摘要：21世紀(jì)，隨著我國城市建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模也在隨之增大，城市軌道交通工程變得越來越復(fù)雜，其中軌道交通和高層建筑所需的超深地下連續(xù)墻基礎(chǔ)工程也逐漸增多。并且，地下連續(xù)墻作為主要的圍護結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用不斷加大，本文通過研究總結(jié)出適合復(fù)雜地層條件下超深連續(xù)墻成槽設(shè)備選型、成槽工藝、超長超重鋼筋籠吊裝、接頭繞流處理等技術(shù)，能正確地指導(dǎo)現(xiàn)場施工，保證施工質(zhì)量及安全，并運用連續(xù)墻超深成槽施工技術(shù)，迅速完成了車站連續(xù)墻施工，確保了節(jié)點工期，為今后相同地質(zhì)條件下地下連續(xù)墻施工提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：地鐵車站;超深連續(xù)墻;富水砂層;施工技術(shù)

1、前言

新時期，隨著技術(shù)的發(fā)展，地下連續(xù)墻的工程規(guī)模將會越來越大，使用的范圍也會越來越廣。通過各種行之有效的施工措施，地下連續(xù)墻達(dá)到了較好的外觀效果，并且隨著施工設(shè)備的改進和施工技術(shù)的不斷提高，地下連續(xù)墻施工中存在的問題將會得到更好地解決，施工效果更加符合施工要求。

2、地下連續(xù)墻的優(yōu)缺點及適用范圍

優(yōu)點：剛度大;防滲截水性能好;振動噪音低;工期短;適于多種基礎(chǔ);適合多種地質(zhì)條件。缺點：要求技術(shù)熟練;有時會坍孔;環(huán)境污染嚴(yán)重;只做臨時結(jié)構(gòu)，不夠經(jīng)濟;墻面雖可保證垂直度，但比較粗糙，尚須加工處理或做襯壁，地下連續(xù)墻適用于作為地下?lián)跬翂?、擋水圍堰、承受豎向和側(cè)向荷載的橋梁基礎(chǔ)、平面尺寸大或形狀復(fù)雜的地下構(gòu)造物及適用于除巖溶和地下承壓水很高處的其他各類土層中施工。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應(yīng)用。

3、地下連續(xù)墻施工方法

地下連續(xù)墻采用機械法成槽，汽車吊吊裝鋼筋籠，水下灌注碎成墻工藝，工藝流程圖見圖3.1。

圖3.1連續(xù)墻施工工藝流程

3.1導(dǎo)墻構(gòu)筑

3.1.1導(dǎo)墻的作用

在地下連續(xù)墻施工之前，需沿著地下墻的墻線開挖導(dǎo)溝，修筑導(dǎo)墻，導(dǎo)墻是一種臨時結(jié)構(gòu)，具有下列作用：①施工導(dǎo)向基準(zhǔn);②擋土作用;③重物支撐臺作用;④維持泥獎液面作用;⑤維護地表土的穩(wěn)定，防止槽口坊陷等。

3.1.2導(dǎo)墻的斷面形式

按照地質(zhì)條件和施工條件不同，導(dǎo)墻斷面形式常用的主要有以下四種形式。如圖3.2所示。

圖3.2常用導(dǎo)墻斷面形式

3.1.3導(dǎo)墻施工順序

導(dǎo)墻采用挖掘機挖槽，有管線處可采用人工開挖。其施工順序：平整場地-→放樣定位-→挖槽及棄土處理-→綁扎鋼筋-→支立導(dǎo)墻模板-→澆筑導(dǎo)墻砼及養(yǎng)護-→拆除模板-→設(shè)置支撐-→回填導(dǎo)墻外側(cè)空隙并壓實。

3.1.4導(dǎo)墻的施工要求

1）導(dǎo)墻宜采用鋼筋砼材料構(gòu)筑，砼等級不低于C20。在地下水位較高時，可采用預(yù)制的導(dǎo)墻，節(jié)約材料。

2）導(dǎo)墻低端埋入土內(nèi)深度宜大于1m，遇地下水位較高時，導(dǎo)墻頂端應(yīng)高出地下水位。

3）導(dǎo)墻要求分段施工時，段落劃分應(yīng)與地下連續(xù)墻劃分的階段錯開。

4）安裝導(dǎo)墻預(yù)制塊時，必須按照設(shè)計施工，保證連接處質(zhì)量，防止?jié)B漏。

5）砼導(dǎo)墻在澆筑及養(yǎng)護時，重型機械、車輛不得在附近作業(yè)行駛。

6）導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)凈空尺寸較地下連續(xù)墻厚度稍放寬4cm～6cm，最寬控制在lOcm內(nèi)。

7）導(dǎo)墻拆模后，及時設(shè)置橫撐，間距2～3m。

3.2成槽施工

3.2.1常用的成槽方法

按照連續(xù)墻成糟設(shè)備分為四種成槽工藝，見表3.1所示

表3.1連續(xù)墻成槽各種工藝表

序號

成槽工藝

主要設(shè)備

優(yōu)點

缺點

1

抓斗成槽

液壓抓斗成槽機

結(jié)構(gòu)簡單，易于操作維修，運轉(zhuǎn)費用低，廣泛用于軟弱地層;自動糾偏。

不適用于大塊石，漂石，基巖等硬質(zhì)地層。

2

沖擊成槽

沖擊鉆機

適用一般軟土地層，也適用于砂礫石、卵石、基巖;設(shè)備低廉。

效率低，槽壁垂直度不易控制。

3

銑削成槽

液壓銑槽機

最先進，功效快，適合不同的地層，包括基巖;自動糾偏。

設(shè)備昂貴，成本高，不適合漂石和大孤石地層。

4

沖抓成槽

液壓抓斗成槽機、沖擊鉆機

對地層適應(yīng)強，工作較高

施工階段設(shè)備需頻繁轉(zhuǎn)換

圖3.3液壓抓斗成槽"""""""""""""""""""""圖3.4沖擊鉆成槽

圖3.5液壓銑槽機成槽

3.2.2單元槽段成槽步驟

單元槽段是指連續(xù)墻施工時，沿墻體長度方向把連續(xù)墻分成某種長度的施工單元。單元槽段的長度確定取決于以下因素：按設(shè)計條件考慮：地下連續(xù)墻的使用目的、構(gòu)造、形狀（拐角、端頭等）、墻厚和深度;從施工條件考慮，開挖槽壁的土質(zhì)地基情況、場地面積、砼攪拌供應(yīng)能力、鋼筋籠尺寸和質(zhì)量、泥裝池的容量，以及連續(xù)作業(yè)時間的限制等等，一般情況下取5m～8m居多，但也有取10m或更大的一些的。

1）液壓抓斗成槽或沖抓成槽，施工步驟見圖3.6所示。

圖3.6單元權(quán)段抓斗或沖抓成槽步驟

注：圖中數(shù)字表示鉆孔順序。

2）液壓銑槽機成槽，施工步驟見圖3.7所示。

圖3.7單元槽段銑槽機成槽步驟

3.3護壁泥裝

泥衆(zhòng)具有防止槽壁丹塌、懸浮土渣、冷卻機具和潤滑等作用。泥漿的使用是保證成槽質(zhì)量的關(guān)鍵。

1）泥漿材料的選擇

a、膨潤土的選擇：選用可使泥漿成本比較經(jīng)濟的膨潤土，預(yù)計施工過程中易受陽離子污染時，選用韓膨潤土為宜。

b、水的選擇：飲用水直接使用。水質(zhì)要求：韓離子濃度應(yīng)不超過lOOPPm，以防膨潤土凝結(jié)和沉降分離;鈉離子濃度不超過500PPm，以防膨潤土濕漲性過多下降;PH值為中性。超出這個范圍應(yīng)考慮在泥衆(zhòng)中摻加分散劑和使用耐鹽性的材料，或改用鹽水水泥。

C、CMC的選擇：泥獎中摻入CMC后，提高泥皮的形成。當(dāng)溶解性有問題時，應(yīng)選用易溶的CMC。CMC分為高中低三檔，粘度越高價格也高，但防漏效果明顯。

d、分散劑的選擇：分散劑的作用是提高泥水分離性，防止和處理鹽分或水泥對泥衆(zhòng)的污染。被水泥污染的泥裝選用NaC03或NaHC03分散劑，分離效果好。易被鹽分污染的泥衆(zhòng)選用以腐殖酸鈉或紙楽廢液為原料的鐵硼木質(zhì)素碘酸鈉分散劑效果好。

e、加重劑選擇：加重劑的作用是增加泥架密度，提高泥架的穩(wěn)定性。目前一般選用重晶石。

f、防漏劑的選擇：防漏劑的作用是堵塞地基土中的孔隙，防止泥聚漏失。一般防漏劑的粒徑相當(dāng)于漏架層圖砂確粒徑10%～15%左右效果好。

2）膨潤土泥裝的配合比穩(wěn)定槽壁的護壁泥裝采用膨潤泥黎，泥衆(zhòng)的指標(biāo)根據(jù)地質(zhì)情況及規(guī)范要求，在成槽施工前，應(yīng)試配幾種性能指標(biāo)不同的泥架，根據(jù)施工成槽中實際泥紫護壁效果取樣測試后予以調(diào)整選用，從而改善和保證泥衆(zhòng)的護壁性能，并在成槽過程中根據(jù)情況變化隨時進行調(diào)整。我國常用的膨潤土泥衆(zhòng)配合比見表3.2。

表3.2我國膨潤土泥漿的通常配合比

3）泥架制備要求

泥槳的質(zhì)量對地下連續(xù)墻施工的效率和成敗具有重要的意義，因此，對新拌制的泥架和使用過的循環(huán)泥柴，其性能應(yīng)符合表3.3所列的要求。施工過程中需要定時檢測，如泥聚的比重和粘度，要滿足護壁保持穩(wěn)定，同時盡量減少材料消耗，節(jié)約泥裝成本。

表3.3新拌制泥漿和循環(huán)泥漿的性能指標(biāo)

4）泥聚的拌制

施工時，現(xiàn)場設(shè)泥漿池，泥衆(zhòng)的拌制、循環(huán)沉淀及分離凈化均在泥裝池內(nèi)進行。泥漿池與槽段間的泥漿輸送采用管道運輸，防止污染地面，同時經(jīng)常清理循環(huán)沉淀池內(nèi)游積的碴土，及時外運廢棄泥裝，防止造成對施工場地的污染。泥裝攪拌站采用泥漿攪拌機拌漿，輸漿管道用（l50mm鋼管，每隔20m設(shè)一根支管，支管為（75mm膠管，通過支管直接將泥漿輸入槽孔。

3.4刷壁和清孔

1）刷壁刷壁是連續(xù)墻施工中的一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，刷壁的好壞將直接影響到連續(xù)墻圍護防水的效果。成槽后，應(yīng)對相鄰段砼的端面進行清刷，刷壁應(yīng)到底部，刷壁次數(shù)不得少于20次，且刷壁器上無泥。刷壁完成后應(yīng)進行清基和泥裝置換。

連續(xù)墻刷壁采用特制的刷壁器，刷壁器的結(jié)構(gòu)-般包括有刷壁鋼板、鋼制毛刷，由刷壁鋼板形成框式箱體的四壁，并將鋼制毛刷固定在箱體四壁刷壁鋼板的外側(cè)，在框式箱體的上部沒有吊環(huán)，通過設(shè)置機械提升下降刷壁器，使鋼制毛刷對地下連續(xù)墻剛性接頭進行清除，達(dá)到清除地下連續(xù)墻剛性接頭上的泥皮、殘余柔性填充物及柔性填充物編織袋的目的。刷壁器結(jié)構(gòu)見圖3.8所示。

圖3.8刷壁器

清孔的基本方法有置換法和沉淀法兩種。置換法是在挖槽結(jié)束之后，立即對槽底進行認(rèn)真清掃，在土澄還沒有沉淀之前就用新泥漿把槽內(nèi)泥漿置換出槽外。沉淀法在土漁沉淀到槽底之后進行清底，一般是在插入鋼筋籠之前或之后清底，但后者受鋼筋籠妨礙，不可能完全清理干凈。

清除槽底沉漁的方法有：①吸泥泵排泥法;②空氣升液排泥法;③帶損動翼的潛水泥漿菜排泥法;④水砼沖射排泥法;⑤抓斗直接排泥法。在這些方法中，前三種是常用的方法，如圖3.9所示。

（a）吸泥泵方式"""""（b）空氣升液方式"""（c）泥漿泵方式

圖3.9清底方式

清基后應(yīng)對槽段泥漿進行檢測，每幅槽段檢測2處。取樣點距離槽底0.5m～1.0m，泥漿指標(biāo)應(yīng)符合下表3.4的規(guī)定。

表3.4清基后泥漿指標(biāo)

3.5鋼筋籠制作與吊放

1）鋼筋籠按設(shè)計要求加工制作，在場地內(nèi)設(shè)鋼筋籠加工平臺。

2）為保證鋼筋籠在起吊過程中具有足夠的剛度，采用增設(shè)縱、橫向鋼筋析架及主筋平面上的斜拉條等措施，所有鋼筋連接處均輝接牢固，保證鋼筋籠的起吊剛度。

3）鋼筋籠縱向預(yù)留導(dǎo)管位置，并上下貫通;鋼筋籠底端在0.5m范圍的厚度方向進行收口處理;鋼筋籠設(shè)定位墊塊，確保鋼筋籠的保護層厚度。

4）地下連續(xù)墻鋼筋籠應(yīng)整幅吊裝，長度較長時，可分段段吊裝，鋼筋籠接頭采用燥接或機械連接，主筋接頭搭接長度應(yīng)滿足設(shè)計要求，搭接位置應(yīng)錯幵50%。三級鋼及25以上的二級鋼應(yīng)采用機械連接。

5）鋼筋籠吊放到設(shè)計位置時，應(yīng)檢測其水平位置和高程是否達(dá)到設(shè)計要求，檢查合格后應(yīng)立即固定鋼筋籠，鋼筋籠入槽后至澆筑砼時總停置時間不應(yīng)超過4小時。

6）鋼筋籠制作質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：見表3.5所示。

表3.5地下連續(xù)墻鋼筋籠制作允許偏差表

7）吊車的選用應(yīng)滿足吊裝高度及起重量的要求，主吊和副吊應(yīng)根據(jù)計算確定。

8）鋼筋籠吊點布置應(yīng)根據(jù)吊裝工藝和計算確定，并應(yīng)進行鋼筋籠整體起吊的剛度等安全驗算，按計算結(jié)果配置吊具、吊點加固鋼筋和吊筋等。吊筋長度應(yīng)根據(jù)實測導(dǎo)墻標(biāo)高確定。圖3.10為槽深為20m連續(xù)墻鋼筋吊裝示意圖。

圖3.10連續(xù)墻鋼筋籠起吊方法吊放圖

9）鋼筋籠起吊前應(yīng)檢查吊車回轉(zhuǎn)半徑600mm內(nèi)無障礙物，并進行試吊。

10）鋼筋籠吊放時應(yīng)對準(zhǔn)槽段中心線緩慢沉入，不得強行入槽。

11）鋼筋籠的迎土面及迎坑面朝向應(yīng)正確放置，嚴(yán)禁反放。

12）鋼筋籠應(yīng)在清基后及時吊放。

13）異形槽段鋼筋籠起吊前應(yīng)對轉(zhuǎn)角處進行加強處理，并隨入槽過程逐漸割除。

3.6連續(xù)墻接頭

1）接頭構(gòu)造形式

當(dāng)連續(xù)墻分為兩段或兩段以上的槽孔施工時，槽孔與槽孔之間的銜接叫做接頭。兩段槽孔灌注完砼后形成的接合縫（面）叫做接頭縫。接頭縫是由于施工技術(shù)上的原因形成的，并非連續(xù)墻本身結(jié)構(gòu)的需要。連續(xù)墻槽段接頭是連續(xù)墻施工的重要環(huán)節(jié)，它關(guān)系到連續(xù)墻接頭滲漏和整體穩(wěn)定。

連續(xù)墻接頭形式主要有接頭管接頭、接頭箱接頭、隔板式接頭、鋼板組合式接頭、預(yù)制塊接頭等。目前使用最為廣泛的是接頭管（箱）接頭和鋼板組合式接頭。圖3.11為接頭管接頭施工步驟圖。

圖3.11接頭管施工步驟圖

3）鋼板組合接頭施工要求：

a、十字鋼板接頭，在施工屮應(yīng)配置整體式或兩片獨立式接頭箱，下端應(yīng)插入槽底，上端宜高出地下連續(xù)墻泛裝高度，同時應(yīng)制定有效的防砼饒流措施。

b、工字鋼接頭，在施工中應(yīng)配置接頭管（箱），下端應(yīng)插入槽底，上端宜高出地下連續(xù)墻泛裝高度，同時應(yīng)制定有效的防砼饒流措施。

4）連續(xù)墻接頭滲漏分析及預(yù)防措施

連續(xù)墻接頭在基坑開挖后往往會出現(xiàn)大面積或局部滲漏現(xiàn)象，究其原因如下：

a、接頭未清刷干凈。只要施工中對先澆槽段接觸面的清刷工作稍有松懈，或因為泥菜護壁效果不佳，清刷和下籠過程中不小心碰塌了側(cè)壁的土體，都會使槽段接頭處滯留沉渣或局部夾泥，從而導(dǎo)致滲漏水。預(yù)防措施有：精心配制槽段內(nèi)的護壁泥裝，泥裝儲量要足夠，確保成槽及清槽過程中槽壁的土體穩(wěn)定;成槽機在成槽過程中必須保證垂直勾速上下，盡量減少對側(cè)壁土體的擾動;槽段兩端的清刷作業(yè)必須仔細(xì)進行，清刷過程中嚴(yán)禁碰撞兩側(cè)土體，嚴(yán)禁末清刷干凈即進行下一工序。

b、鋼筋籠偏斜。某些槽段由于條件的限制，不能采用跳躍式施工，只能順序施工相鄰槽段，致使后施工的槽段鋼筋籠不對稱，吊放時因偏心作用產(chǎn)生偏斜;由于接頭處未清刷干凈，留有前期槽段留下的砼塊，仍強行吊放鋼筋籠，從而產(chǎn)生偏斜。預(yù)防措施主要有：盡量避免相鄰槽段的連續(xù)施工，消除偏心鋼筋籠所造成的影響;鋼筋籠下放過程中必須垂直、緩慢，如遇障礙物必須提起，摸清情況、清除障礙物后再行下放，切不可強行插入。

C、支撐架設(shè)不及時。由于基坑幵挖過快，支撐架設(shè)不及時，地下連續(xù)墻變形過大造成接頭處滲漏水。尤其是對接頭管接頭，由于接頭剛度較小，對基坑變形更為敏感。預(yù)防措施主要有：嚴(yán)格控制開挖進度，及時架設(shè)支撐，加強監(jiān)測。

3.7澆筑水下砼

1）水下砼應(yīng)具備良好的和易性，初凝時間應(yīng)滿足澆筑要求，現(xiàn)場砼坍落度宜為200mm±20mm。實際水下砼澆注時要比原設(shè)計標(biāo)號提高一個等級。

2）水下砼澆注米用雙導(dǎo)管法施工，砼導(dǎo)管選用200mm？300mm的多節(jié)鋼管，管節(jié)連接應(yīng)密封、牢固。鋼筋籠入槽后，用吊車依次將接長的導(dǎo)管吊入槽段的規(guī)定位置，直至槽底50cm左右的標(biāo)高。施工前應(yīng)試拼并進行水密性試驗。

3）導(dǎo)管安放位置要準(zhǔn)確、垂直，防止在澆注砼的過程中導(dǎo)管提升碰到鋼筋籠，而發(fā)生下放提升困難的不良現(xiàn)象;檢查導(dǎo)管的安放長度，并做好記錄。

4）導(dǎo)管水平布置距離不應(yīng)大于3m，距槽段兩側(cè)端部不應(yīng)大于L5ni。導(dǎo)管下端距離槽底宜為300mm？500inm。導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)放置隔水栓。如圖3.12所示。

圖3.12地下連續(xù)墻砼澆筑示意圖

5）在砼澆注前要測試砼的坍落度，并做好試塊。每幅槽段做一組抗?jié)B試塊，每

100m3砼做一組抗壓試塊，不足100m3按l00m3計。砼應(yīng)連續(xù)一次灌注完畢。

6）澆筑水下砼應(yīng)符合下列規(guī)定：

a、鋼筋籠吊放就位后應(yīng)及時灌注砍，間隔不宜超過4h。

b、砼初灌后，砼中導(dǎo)管埋深應(yīng)大于500mm。

C、砼澆筑應(yīng)均勻連續(xù)，間隔時間不宜超過30min。

d、槽內(nèi)砼面上升速度不宜小于3m/h，同時不宜大于5m/h;導(dǎo)管砼埋入砼深度應(yīng)為2m～6m，相鄰兩導(dǎo)管間碎：高差應(yīng)小于0.5m。

e、砼澆筑面宜高出設(shè)計標(biāo)高300mm～500mm，鑿去浮獎后的墻頂標(biāo)高和墻體砼強度應(yīng)滿足設(shè)計要求。

f、每根導(dǎo)管分擔(dān)的澆筑面積應(yīng)基本均等。

7）連續(xù)墻應(yīng)跳槽施工，一期墻澆筑完成并達(dá)到設(shè)計強度70%以上方可進行相鄰槽段的施工。從成槽到連續(xù)墻砼澆筑完畢累計的槽壁暴露時間不宜超過24h。

3.8連續(xù)墻施工質(zhì)量控制要求

1）砼坍落度檢驗每幅槽段不應(yīng)少于3次;抗壓強度試件每一槽段不應(yīng)少于一組，且每100m3砼不應(yīng)少于一組;永久地下連續(xù)墻每5個槽段應(yīng)做抗?jié)B試件一組。

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2）砼抗壓強度和抗?jié)B壓力應(yīng)符合設(shè)計要求，墻面應(yīng)無露筋和夾泥現(xiàn)象。地下連續(xù)墻砼的密實度宜采用超聲波檢查，總抽取比例為20%;需要時采用鉆孔抽芯檢查強度。

3）地下連續(xù)墻各部位允許偏差應(yīng)符合下表3.6的規(guī)定。

表3.6地下連續(xù)墻各部位允許偏差表

4、地下連續(xù)墻施工技術(shù)的展望

總而言之，地下連續(xù)墻施工技術(shù)至今已于60多年的歷史，以廣泛運用于高層建筑、地鐵、橋梁和地下空間等基礎(chǔ)工程設(shè)施。但隨著當(dāng)代地下工程和深基礎(chǔ)工程技術(shù)的快速發(fā)展，人們對工程施工質(zhì)量和安全要求日益增高，雙輪銑成槽工藝將會被廣泛運用。盡管雙輪銑成槽設(shè)備國內(nèi)很少，成槽造價高，技術(shù)要求高，但雙輪銑成槽機地質(zhì)適應(yīng)性強，噪音小，無振動，成槽工效高，安全質(zhì)量完全可控是其它成槽設(shè)備所無法比擬的。

地下連續(xù)墻在地下工程主要是作為基坑支護及止水的臨時結(jié)構(gòu)，若把地下連續(xù)墻做為主體的一部分加以利用，即節(jié)約工程投資，又減少資源消耗。因此地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計將是地下工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的方向。目前在地鐵車站結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域，復(fù)合墻（連續(xù)墻和主體側(cè)墻之間設(shè)置隔離防水層）被較多采用，單一墻或疊合墻體系作為支護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式應(yīng)該有更廣闊的研宄空間和更廣泛的應(yīng)用前景。

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