地下连续墙施工关键工序的质量控制与安全管理初步探讨

胡明健

（重庆华兴工程咨询有限公司，重庆400010）

1 工程概况

昆明置地广场建设项目为昆明城区规划拟建的第三高层建筑，总用地面积19667.28m2，总建筑面积215935.38m2，其中地下建筑面积61057.00m2，坐标X=2572447.270～2572617.788，Y=887490.158～887607.160。场地内土层平均厚度38.4m，下伏基岩为石炭系(C1d)灰岩，基岩面起伏相对高差达49.5m，破碎灰岩地层中存在溶洞和溶蚀裂隙。该项目地下连续墙由A环、B环、C环组成，单元槽段最大设计深度42.7m，平面布置如图1所示。

图1 昆明置地广场项目地下连续墙平面示意图

C环为裙楼基坑支护结构兼裙楼地下室外墙围护结构（两墙合一），单元槽段共86幅，槽底标高-22.1～-45.5m，墙厚800mm。枯水期（2000年4月）地下水水位埋深-0.48～-54.32m。现结合C环地下连续墙的施工实际，对该项目地下连续墙的质量控制和安全管理要点作如下探讨。

2 施工步骤及工艺流程

2.1 施工步骤

工程位于昆明市区交三桥核心地段，紧邻城市主要交通干道，车流量较大、人口密集，施工场地狭窄、临时用地紧张，因此，施工部署总体方案为先施工C环地下连续墙，再“逆作法”(逆作面积9536m2)施工裙楼各层地下室及筏板。

逆作区施工步骤：竖向第一道土方开挖(至标高-3.8m)，施工地下室顶板→竖向第二道土方开挖 (标高-3.8～-8.9m)，施工-1层板→竖向第三道土方开挖(标高-8.9m～-12.3m)，施工-2层板→竖向第四道土方开挖 (标高12.3m～-15.8m)，施工-3层板→竖向第五道土方开挖(标高-15.8m～-19m)，施工地下室筏板。

在地下连续墙正式施工前，利用先期槽段综合验证拟定施工方案的工艺流程、设备选型、泥浆配制等方面的合理性，并进一步优化施工方案、指导后续施工。

地下连续墙施工步骤：先期槽段施工(试验性)→一期槽段施工→二期槽段施工。

2.2 工序流程

该工程施工的主要工序流程如图2所示。

3 关键工序质量控制与安全管理要点

3.1 导墙施工质量控制要点

（1）导墙内应按照设计要求布置钢筋，尤其是水平钢筋的锚固长度及连接型式必须符合规范要求。

图2 地下连续墙施工工艺流程图

（2）导墙净空尺寸应比设计成槽尺寸略大(5～10cm)，导墙顶标高应略高于周边地面。

（3）应对导墙模板加以有效支撑，确保模板的刚度和稳定性；完成后，还应对导墙的平面位置、垂直度等进行复核，以提高后期成槽精度。

3.2 泥浆质量控制要点

（1）泥浆的比重、粘度应符合土层特点。在正常施工条件下，槽内泥浆比重应维持在1.10～1.20之间(新制备泥浆较此略低)。

（2）在施工过程中，应定期测定槽内(不同深度位置)泥浆的比重、粘度、含砂率等指标。采取浆液循环、专门捞(吸)渣、回收泥浆除渣等手段确保槽内泥浆的性能指标符合方案要求[1]。

（3）遇到地下水富集地层、易坍塌土层时，应保持槽内泥浆液面的标高，这对有效平衡地下水压和土层侧压力，保持槽壁稳定十分重要。通常，为便于开挖槽段内的泥浆循环、除渣，改善泥浆护壁效果，泥浆液面比导墙顶面标高略低。

（4）还应根据槽段开挖进度安排、槽段合理容积确定泥浆池容量和泥浆的制备能力。

3.3 抓、冲成槽施工质量控制要点

（1）应根据设计图纸的要求，结合成槽设备、钢筋笼的制作与吊装等多种因素，确定单元槽段的具体划分结果。采取“奇数槽、偶数槽跳槽[1]开挖”的成槽方式。对于转角、连接部位的槽段划分应重点考虑(图3所示)，通常单独作为一个单元槽段、先行施工。

图3 转角槽段节点示意图

（2）土层先采用履带式液压抓斗(SG40型)成槽机开挖，较大孤石及入岩槽段采用冲击钻成槽(图4、图5所示)。

图5 冲击钻机成槽

冲击成槽采用隔点跳打方式，并利用方锤修槽。成槽过程中，特别是冲击成槽过程中应“勤清孔、勤捞渣”，捞渣采用液压抓斗、捞渣筒、泥浆置换等方式相结合。对于岩层倾斜角度较大，不便于冲击成孔的槽段，还应抛填同强度石块，填平陡坡后，再冲击成槽。

（3）采用粘土集中填充溶蚀裂隙和溶洞，封堵泥浆漏失通道，确保槽内泥浆液面标高和槽段开挖顺利推进。

（4）液压抓斗成槽机能自动监测并显示抓斗的深度、角度，及时修正槽壁，精度可达0.01°；在冲击成孔时尤其要重视冲孔的垂直度控制，测量频率低小于1次/m，避免斜孔、偏孔和卡锤等槽内事故或相邻槽段无法对齐。成槽结束后，还要再利用超声波对槽壁面进行断面扫描检测。

（5）成槽结束后应置换槽内泥浆，并再次打捞槽内沉渣，刷除槽壁泥土[1]；当槽段深度及沉渣厚度符合设计要求后，应在30min内下放钢筋笼并浇筑混凝土。

3.4 钢筋笼制作的质量控制要点

（1）钢筋牌号、等级、规格与接头的型式及强度应符合规范要求；钢筋笼的尺寸应符合设计要求，并按规定设置保护垫块。

（2）钢筋笼内部应按设计要求设置纵横向加强桁架(图6所示)和声测管，预留混凝土浇筑导管空间。

图6 钢筋笼纵横桁架与吊点位置示意图

（3）按照规定做好钢筋笼接头部位的制作，确保镀锌铁皮固定良好，防止混凝土绕流(图7所示)。

图7 地下连续墙接头示意图

3.5 地下连续墙接头质量控制要点

（1）接头管应稳定地嵌在地下连续墙槽底部，接头管顶部应固定牢固，以防止混凝土浇筑过程中，接头管发生位移。下发放完成的接头管必须垂直于水平基准面。

（2）在浇筑过程中，应根据浇筑混凝土的凝结硬化时间，微量拔高接头管，既要防止浇筑的混凝土抱死接头管而导致接头管无法拔出，又要避免接头管拔升过高使未终凝的混凝土流入接头管内。

（3）应在第一车混凝土浇筑时在现场制作试块，用以判断混凝土的凝固情况，确定接头管的拔出时间。

（4）在接头管拔出后，视已浇筑槽段混凝土的凝结硬化情况，利用液压抓斗挖出扰流混凝土。

3.6 水下混凝土浇筑质量控制要点

（1）混凝土配合比、外加剂配比及来料方量应充分考虑抗渗性能、气温变化、城市核心区运输组织及时间要求。

（2）根据各单元槽段的长度，确定浇筑导管的数量和位置，导管间距不大于3.0m[1]；距离接头不大于1.5m；浇筑导管距槽底距离不大于50cm；导管节段间闭水性能良好，导管内预置的橡皮球管塞应与导管内径匹配。

（3）混凝土初灌量应根据单元槽段的长度、槽底腔容积、导管初始埋深（不低于2.0m)确定；2根及以上数量的导管同时浇筑时，初灌应同时进行，且浇筑过程中混凝土面高差不得大于50cm，并应确保导管下口在混凝土面以下2～4m[1]。

（4）混凝土浇筑完成面应大于设计标高50cm[1]。

3.7 安全管理要点

（1）按要求编制安全专项方案，对导墙施工、桩基施工、抓(冲)成槽、起重吊装、临时用电、机械伤害、触电、混凝土浇筑与渣土运输多工序交叉影响等安全风险加以识别，拟定预先控制措施。在地下连续墙施工前，应根据专项方案对这些安全风险的控制要求向作业人员进行安全技术交底。

（2）进场机械设备需经验收合格后方可使用。作业人员严格按照规定佩戴安全帽、安全带、绝缘防护用品等；起重工、信号工、电工、焊工等特种作业人员必须持证上岗。

（3）落实班前早会制度，明确现场多工序交叉施工的协调配合关系、时间安排、影响范围和安全管理等方面的具体要求。

（4） 加强钢筋笼整榀(最大尺寸：宽6.0m[1]，高42.7m)吊装环节的安全管理，特别应设备起吊能力及主副吊配合关系，检查制动器、吊钩等设施及钢丝绳的完好情况并按要求试吊。吊装过程中，应按方案要求的顺序进行起吊、下放，严禁作业人员攀爬钢筋，严禁吊装下方人员停留或通过。吊车吊装前的就位位置如图8所示。吊点如图6所示。

图8 吊装位置示意图

（5）泥浆池、开挖槽段应按要求设置临边防护设施和警示标识。配电箱、开关箱的漏电保护装置应动作灵敏，电气设备应有效接地。

（6）加强施工过程的安全巡查，及时消除安全隐患，及时制止违章作业。

4 实施成效与应用前景

通过落实上述关键工序的质量安全控制要点，从对裙房逆作区土层开挖后所揭示的效果来看：墙体垂直度、表面平整度等均满足设计规范要求，接头处未出现渗漏现象。未发生生产安全事故，也未因工序干扰造成生产安全事故或影响施工进度。因此，上述要点和相关措施在操作上可行、在质量上可靠、在费用上经济，实施效果良好（图9、图10）。

图9 逆作区的地下连续墙立面效果

图10 逆作区的地下连续墙接头效果

另一方面，C环地下连续墙的施工完成后，对裙楼基坑起到了有效的支护作用，为逆作法施工裙楼地下室奠定了基础，为项目后续施工提供了工作场地。

鉴于该项目场区地下水丰富，在地下连续墙施工完成后，在筏板基层施工的过程中，地下水的出水量较大，达2000m3/天(高峰时达5000m3/天)，给筏板施工增加了较大难度。在今后类似工程中，可在钢筋笼内通长预留焊管，对槽底与地层接触部位进行注浆处理，减少基底渗涌水量。

地下连续墙具有施工进度快、施工质量易于控制、支护体系稳定可靠等优点，在深厚覆层中施工高层建筑深基坑方面具有广阔的应用前景。特别是对于地处城市中心区域、施工场地狭窄的工程项目，采用地下连续墙兼作地下室外墙时，还可以节约工程投资、减少临时场地占用，具有极高的性价比和推广价值。

[1]JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.