深圳中航广场二期入岩地下连续墙施工技术

王荣祥

摘要：根据中航二期地下连续墙工程的地质条件、重难点分析，本文介绍了其护壁措施、机械设备选择、入岩施工等施工工艺，为同类型地下连续墙的施工提供一定的经验，以供参考。

关键词：地下连续墙；泥浆配制；成槽施工；接口管

1前言

自上世纪50年代末，我国将地下连续墙作为围护、承重结构用于工程以来, 随着成槽设备不断改进和成槽技术的飞速发展, 地下连续墙越来越广泛地用于城市地下建筑、高层建筑基础、水利、水电和交通等工程中。其中成槽入岩一直是连续墙施工的难点, 尤其是穿过软弱地层后再入岩，施工难度更大，制约着连续墙的应用与推广。

2概述

深圳市中航广场二期工程位于深南中路南部且邻近地下铁路保护范围（华强站），含四层地下室，采用逆作法，基坑深度20.5m。本工程围护结构采用80cm厚地下连续墙，二墙合一，226.64延米，槽段宽度2.7～6.07m，深度21.8～41.85m，墙底需进入中风化花岗岩层0.5m以上，地下连续墙混凝土设计强度等级C30S8水下砼，配制强度等级C35S8。由于场地东侧中、微风化花岗岩在基坑底上部3.2～4.8m就开始揭露，故本工程在场地东侧入中、微风化花岗岩达5.2～6.8m。地下连续墙布置如图1所示。

图1地下连续墙布置图

3工程地质条件

场地内分布的地层有人工填土层1.20～6.00m；粉质粘土层厚1.30～4.80m；砾质粘性土层厚1.50～25.00m；残积粘土层厚0.80～22.10m；全风化花岗岩层厚1.00～12.00m；强风化花岗岩层厚1.20～20.00m；中风化花岗岩层厚0.40～14.60m；微风化花岗岩揭露厚度0.80～16.40m。地下水属上层滞水类型，主要赋存于人工填土及第四系地层中，受大气降水及地表水补给。地下水稳定水面埋藏深度为0.50～8.40m，水位标高介于4.05～12.01m。基岩赋存裂隙水，其赋水性和渗透路径受基岩裂隙控制。

4施工重难点分析

（1）工程范围内地质条件较差，地面以下有人工填土层、第四纪粉质粘土、砾质粘土层、全风化及强风化砂质花岗岩层，地下水位较高，地连墙挖槽过程中容易造成槽孔坍塌。

（2）地下连续墙需入中、微风化花岗岩达5.2～6.8m。在该种地质条件下, 确保槽段在成槽过程中的槽壁稳定和顺利成槽是连续墙施工必须解决的问题。尽量延长槽壁稳定的时限, 为入岩施工提供时间, 加快入岩进度又为确保槽段稳定提供了条件。

5地下连续墙的施工

5.1地下连续墙施工工艺流程

地下连续墙施工工艺流程如图2所示。

5.2导墙施工

导墙施工工序为：平整场地→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模并设置横撑。导墙的内墙面应平行于地下连续墙轴线，导墙内侧面净距为800mm，墙面应垂直。浇注导墙混凝土时应均匀对称浇注，防止模板变形，净空缩小或模板移位造成轴线偏位等质量缺陷。导墙在拆模后及时将左右导墙之间支撑起来，并且在导墙达到强度以前禁止重型机械在旁边行走，以防导墙变形。导墙底面支撑为80×80木枋，顶面支撑为10#槽钢支撑架，支撑水平间距为2m。导墙设计图所示断面为高1.8m，间距0.80m，制作过程中以实际地质情况可做相应调整，现浇钢筋混凝土结构，混凝土标号为C30。为防止下雨时地表水流入槽段，破坏泥浆质量，在导墙外侧设置排水沟和汇水井，及时将场地内的地表水汇集排至市政管道，同时砌筑导墙高出地面0.1m。

5.3泥浆配制

泥浆在连续墙成槽过程中起着护壁、携粉、冷却和润滑4 种作用, 护壁作用是主要的。为配制优质泥浆, 选用湖南澧县产的优质膨润土作为造浆主料, 选用CMC 和Na2CO3 作为掺加剂, 其用量：造1m3泥浆，用75kg的膨润土，100kg的水, 1.2kg的CMC, 0.2kg的Na2CO3。新拌制的泥浆相对密度为1.07，必须存放24h后才能使用，在存放期间不断用泵搅拌。

泥浆输入

泥浆输入

泥浆排放

图2地下连续墙工艺流程图

泥浆指标在成槽的整个过程中都要严格控制,对刚入槽泥浆，开槽中间，成槽后, 混凝土灌筑前、灌筑中、灌筑结束前的泥浆都要分别进行监测，其主要性能指标的控制范围见表1。

项次 项目 性能指标 检验方法

1 比重 1.05～1.10 泥浆比重称

2 粘度 19～25s 500毫升／700毫升漏斗法

3 胶体率 ＞98％ 量筒法

4 失水量 ＜30ml／30min 失水量仪

5 泥皮厚度 ＜1mm 失水量仪

6 静切力 1分钟 200～300μN／cm2 静切力计

10分钟 500～1000μN／cm2

7 稳定性 ≤0.02g／cm3 在特殊量筒里静止24小时后，量测上下层比重之差

8 PH值 8～9 PH试纸

表1 泥浆基本指标

凡在指标范围内的泥浆可作为循环泥浆使用,现场主要对泥浆比重、粘度、胶体率、失水量、泥皮厚度、静切力、稳定性和pH 值这8项指标进行控制，超标的泥浆及时废弃。槽内泥浆面必须高于地下水位1.0m以上, 亦不应低于导墙顶面0.3m。同时，严防地表水、雨水流入槽内，以防破坏泥浆性能。

5.4成槽施工

土层至强风化花岗岩上层，直接用德国宝峨650液压抓斗成槽。抓土过程中不断向槽内补充泥浆，抓斗不能进尺时，即可停止，并收底使槽底基本保持水平，为后续入岩冲孔创造条件，以免斜孔。

槽段入岩施工是本工程的难点之一，入岩施工的优劣和快慢关系到整个工程的成败和工期。为此，选用1台德国宝峨BC25旋挖钻机和1台德国宝峨HNDD冲击锤用于入岩施工，充分利用其冲频高(25次/min)、出渣快(泵吸反循环出渣)、入岩效率高(1.5～2.0m/h)的优点。如图3所示先施工A孔（主孔），后施工B孔（副孔），依次咬合施工，直至终槽。在主、副孔施工结束后，用简易钢丝绳冲击钻配备特制的方锤，从主、副孔连线的中点下钻，修整槽壁，将多余月牙状基岩冲碎。方锤由六瓣冲击锤改制而成，在其底部四周加焊5cm厚40cm高的钢板和冲击刃，作成梯形体(以防止卡锤)。

图3 入岩地连墙施工工艺图

5.5基底及接头清理

接头清理：对槽段接头表面形成的泥皮，在浇筑混凝土之前必须使用装有钢丝刷的接头刷来清洗干净。接头刷由钻机吊放入槽段内，紧贴先期槽段的接头部位，上下拉刷三遍以上。

槽底清基：连续墙槽底清基工作先采用捞渣筒对槽底进行清理，然后采用孔底反循环泵吸法抽吸孔底泥浆，孔内新鲜泥浆由孔口补给。清孔结束后，项目部专职质检员会同监理测定槽底沉渣厚度

二次清基：钢筋笼下放应于槽底清基完毕后及时进行，以减小槽内泥浆内泥砂的沉淀。钢筋笼下放完毕后，如槽内泥浆比重过大或槽底沉渣过厚，按规范要求进行二次清基，二次清基采用空气吸泥法，将空压软管顺着混凝土导管插入槽底，不断压入高压空气，同时在另一侧导管内插入6寸晴纶软管直至槽底，不断输入新浆，从而使槽底沉渣及泥浆向顶部翻浮，回收泥浆泵亦不断将槽内泥浆抽出，以此完成槽内泥浆、沉渣与新浆的置换，操作中，每间隔约15分钟应将输入新浆及压入高压空气的软管调换位置，根据槽内泥浆的实际测试情况，多次反复进行，直至满足规范要求方可进行混凝土浇筑。二次清槽后对沉渣及泥浆进行检测，如达不到设计要求，进行再次清槽。

5.6接头管吊放

接头管紧贴钢筋笼外侧放置，设置的目的是为了防止在地墙混凝土浇筑时混凝土逃逸至钢筋笼外侧而影响后续槽段施工。接头管采用15mm厚钢板加工而成，管面按间距1000mm预留月牙槽（下放时用相应的月牙栓予以封闭），采用D80钢插梢连接上下节接头管。由吊车分节吊放，拼装后垂直插入槽内，上下节接头管连接处应清理干净，保证对接面的密贴吻合。管口底部用开孔钢板封闭，以防止混凝土倒灌。上埠与导墙用木楔楔牢，防止倾斜，放置接头管时应涂润滑剂。见图4接头管图。

图4 接头管图

5.7钢筋笼的制作与吊放

（1）钢筋笼以单元槽段为单位在钢筋加工厂制作,制作平台由型钢制作,10号槽钢固定在硬化的地基上,并采用测量仪器检查制作平台的高程并找平, 确保槽钢顶面在同一水平面上。另外, 采用石笔按照设计图纸间距标出水平、垂直钢筋的位置, 以便准确控制钢筋的间距、数量。钢筋笼制作后对钢筋笼的钢筋尺寸、直径、配筋间距、预埋件等进行严格检查。

（2）钢筋笼的起吊与下设。主吊选择150吨履带式吊车, 辅吊选择50吨履带式吊车配合。钢筋笼各水平吊点均设置在主筋上, 采用增加抗剪钢筋予以加固。采用了“钢扁担”，单节单片钢筋笼吊点设计情况为：主吊吊点和辅吊吊点各4个, 按2排2列布置，采用二级28的圆钢制作，几字形。

（3）L形槽段的钢筋笼有两个平面, 在两个面之间每隔一定间距设一个斜角拉筋控制边线, 保证两个面的夹角控制在一定角度；在钢筋笼制作完成后, 需每隔一定间距设置直角斜撑筋确保钢筋笼起吊时的整体刚度, 不至于使钢筋笼变形角度变小, 钢筋笼下设过程中打掉。

（4）钢筋笼还设置两道纵向起吊桁架和两道纵向加强桁架, 并设置横向起吊桁架, 使钢筋笼起吊时有足够的刚度防止钢筋笼产生不可复原的变形。

5.8导管布置与混凝土浇筑

（1）导管的布置

浇筑水下混凝土采用导管法施工，混凝土导管选用D250的圆形螺旋快速接头型，长度每节0.3～2.6m，导管接头应密封良好、拆卸方便。槽段宽度3.8～6.2m，每幅槽段布置两根导管。导管中心与地下连续墙中心线相吻合，与槽段接头的距离为槽段宽度的1/4（见图5）。用吊车依次将接长的导管吊入槽段的规定位置，直至导管底部距槽底50cm止，然后设置混凝土机架，导管顶端安上方形漏斗，准备浇注混凝土。

图5 混凝土导管布置示意图

（2）水下混凝土的施工

①采用C35S8水下混凝土，混凝土水灰比小于0.6，水泥用量不得小于400kg/m3，坍落度控制在18～22cm，初凝时间控制在5～6h，终凝时间控制在18~24h，浇筑前先于现场测试坍落度，满足要求后，及时浇灌入槽。

②为保证混凝土在导管内的流动性，防止出现混凝土裂缝，夹泥现象，槽段混凝土浇筑应保持混凝土面均匀上升，且连续浇注。

③导管埋入混凝土内26米，以免混凝土顶面的沉渣或泥浆卷入混凝土内，影响混凝土质量。槽内混凝土面高度应加强测量，一方面根据测量数据及时调整浇筑顺序，以保证混凝土面的均匀上升，一方面及时控制及拆除导管，以保证导管在混凝土内埋深。混凝土浇注深度采用测绳测量，混凝土面上升至顶部5m范围时，利用测量杆进行测量。

④槽内混凝土面上升速度，应不小于2m/小时，以保证水下混凝土的质量，浇注后混凝土面应超高50cm。

5.9接头管提拔

接头管由放置于导墙面的顶升架进行提拔，将顶升架与接头管预留的楔口（垂直间距1.0m设置）楔合后，缓慢施加压力，徐徐顶动。由于接头管提拔时，顶升反力将对两侧导墙产生较大的反作用力，故接头管拔除时应在顶升架下安放路基箱（1.5m×6m，用3cm钢板焊制而成），以此加大导墙的受力面积，分散荷载。

接头管的提拔应与混凝土浇灌相结合，将混凝土浇灌记录作为提拔接头管时间的控制依据。结合水下混凝土凝固速度的规律及施工实践，混凝土浇灌开始后2～3h左右开始提拔，以后每隔30min提升1次，幅度控制在10cm以内，并观察接头管的下沉。根据商品混凝土搅拌站提供的混凝土初凝时间，待混凝土浇灌结束后6～8h，将接头管一次全部拔出并及时进行清洁和疏通。成槽结束后，锁口管按设计分幅位置准确就位。锁口管下放后，用吊机向上提升约2m高，然后利用其自重沉入槽底土中，并将上部固定，背后用粘土回填密实，避免锁口管在混凝土灌注过程中移位或砼绕流下幅槽段。锁口管顶拔采用50T吊机配合液压顶升架完成。待混凝土初凝后（一般2～3h），用起拔千斤顶进行第一次松动，以后每15～20min松动一次，每次50～100mm，直到最后浇注的混凝土都终凝后再全部拔出。拔出的锁口管应平放在坚硬的地坪上，清除上面的浮浆和泥土，然后刷上油晾干。

5.10特殊槽段施工措施

本工程地连墙有种特殊“L”型转角槽段，和“一”字型槽段相比，在施工中需采取相应措施保证其施工质量要求。

(1)导墙施工时，对于“L”型，拐角处应向外放出至少20cm，以满足旋挖机挖土要求和保证转角处地下连续墙断面的完整。

(2)为避免特殊槽段钢筋笼在起吊过程中受力变形，影响其入槽，起吊前对钢筋笼迎土面一侧进行加固处理，以增加起吊刚度，防止受力变形，加固采用20 #槽钢间隔3～4m在钢筋笼迎土面侧进行纵向电焊加固，钢筋笼入槽时再逐渐予以割除。

(3)为保证特殊槽段钢筋笼起吊时笼身的垂直度，钢筋笼起吊前应先根据特殊槽段的规格验算其形心位置，以此来确定吊点。

(4)根据以往施工经验，特殊型槽段比“一”字型槽段在成槽过程中易发生槽壁坍方，所以在该型槽段长度划分上尺寸不宜过大，满足抓斗取土尺寸即可，施工中要加快成槽进度，尽量缩短成槽时间和减少重型机械在该处的来回移动，以保护槽壁稳定防止坍方。

6结语

地下连续墙具有墙体刚度大、整体承载能力好、成本低等优点, 已成为深基坑围护结构的优先方案。中航广场二期地下连续墙施工完成后经超声波检测、抽芯检测及开挖后墙体检测，质量良好。可见，采用地下连续墙施工技术具有很好的实用性，并且只有做好各个工序环节的控制才能够使得连续墙发挥良好的效果。

参考文献

[1] 高学春．地下连续墙技术在城市地铁建设中的应用 [J]．《建筑设计管理》 2010年 第1期

[2] 尹洁娜 徐振明. 简述地下连续墙施工技术 [J] 《科技与企业》 2011年 第10期

[4] 李得喜．某基坑地下连续墙内力变形计算方法比较分析 [J]．《科技风》 2011年 第15期