浅析深基坑地下连续墙施工的质量控制

陶 君（上海振华工程咨询有限公司， 上海 200063）

1 深基坑地下连续墙质量控制的重要性

地下连续墙（以下简称“地连墙”）是建设工程地基与基础中重要的分项工程，对于整个工程施工的质量控制是一个重要环节，贯穿每道工序及每个检验批。在施工过程中，质量控制是一个极其复杂的过程，其涉及面较广，影响因素多，包括设计、材料、机械、地形、地质、水文、气象、施工工艺、操作方法、技术措施、管理制度等，都会直接或间接地影响施工过程中的质量控制。工程项目的地理位置及外部环境条件，均制约着并对其产生不利因素。建筑产品不像工业生产那样流水线规范化、生产工艺及检测技术、成套的生产设备和稳定的生产条件，因此影响质量的因素多，容易发生质量问题，如使用材料的差异、操作的变化、环境的波动、机械的磨损都会发生质量变异，轻者造成质量事故，重则损害国家利益及危害人民生命及财产安全。一旦发生质量问题，要想整改也不是一件简单的事情，因此必须加强对地连墙施工过程的质量控制。

地连墙施工质量的优劣，并不是在项目最后竣工验收时的一刹那说好就好，说不好就不好，而是在施工生产的每一道工序、每一个过程，需要通过管理手段和控制质量指标来实现。对地连墙的质量控制要注重于施工过程的控制；要满足工程质量要求，则必须采取一系列的措施、方法和手段。建设工程的质量不仅关系到人民群众的生命财产安全，而且关系到建设工程的实用性和项目投资的效果。对于地连墙工程质量控制，必须贯穿于项目实施的全过程，使工程质量能够按照既定目标、准则和程序，并使产品质量和施工过程处于受控状态，预防不合格的质量事件发生。

2 施工过程中质量控制的关键点

2.1 导墙施工

导墙是地连墙施工前必不可少的临时构造措施。在地连墙施工期间，导墙承受钢筋笼、浇注混凝土用的导管、成槽机械等额外荷载，因此在施工中必须认真加以控制。导墙的主要作用是：挡土；作为测量的基准点；作为钢筋笼的搁置点；存蓄泥浆；维持泥浆液面。导墙的施工质量对地连墙平面位置的精准及成槽质量至关重要。导墙形式常规为现浇钢筋混凝土结构，设计施工时必须具有足够的强度和刚度；导墙的下脚必须设置在原始土层上，以防止成槽过程中漏浆，并且要符合设计平面位置及垂直精度的要求。另外，还要从挖槽工序考虑，特别是异型幅，必要时应考虑是否在导墙侧壁预留凹槽，以满足挖槽机械具备可操作实施的要求。

导墙的施工顺序一般为：场地平整→测量放线→土方开挖→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇注及养护→模板拆除。施工过程中，必须严格控制钢筋混凝土导墙的施工顺序。场地平整后，现场有条件的可以用混凝土对地面采取固化措施。

地表土密度低，稳定性差。为防止土体位移挤压导墙而产生变形破坏，在导墙模板拆除后，可向槽内用黏土

回填。回填之前需要清除槽内杂物及垃圾。如不采用回填土，也可以用临时木支撑加固，间距一般在 2 m 左右。导墙的施工精度直接关系着地连墙的质量，施工中对导墙内壁的净空尺寸、垂直度、水平偏差和平面位置等予以检查和控制。

导墙是地连墙施工前必不可少的施工程序。除了对控制地连墙沉槽的垂直度和厚度起到较大的作用外，导墙还能起到抵御上方松软土层及施工作业平台的作用；在成槽时作为泥浆的储藏槽，对于成槽过程中起到了很大作用。所以对导墙施工时要特别重视和严格要求并加以控制。主要控制以下要点。

（1）复核导墙放线，检查地连墙中心线是否按施工平面图放线。导墙的中线必须与地连墙的中心线重合一致。

（2）检查导墙沟槽土方开挖。土方不得随意堆放在导沟边，以防边坡土体失稳。

（3）检查导墙的钢筋绑扎。钢筋规格间距必须满足施工图纸的要求。

（4）检查导墙模板安装中模板垂直度、宽度及横向直线是否符合要求。导墙的净距应大于连续墙设计厚度 40 mm；导墙分段施工缝应与地连墙槽段接口错开。

（5）检查导墙施工偏差，导墙宽度应大于设计要求40 mm，导墙内墙面平整度小于 5 mm，导墙顶面平整度为 ±10 mm。

（6）导墙混凝土浇注后应及时养护。导墙混凝土拆模后，在纵向每隔 2 米左右设上下 3 道木方作支撑，将两面导墙进行对撑。在导墙未满足设计强度之前，任何重型机械和运输车辆不得在旁边行驶及施工作业，以防止导墙受压变形而影响下道工序正常展开。

2.2 成槽设备选型

如何选择合适的地连墙成槽设备，不仅直接关系到地连墙施工质量，而且还影响整体施工进度和经济效益。由于每个工程地质和水文状况各不相同、建筑物的功能定位差异、施工机械技术性能不同，所以地连墙的成槽机械设备也有所不同。地连墙成槽机械一般为挖斗式、冲击式和回转式。

挖斗式成槽机是最常规和普遍使用的一种。其优点是：结构简单，操作方便且易于维修，运行费用低，广泛应用在较弱的冲积地层。造墙厚度一般在 30 cm～150 cm。缺点是：遇硬层如大块石、漂石、基岩等而受限时不能使用，必须采用清障设备清除地下障碍后才能成槽。

冲击式成槽机设备低廉，能适合各种土层，但施工效力低，且成槽质量差，一般很少采用。

回转式成槽机的功效快、适应性强、深度大、成槽精度高，但设备价格贵，维护成本高，且不能适应有孤石、漂石和较大卵石的土层。

所以，在选择地连墙成槽设备时，必须综合考虑其他因素：应根据地质勘察报告的地层分布特性、围护设计要求的开挖深度和墙体厚度，搞清楚成槽机械设备的技术特点是否适合现场工况。施工前，必须摸清现场所处环境和地质条件，用技术及经济指标去衡量沉槽设备方案的可行性，以合理的机械设备确保成槽质量。

2.3 泥浆制备

良好的泥浆是地连墙施工中成槽护壁的保证。泥浆制备所用原材料应满足技术性能，要检查泥浆拌制材料是否适合本工程的施工技术要求。在成槽时，泥浆会随着外部环境因素的影响而使质量降低，为保证泥浆的护壁效果，确保槽段孔壁稳定性，需要对槽段内浆液于上中下三个区域进行测试；严格控制泥浆液位在地下水位 1 m 以上，并不低于导墙顶面 0.3 m，液位下降必须及时补充浆液，以防槽段内壁坍塌。

2.3.1 护壁泥浆应具备的性能

（1）泥浆拌制后在泥浆池中经过一段时间，如果性质没有发生较大变化，说明稳定性比较好；在泥浆处于静置状态下，如果土颗粒与浆液发生离析并沉淀，并且浆液的表面目测已变成水，说明稳定性较差。

（2）泥浆重复利用。由于地下水作用，以及土层中的阳离子等会使泥浆的性能及 pH 值发生变化。一旦泥浆pH值强酸或弱碱变化，泥浆会失去良好泥膜的能力继而失去护壁的效果。

（3）泥浆和地下水之间产生的压力差可抵抗土压力和水压力，以维护槽壁的稳定。若泥浆的密度较大就会增大压力差，提高槽壁稳定性；但泥浆密度过大，形成的泥膜质量差，还有可能泥浆粘附于钢筋上，影响混凝土对钢筋的握裹力，泥浆泵清槽时吸不动泥浆，会造成混凝土浇筑时泥浆未能全部置换。

（4）泥浆在静置时黏稠，经过搅拌后变稀。泥浆在流动时阻力小，可以提高成槽速度，还能便于泵送。而当停止成槽时能迅速转为凝胶状态，避免砂颗粒迅速沉淀，使砂颗粒渗入周围土层中。泥浆也因不受扰动而迅速固结，从而提高孔壁的稳定性，并使槽壁表面能形成一层薄而不透水的泥膜。

2.3.2 各种泥浆的质量控制

根据泥浆的使用状态，将其分为新鲜的泥浆、供给的泥浆和槽壁内的泥浆。对于泥浆在各种状态下的质量控制略有不同。

（1）新拌泥浆。新拌泥浆的性能必须满足并适合于施工条件和地质条件，并且要对泥浆进行比重、黏度、含沙量及 pH 值的质量控制和必要的试验鉴定。当拌制泥浆未能满足所需要的性能要求时，应当调整配合比重新拌制，直至符合要求为止。

（2）输送泥浆。在成槽过程中，从储浆池向正在沉槽施工的槽段内输入泥浆。在向槽段内供浆之前，必须先进行各种性能试验，控制泥浆黏度，泥浆能使成槽机施工作业对基槽产生的摩擦起到润滑和冷却作用。由于摩擦泥浆依附于基槽侧壁，并使基槽侧壁形成光滑的槽壁面，对防止槽壁坍方起到了良好的作用。

（3）槽内泥浆。可按照成槽过程中和成槽完成到浇筑混凝土之前的放置期间分别进行质量控制。在成槽过程中或者成槽暂停期间，不仅要控制泥浆的质量，而且要重点观察周围环境是否存在对泥浆质量的影响。在暂停静置期间槽内泥浆也会变质，假如不输送良好的泥浆使槽内泥浆完全处于静止状态，槽内悬浮在泥浆中的土渣就会迅速沉淀。此时，泥浆比重已减小，所形成的泥皮不仅防渗性能差且达不到护壁要求。当性能极端恶化的泥浆的固态成分全部沉淀，变成这种状态之后，很难采取相应的措施加以解决。所以必须在挖槽时对泥浆进行充分的质量调整。

2.4 钢筋笼制作及吊装

2.4.1 钢筋笼制作

钢筋笼的制作是地连墙施工中不可忽视的一个重要环节，钢筋笼加工平台应设置在具有一定刚度且水平的操作平台上，也可设置于一般混凝土地坪上，但一定要保证水平，以确保钢筋笼整体外型尺寸横平竖直。钢筋笼加工前，首先必须对钢筋原材料进行见证取样；检测合格后，方可对钢筋进行断料加工。现场焊接作业前，先在工作台上刻划设计要求的钢筋笼总长和钢筋间距；设置横向钢筋，再和纵向钢筋焊接连接。纵向钢筋如果设计采用并筋形式时，需注意钢筋搭接位置要错开。

（1）槽段连接方式。检查槽段连接是否符合设计要求，槽段间是否采用刚性连接；检查凹凸处圆弧钢筋焊接质量，单面焊是否满足 10 倍 d。

（2）钢筋笼保护层。钢筋笼内侧开挖面主筋净保护层厚度一般为 50 mm，迎水面主筋净保护层厚度为 70 mm。为了保证保护层厚度，在钢筋笼两侧焊接凸型钢片，间距 3 m作为保护层垫块。

（3）钢筋笼外形尺寸。整个钢筋笼的外形几何尺寸应符合设计要求，并按设计要求将钢筋笼的底端制作成收缩的形状，以利于钢筋笼下放时减少碰撞槽壁的现象。

（4）钢筋笼连接：钢筋笼主筋连接一般采用直螺纹机械连接。接驳器连接筋、插筋与钢筋笼体需要满足锚固长度定位准确后点焊焊牢。水平向钢筋连接可采用 10 d 单面搭接焊。竖向与水平钢筋之间进行焊接时用点焊焊牢，间隔点焊数应大于总数的 50%。

（5）钢筋笼加固。为了满足钢筋笼起吊与下槽时的安全要求，在钢筋笼吊点处需要进行焊接加固。吊点位置应在钢筋笼主筋上，钢筋笼顶部纵向主吊点采用钢板制作并焊接加强。在钢筋笼制作时，按设计要求焊接钢筋定位桁架，以确保钢筋笼的整体刚度，满足钢筋笼起吊下放和精确定位的要求。钢筋定位桁架要与钢筋笼主筋焊接连成整体，以确保钢筋笼在起吊下放和混凝土浇筑过程中不变形。异型幅槽段钢筋定位桁架与钢筋笼主筋焊接时，需要避开浇注水下混凝土钢导管的平面位置。一般情况下地连墙浇注混凝土需要 2 根导管同时浇注，导管直径为 25 cm～30 cm。

（6）钢筋笼中其他附属设置。对底板位置是否预留接驳器及剪力槽，围檩处是否预留钢筋及预埋板、是否有注浆管监测管及其他附件，都必须到现场现场与设计图仔细核对。必须在确定其位置和结构型式的前提下，方可进行焊接施工作业，以避免不必要的返工。

2.4.2 钢筋笼吊装

钢筋笼在加工时，以顶部第一根横向钢筋为墙顶标高，墙顶标高以上为泛浆高度，吊筋的长度以此为准。焊接吊筋长度时，须对应地连墙位置，并对导墙位置进行高程复核，依测量的实际数据控制吊筋长度。钢筋笼起吊通常采用主副双吊和四点工装吊法，由主吊起吊、副吊协助主吊抬吊，然后由主吊吊放入槽段内。

（1）钢筋笼未经验收合格，不得起吊。起吊前，应当检查锁具有否裂纹及钢丝绳是否断丝断股。

（2）在钢筋笼起吊过程中，必须保证副吊钢丝垂直，不得产生水平向拉应力。钢筋笼达到垂直状态并已完全处于静止后，才能卸除副吊。

（3）主吊下放钢筋笼至笼中部，采用两型钢固定钢筋笼，解开下部的吊钩，换至上部垂直起吊点上，抽掉型钢，继续下放钢筋笼。当钢筋笼下放至笼顶约 1 m 处，再用型钢固定钢筋笼，将卸扣换至吊筋，继续下放钢筋笼至设计标高。此时，把型钢穿进吊筋耳搁置于导墙上。

（4）钢筋笼下放到位后，立即用水准测量仪器测量钢筋笼的笼顶标高，并根据实际测量情况，确定是否需要作微调。

（5）钢筋笼起吊入槽时，严禁强行冲击槽壁。一般情况下钢筋笼基坑面与迎土面的配筋不同，入槽前必须检查，不得放反。

（6）特别需要注意的是，应合理布置异形幅钢筋笼吊点的设置，避免起吊产生挠度或变形；在加工钢筋笼过程中加强对焊接质量的检查，强化验收，防止焊点遗漏。

（7）钢筋笼开始起吊并吊离加工平台后，应暂停起吊并仔细观察钢筋笼整体刚度是否有异常现象；若有异常则立即放下，并予以电焊重新加固。

（8）对于异型幅钢筋笼，除了设置纵横向起吊钢筋桁架和吊点外，还应当增设斜拉杆进行电焊加固，以防钢筋笼在吊装时的重心偏差产生扭曲变形。

3 对施工中常见质量问题的控制措施

3.1 槽段内壁塌方

当发生槽段内由于泥浆大量漏失而造成液位明显下降、槽段泥浆内有大量泡沫上反、导墙和地面出现不均匀沉降的情况时，就有可能是槽段内壁出现了塌方。

（1）究其产生的原因：①泥浆比重不符合要求，泥浆没有黏附于槽壁而起到护壁作用，从而造成槽壁塌方；②特别在软弱土层，由于土层密度低、强度差，加之成槽速度过快而造成塌方；③由于地下水位过高或槽底可能出现承压水造成槽壁塌方；④槽段划分长度过长， 完成一个槽段所需时间太长，泥浆质量差或已成废浆还没处理而引起塌方；⑤成槽处地面布置不合理，人为荷载过大而造成槽孔塌方。

（2）预防措施：①合理优化单元槽段宽度，加快成槽速度，有效利用土拱效应，使槽壁处于稳定状态；②对部分区域杂填土较厚或渗透系数较大、容易流变的砂土层予以疏干井降水，通过降水位达到固结土体，增加土的抗剪强度，确保成槽稳定；③加强施工管理，槽段两侧严禁随意堆放任何建筑材料及施工吊车等机械；④加强泥浆管理，根据不同工序配置与之相适应的泥浆，使浆液发挥其护壁功能；⑤清槽完毕立即下钢筋笼，紧后浇筑地连墙混凝土；⑥在软弱地质土层施工时， 要注意控制成槽速度，并尽量避免成槽机械对槽壁的碰撞。

（3）当出现塌方后的治理方法：①出现严重塌方时，可向槽内填入优质黏土至槽孔位上方 2 m～3 m， 待沉积密实后再重新造孔；②若塌方时刚开始浇注混凝土且浇灌量不多， 应及时将钢筋笼吊起， 将混凝土清出并重新清槽，继续吊放钢筋笼及装导管浇灌混凝土；③若塌方时部分混凝土已过初凝，已无法将钢筋笼吊起，则只能继续把混凝土浇灌完毕，待开挖后用压浆补强的办法处理夹泥层。

3.2 钢筋笼焊接质量差

焊接质量缺陷是钢筋笼制作过程中一个比较常见的质量通病。主要现象有：碰焊接头错位、弯曲及钢筋笼焊接时的“咬肉”问题。

（1）究其产生的原因：①碰焊接头错位是由于碰焊作业工作量大，操作人员不集中注意力，贪求加工数量而引起的质量缺陷；②碰焊接头弯曲主要是碰焊刚完成，接头部位尚处于高温状态，强度未达到，操作工急于把钢筋搬运到临时堆放地点，造成钢筋在接头处受力弯曲变形，而当钢筋接头冷却后，强度恢复已无法处理了；③钢筋笼焊接时的“咬肉”现象，主要是因为焊接操作工队伍技术水平总体不到位，操作时焊机电流过大，或是由于电焊工数量不够，长期加班加点，疲劳过度引起的质量问题。

（2）预防措施：①在加工过程中经常提醒并且不定期地进行抽样检查，提高碰焊质量；②做好技术交底工作；③必须是持有电焊操作证人员方可进行焊接作业，对所有焊工进行焊接试验，不合格的工人不允许进行操作，并配备足够的焊工；④钢筋笼焊接时控制焊机电流不能过大，并选用与设计相匹配的焊条或焊剂，焊接过程中若发现咬边、焊接不牢等现象，须调整焊接工艺。

（3）钢筋笼焊接质量差的治理方法是：严格控制焊接质量，确保在钢筋笼吊装之前，对所有存在的焊接质量缺陷整改到位。

3.3 接驳器、预留插筋位置精度差

主要表现为：基坑开挖后发现接驳器、预留插筋等的位置偏差超出规范的要求。

（1）究其产生的原因：①钢筋翻样出现错误；②埋件成型加工时的误差以及安装埋件时的误差；③钢筋笼安放时笼顶标高测量与水平位置控制的误差；④槽段混凝土浇筑后锁口管偏移和倾斜，影响相邻幅段钢筋笼的吊放。

（2）预防措施：①接驳器位置、预留插筋的位置在加工过程中需要加以重点控制，力求从钢筋笼第一根横向钢筋开始至钢筋笼底整尺检查位置及数量规格符合设计图纸要求；②对接驳器加塑料套予以密封，防止水泥浆灌入接驳器造成在后期施工中无法使用；③在钢筋笼验收过程中对标高加以控制，以钢筋笼墙顶标高为基准点，拉通整尺量出预埋件标高及位置，以保证预留插筋、接驳器等预埋标高控制在设计允许偏差范围内；④对于有壁柱梁等埋件的槽段，在施工流程安排时要考虑先施工，以确保埋件的准确性；⑤在成槽开挖前，严格控制外放尺寸，防止槽段锁口管发生位移。

3.4 基坑开挖面露筋、夹泥沙、槽段接缝渗漏

开挖后发现墙体由于保护层不够而出现露筋、夹泥沙、墙体或墙缝处渗水的问题。

（1）究其产生的原因：①对地连墙槽段凹端面刷壁工序未控制好；②单元槽段混凝土导管之间间距过大，造成混凝土不密实，形成墙体渗水；③在混凝土施工中导管埋深深度过浅、沉渣过厚，形成墙体夹泥；④钢导管接头不严密或存在破损现象；⑤单元槽段与临幅槽段施工中，导管安放位置距临幅锁口管位置间距过大，泥浆沉淀及沉渣无法正常上翻，形成墙体接缝夹泥，造成接缝漏水；⑥槽段垂直度不能满足设计要求，钢筋笼在安放结束后停放时间过长，造成塌方，从而导致墙体夹泥。

（2）预防措施：①钢筋笼加工平台必须保持水平，桁架加工必须宽度一致，保护层撑铁必须设置均匀；②减少槽段边的动荷载，及时更换磨损的刷壁器，槽段刷壁必须做到刷壁器无泥；③保证抗渗混凝土良好的和易性和流动性，进行配合比设计时，应做到级配良好、粗骨料不大于 40 mm、中粗砂粒低于 45%，以确保抗渗混凝土的和易性，同时要加强水灰比的控制，确保混凝土坍落度不小于160 mm，使混凝土在浇筑过程中不会导致产生离析现象；④检查钢导管的外观是否有破损，有破损的导管不得安装使用，对导管在槽段内的中心间距进行控制；⑤保证混凝土的初灌量；⑥保证槽段的垂直度满足设计的钢筋笼安放后停放 4 h 以上的要求进行反循环清槽。

（3）基坑开挖面露筋，夹泥沙、槽段接缝渗漏的治理方法：①当发现混凝土导管提升过猛而将导管底口提离混凝土面时，先要准确测出混凝土面位置，立即重新安装导管使导管口与混凝土面距约 0.3 m～0.5 m，装上隔水栓，重新剪塞浇灌混凝土；②根据渗漏程度的大小、部位选择适合的堵漏方式；③对于可见的墙身夹泥和露筋的部位，先将其清除干净，再用高一级的微膨胀混凝土进行修补。

4 结 语

地连墙施工过程体现在一系列作业活动中，而一系列作业活动的效果反映到施工质量。因此，质量控制应针对于作业活动。为确保地连墙施工质量，需要对整个施工过程予以全方位质量监督、控制、检查，并着重于事前和事中控制。坚持“百年大计，质量第一”方针，在工程建设中必须始终把“质量第一”作为控制原则，使施工企业能以优异的质量求生存、求发展。由于建筑项目的特性，其影响因素多，所以在地连墙施工过程中，质量控制必须确立目标，强化验收，完善手段，将质量控制目标掌握在可控范围内，并在持续改进中提高施工质量，以此提升施工企业在社会和公众的良好信誉和形象。