地下连续墙GXJ橡胶止水带接头与工字钢接头应用对比分析

2019-07-17周游

价值工程 2019年14期

周游

摘要：地下连续墙传统接头形式有普通圆形锁口管接头、十字钢板接头和工字钢接头，新型GXJ接头近年来被逐渐应用，不同接头形式对墙体的施工工艺、经济效益等均会产生影响。以南京地铁5号线工程前庄站地下连续墙施工为实例，从工艺流程、防水效果、成本分析、对后续施工的影响等几个方面，对地下连续墙GXJ接头和传统工字钢接头应用进行综合对比分析，为今后类似工程设计和施工提供经验参考。

Abstract： The traditional joints of underground diaphragm walls include common circular pipe joints， cross steel plate joints and I-beam joints. The new GXJ joints have been gradually applied in recent years. Different joint forms have an impact on the construction technology and economic benefits of the wall. Taking the construction of diaphragm walls in Qianzhuang Station of Nanjing Metro Line 5 as an example， the application of GXJ joints and traditional I-beam joints of diaphragm walls are comprehensively compared and analyzed in terms of technological process， waterproof effect， cost analysis and influence on subsequent construction， which provides experience reference for similar engineering design and construction in the future.

關键词：地下连续墙;GXJ接头;工字钢接头;对比分析

Key words： underground diaphragm walls;GXJ joints;I-beam joints;comparative analysis

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）14-0078-03

0 引言

目前连接单个地下连续墙槽段的传统接头形式有普通圆形锁口管接头、十字钢板接头和工字钢接头。无论采用何种接头形式，如果各个槽段间的施工接缝处理不当，将成为地下连续墙整体结构中的最薄弱部位，严重影响连续墙的质量，进而影响地下工程的防水效果。一般地墙围护结构一旦发生渗漏，永久结构在该部位发生渗漏的概率非常高。在相邻槽壁的接缝处、不同围护结构的接合部极易发生渗漏，并易引发工程事故。

GXJ橡胶止水带接头（以下简称“GXJ接头”）施工工艺是近年来一种新型的地下连续墙施工工艺，其通过横向连续转折曲线和纵向橡胶防水带延长了可能出现的地下水渗流线路，是止水效果和整体性十分出色的柔性接头，目前在上海地区已取得成功应用。工字钢接头施工操作简单、工艺成熟、整体刚度好，普遍用于国内地下连续墙施工。

1 工程实例

南京地铁5号线工程前庄站主体结构采用明挖顺作法施工，车站全长228.7m，开挖深度16.56～18.62m。主体围护结构采用800mm厚的地下连续墙，墙底深32.3～34.3m，共92幅（见图1）。

为了对比分析地下连续墙GXJ接头与工字钢接头差异，前庄站地下连续墙北侧与西侧采用GXJ接头（见图2），共46幅;东侧与南侧采用工字钢接头（见图3），共46幅。

车站场区地形相对较平坦、开阔，地貌单元属古秦淮河冲积平原，地面吴淞高程在7.014～8.389m。车站底板主要位于②2b4淤泥质粉质黏土层、②2c-d2-3粉土夹粉砂层，地墙底进入K2c-2强风化泥质粉砂岩、K2c-3中风化泥质粉砂岩层（见图4）。场区范围内地下水主要为孔隙潜水，局部分布有弱承压水。

2 对比分析

为了更好的对比分析地下连续墙GXJ接头与工字钢接头差异，本次试验以前庄站为工程实例，采用GXJ接头与工字钢接头的地下连续墙各46幅，分别位于西、北侧与东、南侧，尽可能使其水文地质条件接近。另外，在施工过程中，控制地下连续墙2种不同接头工艺处于相同工序（施工机械设备、人员班组、泥浆指标等影响变量）的条件下。如：成槽施工采用同一台金泰SG60A液压抓斗成槽机，采用同一套泥浆系统，成槽施工各阶段对应的泥浆控制指标相同，钢筋笼施工班组及吊装设备相同。

2.1 工艺流程对比

GXJ接头与工字钢接头施工工艺流程大致相同（图5），其区别主要有以下几个方面：

①在钢筋笼制作方面，GXJ接头地下连续墙钢筋笼两侧包角筋;工字钢接头顺幅钢筋笼一侧包角筋，一侧为工字钢，整体刚度较大，但起吊重量也相应增加。

②在槽段开挖定位时，GXJ接头由于需要安放接头箱，幅宽外放10cm;工字钢接头需要袋装土回填并夯实，幅宽外放35cm。

③GXJ接头在本幅槽段的开挖及扫孔、清孔过程中，接头箱尚未吊出，仍在保护接缝处混凝土面，接头箱吊出时，接缝处为新鲜且完整的混凝土面，无需刷壁工艺。并且接头箱吊出时已清孔换浆，接头夹泥现象几乎为零。工字钢接头在槽段开挖完成后，虽然有刷壁过程，但是过多依赖施工班组的操作，接头夹泥现象很难避免，且工字钢变形后很难做到有效刷壁。

④浇筑混凝土过程，GXJ接头依靠接头箱后回填石子并夯实，防止混凝土绕流;工字钢接头依靠工字钢翼缘板两侧安装白铁皮来防止绕流。

2.2 防水效果对比

2.2.1 开挖效果

前庄站基坑开挖过程中，接缝防水效果均十分良好，部分工字钢接头接缝下部存在微小渗流;GXJ接头接缝处湿迹较少，防水效果较工字钢接头有显著提高，对比效果见图6。

2.2.2 渗流路径

以前庄站800mm厚地下连续墙为例，GXJ接头理论渗流路径为1.557m，工字钢接头理论渗流路径为1.06m，GXJ接头理论渗流路径为工字钢接头的1.5倍（渗流路径对比见图7，图中粗黑线为渗流路径）。

另外，因GXJ接头施工工艺为后剥离接头箱，接头混凝土面新鲜且完整，实际渗流路径近乎于理论计算值（1.557m）;工字钢接头由于刷壁过程过多依赖施工班组操作，且接头倾斜很难做到有效刷壁，接头夹泥现象很难避免，其实际渗流路径较理论值小，小于1.06m。前庄站800mm厚地下连续墙GXJ接头实际渗流路径是工字钢接头的1.5倍以上。

2.3 成本分析

因施工工效影响设备租赁台班、人工费、管理费等因素，故成本分析从施工工效及造价对比两方面进行。

2.3.1 施工工效

以前庄站一幅厚800mm，宽6m，深34.3m的地墙为例，进行施工工效对比。

GXJ接头较工字鋼接头多了吊出及吊放接头箱的工序，但少了刷壁工序，故施工时间基本相同，对成本影响不大。

2.3.2 造价分析

单幅地墙GXJ接头较工字钢接头，减少了上下通长的工字钢及防绕流的白铁皮，考虑增加了一侧包角筋，增加一条橡胶止水带。前庄站GXJ接头地下连续墙总造价较工字钢接头地下连续墙造价约少40万元。

2.4 对后续施工的影响

2.4.1 对盾构进出洞的影响

区间采用软土盾构掘进施工：洞门破除时，除剥离混凝土与钢筋外，工字钢接头地下连续墙洞门破除时，还需要切割接头工字钢;而GXJ接头仅需切割橡胶止水带，切割更容易且安全性更好。

区间采用复合盾构掘进施工：工字钢接头地下连续墙因工字钢的存在，其进出洞时与软土盾构相同，仍须破除洞门混凝土;而GXJ接头地下连续墙，由于其接头处采用橡胶止水带，若地墙洞门处配合使用玻璃纤维筋，复合盾构可直接切削混凝土，避免破除洞门混凝土，安全性大大提高，加固区宽度也可相应减小。

2.4.2 对侧墙防水层施工的影响