下降；PH值为中性。超出这个范围应考虑在泥衆中掺加分散剂和使用耐盐性的材料，或改用盐水水泥。

C、CMC的选择：泥奖中掺入CMC后，提高泥皮的形成。当溶解性有问题时，应选用易溶的CMC。CMC分为高中低三档，粘度越高价格也高，但防漏效果明显。

d、分散剂的选择：分散剂的作用是提高泥水分离性，防止和处理盐分或水泥对泥衆的污染。被水泥污染的泥装选用NaC03或NaHC03分散剂，分离效果好。易被盐分污染的泥衆选用以腐殖酸钠或纸楽废液为原料的铁硼木质素碘酸钠分散剂效果好。

e、加重剂选择：加重剂的作用是增加泥架密度，提高泥架的稳定性。

目前一般选用重晶石。

f、防漏剂的选择：防漏剂的作用是堵塞地基土中的孔隙，防止泥聚漏失。一般防漏剂的粒径相当于漏架层图砂确粒径10%～15%左右效果好。

2）膨润土泥装的配合比稳定槽壁的护壁泥装采用膨润泥黎，泥衆的指标根据地质情况及规范要求，在成槽施工前，应试配几种性能指标不同的泥架，根据施工成槽中实际泥紫护壁效果取样测试后予以调整选用，从而改善和保证泥衆的护壁性能，并在成槽过程中根据情况变化随时进行调整。

我国常用的膨润土泥衆配合比见表3.2。

表3.2我国膨润土泥浆的通常配合比

4）泥聚的拌制施工时，现场设泥浆池，泥衆的拌制、循环沉淀及分离净化均在泥装池内进行。泥浆池与槽段间的泥浆输送采用管道运输，防止污染地面，同时经常清理循环沉淀池内游积的碴土，及时外运废弃泥装，防止造成对施工场地的污染。泥装搅拌站采用泥浆搅拌机拌浆，输浆管道用（?l50mm钢管，每隔20m设一根支管，支管为（?75mm胶管，通过支管直接将泥浆输入槽孔。

3.4刷壁和清孔1）刷壁刷壁是连续墙施工中的一个至关重要的环节，刷壁的好坏将直接影响到连续墙围护防水的效果。成槽后，应对相邻段砼的端面进行清刷，刷壁应到底部，刷壁次数不得少于20次，且刷壁器上无泥。刷壁完成后应进行清基和泥装置换。

连续墙刷壁采用特制的刷壁器，刷壁器的结构-般包括有刷壁钢板、钢制毛刷，由刷壁钢板形成框式箱体的四壁，并将钢制毛刷固定在箱体四壁刷壁钢板的外侧，在框式箱体的上部没有吊环，通过设置机械提升下降刷壁器，使钢制毛刷对地下连续墙刚性接头进行清除，达到清除地下连续墙刚性接头上的泥皮、残余柔性填充物及柔性填充物编织袋的目的。刷壁器结构见图3.8所示。

图3.8刷壁器清孔的基本方法有置换法和沉淀法两种。置换法是在挖槽结束之后，立即对槽底进行认真清扫，在土澄还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内泥浆置换出槽外。沉淀法在土渔沉淀到槽底之后进行清底，一般是在插入钢筋笼之前或之后清底，但后者受钢筋笼妨碍，不可能完全清理干净。

清除槽底沉渔的方法有：①吸泥泵排泥法；②空气升液排泥法；③带损动翼的潜水泥浆菜排泥法；④水砼冲射排泥法；⑤抓斗直接排泥法。在这些方法中，前三种是常用的方法，如图3.9所示。

清基后应对槽段泥浆进行检测，每幅槽段检测2处。取样点距离槽底0.5m～1.0m，泥浆指标应符合下表3.4的规定。

表3.4清基后泥浆指标

3）钢板组合接头施工要求：a、十字钢板接头，在施工屮应配置整体式或两片独立式接头箱，下端应插入槽底，上端宜高出地下连续墙泛装高度，同时应制定有效的防砼饶流措施。

b、工字钢接头，在施工中应配置接头管（箱），下端应插入槽底，上端宜高出地下连续墙泛装高度，同时应制定有效的防砼饶流措施。

4）连续墙接头渗漏分析及预防措施连续墙接头在基坑开挖后往往会出现大面积或局部渗漏现象，究其原因如下：a、接头未清刷干净。只要施工中对先浇槽段接触面的清刷工作稍有松懈，或因为泥菜护壁效果不佳，清刷和下笼过程中不小心碰塌了侧壁的土体，都会使槽段接头处滞留沉渣或局部夹泥，从而导致渗漏水。预防措施有：精心配制槽段内的护壁泥装，泥装储量要足够，确保成槽及清槽过程中槽壁的土体稳定；成槽机在成槽过程中必须保证垂直勾速上下，尽量减少对侧壁土体的扰动；槽段两端的清刷作业必须仔细进行，清刷过程中严禁碰撞两侧土体，严禁末清刷干净即进行下一工序。

b、钢筋笼偏斜。某些槽段由于条件的限制，不能采用跳跃式施工，只能顺序施工相邻槽段，致使后施工的槽段钢筋笼不对称，吊放时因偏心作用产生偏斜；由于接头处未清刷干净，留有前期槽段留下的砼块，仍强行吊放钢筋笼，从而产生偏斜。预防措施主要有：尽量避免相邻槽段的连续施工，消除偏心钢筋笼所造成的影响；钢筋笼下放过程中必须垂直、缓慢，如遇障碍物必须提起，摸清情况、清除障碍物后再行下放，切不可强行插入。

C、支撑架设不及时。由于基坑幵挖过快，支撑架设不及时，地下连续墙变形过大造成接头处渗漏水。尤其是对接头管接头，由于接头刚度较小，对基坑变形更为敏感。预防措施主要有：严格控制开挖进度，及时架设支撑，加强监测。

3.7浇筑水下砼1）水下砼应具备良好的和易性，初凝时间应满足浇筑要求，现场砼坍落度宜为200mm±20mm。实际水下砼浇注时要比原设计标号提高一个等级。

2）水下砼浇注米用双导管法施工，砼导管选用200mm?300mm的多节钢管，管节连接应密封、牢固。钢筋笼入槽后，用吊车依次将接长的导管吊入槽段的规定位置，直至槽底50cm左右的标高。施工前应试拼并进行水密性试验。

3）导管安放位置要准确、垂直，防止在浇注砼的过程中导管提升碰到钢筋笼，而发生下放提升困难的不良现象；检查导管的安放长度，并做好记录。

4）导管水平布置距离不应大于3m，距槽段两侧端部不应大于L5ni。导管下端距离槽底宜为300mm?500inm。导管内应放置隔水栓。如图3.12所示。

图3.12地下连续墙砼浇筑示意图5）在砼浇注前要测试砼的坍落度，并做好试块。每幅槽段做一组抗渗试块，每100m3砼做一组抗压试块，不足100m3按l00m3计。砼应连续一次灌注完毕。

6）浇筑水下砼应符合下列规定：a、钢筋笼吊放就位后应及时灌注砍，间隔不宜超过4h。

b、砼初灌后，砼中导管埋深应大于500mm。

C、砼浇筑应均匀连续，间隔时间不宜超过30min。

d、槽内砼面上升速度不宜小于3m/h，同时不宜大于5m/h；导管砼埋入砼深度应为2m～6m，相邻两导管间碎：高差应小于0.5m。

e、砼浇筑面宜高出设计标高300mm～500mm，凿去浮奖后的墙顶标高和墙体砼强度应满足设计要求。

f、每根导管分担的浇筑面积应基本均等。

7）连续墙应跳槽施工，一期墙浇筑完成并达到设计强度70%以上方可进行相邻槽段的施工。从成槽到连续墙砼浇筑完毕累计的槽壁暴露时间不宜超过24h。

3.8连续墙施工质量控制要求1）砼坍落度检验每幅槽段不应少于3次；抗压强度试件每一槽段不应少于一组，且每100m3砼不应少于一组；永久地下连续墙每5个槽段应做抗渗试件一组。

2）砼抗压强度和抗渗压力应符合设计要求，墙面应无露筋和夹泥现象。

地下连续墙砼的密实度宜采用超声波检查，总抽取比例为20%；需要时采用钻孔抽芯检查强度。

3）地下连续墙各部位允许偏差应符合下表3.6的规定。

表3.6地下连续墙各部位允许偏差表

4、地下连续墙施工技术的展望总而言之，地下连续墙施工技术至今已于60多年的历史，以广泛运用于高层建筑、地铁、桥梁和地下空间等基础工程设施。但随着当代地下工程和深基础工程技术的快速发展，人们对工程施工质量和安全要求日益增高，双轮铣成槽工艺将会被广泛运用。尽管双轮铣成槽设备国内很少，成槽造价高，技术要求高，但双轮铣成槽机地质适应性强，噪音小，无振动，成槽工效高，安全质量完全可控是其它成槽设备所无法比拟的。

地下连续墙在地下工程主要是作为基坑支护及止水的临时结构，若把地下连续墙做为主体的一部分加以利用，即节约工程投资，又减少资源消耗。因此地下连续墙作为主体结构的设计将是地下工程结构设计的方向。

目前在地铁车站结构施工领域，复合墙（连续墙和主体侧墙之间设置隔离防水层）被较多采用，单一墙或叠合墙体系作为支护结构与主体结构相结合的基础结构型式应该有更广阔的研宄空间和更广泛的应用前景。

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