王理想

（上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，上海 200433）

0 引言

城市土地資源越來(lái)越稀缺，地下空間開發(fā)越來(lái)越緊迫，中心城區(qū)越來(lái)越擁堵，給施工設(shè)備和施工技術(shù)均帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。在地下空間開發(fā)中，涌現(xiàn)了很多的新設(shè)備、新工藝和新技術(shù)，讓我們的城市發(fā)展更加快速，加快了中國(guó)的城市化進(jìn)程。

地下連續(xù)墻作為城市地下空間開發(fā)的最重要的技術(shù)之一，具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，如施工設(shè)備的噪音低、震動(dòng)小，結(jié)構(gòu)的剛度大、整體性好、抗?jié)B性能好，可以兼做主體結(jié)構(gòu)的一部分，節(jié)約空間等，為城市發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)［1］。當(dāng)然也存造價(jià)較高，需要排放泥漿、接頭容易出現(xiàn)滲漏等一些缺點(diǎn)，針對(duì)這些目前也有很多的解決方案，如泥漿固化和分離，讓地下連續(xù)墻可以實(shí)現(xiàn)綠色施工。

地下連續(xù)墻的接頭是地下連續(xù)墻成功最關(guān)鍵的因素之一。對(duì)于接頭的研究國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究和應(yīng)用。隨著地下連續(xù)墻在工程中的應(yīng)用越來(lái)越多，接頭技術(shù)也隨之快速發(fā)展。本文主要從地下連續(xù)墻的常用接頭形式進(jìn)行論述，介紹常用接頭主要施工控制要點(diǎn)，為以后使用時(shí)提供一定的參考，減少地下連續(xù)墻接頭處的滲漏水隱患，讓地下空間開發(fā)更加順暢。

1 常見接頭形式

地下連續(xù)墻在應(yīng)用過程中，接頭技術(shù)也出現(xiàn)了各種各樣的形式，主要分為剛性接頭和柔性接頭，包括鎖口管接頭、十字鋼板接頭、工字鋼接頭、V 字型接頭、預(yù)制接頭、橡膠止水接頭、套銑接頭以及Ⅱ型接頭等。接頭形式的不同導(dǎo)致施工工藝和控制要點(diǎn)也不盡相同，在選擇接頭時(shí)需要根據(jù)環(huán)境情況、受力要求以及使用功能等因素綜合確定［2］。下面將針對(duì)地下連續(xù)墻常見的接頭形式，對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)、適用性和施工控制技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行介紹。

1.1 鎖口管接頭

鎖口管接頭是最為常用的接頭形式，又稱為接頭管，一般為封閉的圓形鋼管，屬于柔性接頭。鎖口管一般適用于深度≤50 m、厚度≤1 200 mm 的地下連續(xù)墻。

鎖口管接頭具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，工藝成熟，造價(jià)低、施工方便等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是剛度差、抗剪能力弱，受力易變形，接頭光滑易造成滲漏，而且在混凝土澆筑過程中需要控制鎖口管拔除的時(shí)機(jī)，否則在混凝土終凝后拔除困難，甚至經(jīng)常出現(xiàn)拔斷的情況，如圖 1 所示。

圖1 鎖口管接頭示意圖

鎖口管及連接件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止在混凝土澆筑和起拔過程中產(chǎn)生變形和拔斷。鎖口管在首次使用時(shí)，應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝試驗(yàn)并進(jìn)行編號(hào)配對(duì)，防止出現(xiàn)型號(hào)不匹配的情況，影響地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量。

施工前應(yīng)對(duì)鎖口管的頂拔力進(jìn)行計(jì)算，頂拔鎖口管的設(shè)備應(yīng)與所需要的頂拔力匹配，在混凝土澆筑前頂拔設(shè)備應(yīng)就位。鎖口管下放時(shí)應(yīng)垂直、緩慢，管底應(yīng)進(jìn)入槽段底部原狀土?；炷翝仓瓿珊?，應(yīng)根據(jù)澆筑初凝和終凝時(shí)間確定鎖口管起拔時(shí)間，在混凝土初凝后開始逐漸頂升鎖口管，每 15～30 min 頂升一次。為防止破壞接頭混凝土，在前期每次提升高度為 50～100 mm，并應(yīng)在混凝土終凝前全部拔出。鎖口管起拔過程中應(yīng)保持垂直、勻速、緩慢、連續(xù)，且在起拔過程中孔內(nèi)應(yīng)及時(shí)注入泥漿，防止鎖口管起拔后留下的圓孔塌方，起拔后應(yīng)將粘附在接頭管上的淤泥和泥漿等雜物清洗干凈。

1.2 工字鋼接頭

工字鋼接頭類似“工”字形狀，有時(shí)候也稱為H型鋼接頭。由于工字鋼接頭可以有效連接先施工幅與后施工幅，具有較好的整體性，能夠有效傳遞基坑外側(cè)的水平力和豎向力，受力及防水性能均較好，屬于剛性接頭，如圖 2 所示。

圖2 工字型鋼接頭示意圖

工字鋼的鋼板厚度和翼緣每側(cè)伸出長(zhǎng)度可以根據(jù)地下連續(xù)墻厚度進(jìn)行綜合選擇，如表 1 所示。工字鋼接頭處的預(yù)挖除區(qū)域的寬度可根據(jù)地下連續(xù)墻厚度和翼緣伸出長(zhǎng)度綜合確定，一般可以取為為 350～600 mm。

表1 工字鋼鋼板厚度和翼緣伸出長(zhǎng)度表

工字鋼接頭的上端一般應(yīng)高出地下連續(xù)墻墻頂泛漿高度，下端應(yīng)插入槽底，并應(yīng)采取防止混凝土繞流措施。一般工字鋼背面需要進(jìn)行填充，防止混凝土繞流，目前常用的回填方式有袋裝土或袋裝碎石、安放接頭箱或泡沫塑料等［3］。待施工槽段進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)先對(duì)接頭位置的回填材料、繞流混凝土等進(jìn)行清理，然后再進(jìn)行刷壁。

1.3 十字鋼板接頭

十字鋼板接頭為“十”字形的鋼板樁組合而成，與工字鋼接頭類似，具有良好的止水性能和整體性，抗剪性能好，能夠較好傳遞荷載，屬于剛性接頭的一種，如圖 3 所示。但是施工稍顯繁瑣，需要使用接頭箱配合施工，施工難度大，同時(shí)刷壁和清除繞流泥漿有一定的困難，且接頭處鋼板用量較大，施工造價(jià)相對(duì)較高。

圖3 十字鋼板接頭示意圖

十字鋼板接頭的鋼板厚度和長(zhǎng)度可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和地下連續(xù)墻厚度等因素綜合確定，十字鋼板參數(shù)如表 2 所示。十字鋼板上端須高出地下連續(xù)墻泛漿高度，下端應(yīng)插入槽底≥ 500 mm，并應(yīng)采取防止混凝土繞流措施。

表2 十字鋼板參數(shù)表

采用十字鋼板接頭施工時(shí)，由于十字鋼板的形狀，為了防止混凝土出現(xiàn)繞流情況，在施工中一般配置 2 片獨(dú)立式接頭箱。同時(shí)接頭箱底部宜填袋裝碎石，為了防止基坑開挖墻體出現(xiàn)滲漏水等問題，回填面應(yīng)在基坑開挖面以下，與基坑開挖面之間的距離≥6 m，回填應(yīng)分層進(jìn)行，分層高度≤5 m，兩側(cè)回填應(yīng)對(duì)稱、均勻、分層壓實(shí)。后期發(fā)現(xiàn)混凝土繞流時(shí)應(yīng)及時(shí)清除干凈，為后續(xù)槽段墻體質(zhì)量提供保障。

1.4 V 字型鋼板接頭

V 字型鋼板接頭為類似英文字母“V”字形狀而得名，具有施工方便、防止混凝土繞流、刷壁方便、接頭質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，多用于深度較大的地下連續(xù)墻，如圖 4 所示。但是由于 V 字型鋼板接頭屬于柔性接頭，剛度較差，受力容易變形導(dǎo)致接頭出現(xiàn)滲漏水，而且防止繞流的止?jié){布安裝較為困難，施工時(shí)容易損壞，施工時(shí)需要引起注意。

圖4 V 字型鋼板接頭示意圖

V 字型鋼板接頭施工時(shí)，在先行施工槽段鋼筋籠鏈接 V 字型鋼板，接頭兩側(cè)和底部鋼板可以適當(dāng)加長(zhǎng) 300～500 mm，以防止混凝土出現(xiàn)繞流，同時(shí)在 V 型鋼板兩側(cè)外包止?jié){布，一端固定于 V 型鋼板接頭的螺栓處，一端綁扎于鋼筋籠上，上下搭接寬度為 1.0～1.5 m。后施工槽段施工時(shí)，應(yīng)采用專用接頭刷進(jìn)行刷壁，以刷壁器上無(wú)泥方停止刷壁，若出現(xiàn)先行槽段繞流混凝土，應(yīng)用專用鏟具清除干凈。

1.5 橡膠止水接頭

橡膠止水接頭是近些年新研發(fā)的一種新型接頭［4］。由于其接頭工藝的特殊性，使得橡膠止水接頭專用的接頭箱在后期施工槽段開挖完成后才拔除，并在拔除的同時(shí)置換新鮮泥漿，故先期施工的接頭處較難形成泥皮或者泥皮較薄，使得后期澆筑混凝土與先期澆筑槽段混凝土可以很好地結(jié)合，因而接縫處具有良好止水效果。目前應(yīng)用于深度≤60 m、厚度≤1 200 mm 的地下連續(xù)墻，如圖 5 所示。

圖5 橡膠止水接頭示意圖

由于橡膠止水接頭的接頭箱底部為平面，為了使得接頭箱可以順利下放，同時(shí)使接頭箱背部可以緊貼土體，以防混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)繞流，因此在地下連續(xù)墻采用橡膠止水接頭時(shí)，成槽機(jī)抓斗采用方斗進(jìn)行成槽，保證開挖面的平整，以便與接頭箱可以較好結(jié)合。

橡膠止水接頭施工時(shí)，首先采用木楔將橡膠止水帶臨時(shí)固定在接頭箱上；其次對(duì)接頭箱進(jìn)行涂抹脫模劑；最后在導(dǎo)墻上放置固定支架對(duì)接頭箱進(jìn)行固定，保證接頭箱的垂直度，同時(shí)起到預(yù)防接頭箱脫落的風(fēng)險(xiǎn)。

橡膠止水接頭箱不采用像鎖口管一樣的頂拔設(shè)備進(jìn)行拆除，采用頂拔設(shè)備頂拔時(shí)可能會(huì)造成橡膠止水帶破壞。接頭箱主要采用側(cè)向剝離的方式進(jìn)行拔除。拔除前應(yīng)確保橡膠止水接頭箱背側(cè)土體和繞流混凝土清除干凈，槽段內(nèi)已完成清基，同時(shí)要求相鄰槽段已完成混凝土澆筑時(shí)間不得少于 24 h，以防止混凝土被破壞。

1.6 套銑接頭

套銑接頭是利用銑槽機(jī)可切削混凝土的能力直接切削已成槽段的混凝土，在不采用鎖口管、接頭箱等情況下形成具有良好止水性能的地下連續(xù)墻接頭。

套銑接頭是近些年新研發(fā)的一種新型接頭［5］，具有施工方便、節(jié)省鋼板等接頭材料、混凝土澆筑時(shí)無(wú)繞流問題、先期槽段和后期施工槽段接縫結(jié)合性較好、止水效果好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，基本上可適用于任意深度和任意厚度的地下連續(xù)墻，特別適用于超深地下連續(xù)墻的施工。目前超過 75 m 的超深地下連續(xù)墻多采用套銑接頭進(jìn)行施工。

套銑接頭分 2 個(gè)階段實(shí)現(xiàn)，一期槽段施工和二期槽段施工。施工時(shí)，首先施工一期槽段，然后在相鄰兩個(gè)一期槽段中間利用銑槽機(jī)切削混凝土形成二期槽段，銑削面混凝土?xí)袖忼X形狀，二期槽段澆筑混凝土?xí)r將會(huì)與一期槽段緊密結(jié)合，因而具有良好的防滲漏作用，如圖 6 所示。

圖6 套銑接頭示意圖

由于銑槽機(jī)的施工精度較抓斗式成槽機(jī)高，因而采用套銑接頭時(shí)垂直度一般可以按 1/500 進(jìn)行控制。套銑接頭的銑削面距離一期槽鋼筋籠的距離主要根據(jù)地下連續(xù)墻的深度和垂直度確定，如式（1）所示。

式中：D為銑削面距離一期槽鋼筋籠的距離，mm，H為地下連續(xù)墻的深度，mm。

為了防止二期槽段施工時(shí)，銑槽機(jī)切削到鋼筋籠，造成銑槽困難、泥漿漿管堵塞、銑槽機(jī)齒輪箱損壞等問題，一般在鋼筋籠側(cè)邊需要預(yù)留足夠的素混凝土，二期混凝土切削量，常規(guī)為 0.3 m。在一期槽段鋼筋籠設(shè)置 PVC 限位塊來(lái)保證素混凝土的寬度，限位塊設(shè)置在鋼筋籠兩側(cè)，限位塊長(zhǎng)度可取 300～500 mm，豎向間距一般為 3～5 m 設(shè)置一個(gè)。

為了保證二期銑槽時(shí)的施工垂直度，可在一期槽段混凝土澆灌前在分幅線位置安放導(dǎo)向插板，插板長(zhǎng)度≥6 m，在澆筑時(shí)應(yīng)對(duì)導(dǎo)向插板做好固定。二期槽段銑槽時(shí)，兩側(cè)一期槽完成混凝土強(qiáng)度應(yīng)相差不大，可按混凝土澆筑時(shí)間不少于 3 d 或混凝土強(qiáng)度達(dá)到 C20 級(jí)進(jìn)行控制。

2 應(yīng)用案例

地下連續(xù)墻接頭根據(jù)不同的環(huán)境保護(hù)要求和結(jié)構(gòu)使用要求選擇合適的接頭形式，剛性接頭和柔性接頭使用的條件也不同，受施工條件和環(huán)境等因素影響較大。下面將結(jié)合以上常見的接頭形式，給出一些工程應(yīng)用的案例和接頭的使用效果，方便以后碰到類似項(xiàng)目參考使用。

2.1 十六鋪地區(qū)綜合改造工程

該項(xiàng)目位于黃浦江西岸，基坑周邊延長(zhǎng)約 1 360 m，基坑面積約 22 500 m2，基坑開挖深度 13.45 m，采用 800 mm 厚的地下連續(xù)墻，深度分別為 25.35、26.35、28.35 m，共計(jì) 204 幅，接頭均采用圓形鎖口管接頭。非臨江側(cè)地下室，地下連續(xù)墻既作為基坑圍護(hù)又作為地下室外墻。臨江側(cè)地下室，地下連續(xù)墻既作為基坑圍護(hù)又作為地下室外墻和防汛墻使用。本工程采用鎖口管接頭形式，開挖后止水效果良好，能夠滿足使用要求。

2.2 南京世茂 NO.2016G11 項(xiàng)目

該項(xiàng)目位于市中心區(qū)域，周邊道路交通繁忙，兩側(cè)建筑物密集，地下管線眾多，環(huán)境復(fù)雜，保護(hù)要求高。本項(xiàng)目為住宅項(xiàng)目，為地下 2 層，局部地下 3 層結(jié)構(gòu)。地下 2 層基坑開挖深度約 6.7～10.6 m。地下 3 層基坑開挖深度約 10.5～13.8 m，電梯井超挖 5 m，基坑總面積約 7 750 m2。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻圍護(hù)形式，厚度為 1.0 m 和 1.2 m，共計(jì) 46 幅，地下連續(xù)墻進(jìn)入中風(fēng)化巖 1 m，深度為 62.3 m，接頭均采用工字鋼接頭，垂直度要求均為 1/500。最終該項(xiàng)目順利完成，保護(hù)了周邊環(huán)境的安全。

2.3 徐家匯中心虹橋路地塊

徐家匯虹橋路地塊項(xiàng)目為商業(yè)、辦公綜合體建筑，地上建筑包括 370 m 塔樓、220 m 高塔樓、酒店、商業(yè)裙房；地下室大部分為 6 層，局部 1～4 層。該項(xiàng)目鄰近地鐵車站，周邊環(huán)境復(fù)雜，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻。

基坑 6 層地下室區(qū)域外圍采用厚度為 1.2 m 深度為75 m 的地下連續(xù)墻，接頭為套銑接頭形式，共計(jì) 222 幅；其余區(qū)域根據(jù)基坑開挖不同采用 1.0～1.2 m 厚深度為 24.0～59.0 m 的地下連續(xù)墻，接頭為十字鋼板接頭形式，共計(jì) 170 幅。該項(xiàng)目順利完成，對(duì)鄰近地鐵車站等保護(hù)對(duì)象起到較好的保護(hù)作用。

2.4 上海中心大廈

上海中心大廈主樓基坑面積 11 500 m2，開挖深度為 31 m，圍護(hù)形式采用環(huán)形地下連續(xù)墻，內(nèi)設(shè)置 6 道環(huán)箍支撐。環(huán)形地下連續(xù)墻內(nèi)邊直徑為 121 m，周長(zhǎng) 383 m。地下連續(xù)墻厚度為 1 200 mm，成槽深度 50 m，共 65 幅，總成槽方量約 23 400 m3，接頭形式為 V 字型鋼板接頭。開挖后，接頭止水性能較好，未出現(xiàn)大面積滲漏水現(xiàn)象。

2.5 軌道交通 17 號(hào)線青浦站項(xiàng)目

上海市軌道交通 17 號(hào)線青浦站車站采用明挖順作方式施工，車站主體東側(cè)端頭井開挖深度約為 17.4 m，西側(cè)端頭井開挖深度約為 17.7 m?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)采用厚度為 800 mm 深度為 28.5～30.5 m 的地下連續(xù)墻，共計(jì) 70 幅，均采用橡膠止水接頭。該基坑開挖后，地下連續(xù)墻接縫處無(wú)滲漏水現(xiàn)象出現(xiàn)，在地鐵車站施工中能夠滿足工程的需要。

2.6 蘇州河深邃項(xiàng)目

蘇州河段深層排水調(diào)蓄管道系統(tǒng)工程試驗(yàn)段某標(biāo)段，基坑分為 4 個(gè)區(qū)域：1 區(qū)（豎井）采用厚度為 1.5 m 深度為 105 m 的地下連續(xù)墻，基坑開挖深度 59.59 m；2 區(qū)（綜合設(shè)施深坑）采用厚度為 1.2 m 深度為 80 m 的地下連續(xù)墻，基坑開挖深度 33.8 m；3 區(qū)（進(jìn)水渠道）采用厚度為 1.2 m 深度為 80 m 深地下連續(xù)墻，基坑開挖深度 33.3 m；4 區(qū)（綜合設(shè)施淺坑）采用厚度為 1 m 深度為 105 m 的地下連續(xù)墻，基坑開挖深度 8.8～16.65 m；共計(jì) 111 幅，混凝土方量為 52 574 m3，以上地下連續(xù)墻均采用套銑接頭，豎井基坑開挖至 52 m 深，接頭處止水效果良好，墻體表面干燥、無(wú)滲漏水現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

地下連續(xù)墻在地下空間開發(fā)中廣泛應(yīng)用，使其施工工藝仍舊在不斷地發(fā)展和革新，接頭類型也越來(lái)越多，技術(shù)也日趨完善，滲漏水現(xiàn)象也越來(lái)越少。本文針對(duì)地下連續(xù)墻常用接頭進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)的分析，給出了接頭施工質(zhì)量控制要點(diǎn)和工程案例，給以后施工類似工程提供一定的參考。接頭技術(shù)的發(fā)展和革新，讓地下連續(xù)墻的應(yīng)用更加廣泛，針對(duì)地下連續(xù)墻使用過程中帶來(lái)的各種問題還需要進(jìn)一步研究和應(yīng)用，后期可以針對(duì)成槽設(shè)備的施工效率，綠色施工等開展更進(jìn)一步的研究，降低工程造價(jià)，讓這一技術(shù)在地下空間開發(fā)中得到更多應(yīng)用。Q