地下连续墙锁口管接头施工要点分析及改进方案思考

臧 园 （1.武汉科技大学城市学院，湖北 武汉 430083；2.武汉外语外事职业学院，湖北 武汉 430083）

1 引言

地下连续墙接头在地下连续墙施工中是一个施工关键点。它对地下连续墙的整体性及抗渗性影响均较大。目前工程当中应用的地下连续墙接头形式有锁口管接头、接头箱、工字钢接头、十字接头、预制混凝土接头、H型钢接头、Ⅱ型接头等。每一种接头都有自身的特点。从接头处受力变形情况分析可以将其归纳为柔性接头和刚性接头两种。柔性接头中最为典型的是锁口管接头，这种接头用钢量少，且锁口管可以重复利用，因此比较经济，同时其构造简单，被广泛应用于实际工程当中。

2 锁口管接头构造

锁口管接头是利用一个圆柱形的钢管放置在地下连续墙一个槽段的两端或者一端。该钢管分节安装，直径同地下连续墙的厚度或者略小于地下连续墙厚度。在一个槽段混凝土浇筑完成的某一时间节点将锁口管拔出，这样接头处相邻两个槽段的接缝呈半圆弧形状。这种接缝与平缝相比增大了渗流路径，能发挥一定的防渗漏作用。该构造方式因接头处未完全固定，此处主要承受剪力，无法承受弯矩，在设计当中将其简化为铰接。

3 锁口管接头施工

锁口管接头施工工艺主要流程如图1所示。

图1 锁口管接头施工工艺流程

3.1 施工难点

在锁口管施工过程中存在两大难点：一是锁口管的下放，二是锁口管的拔出。锁口管的下放看似简单，实际施工中有很多细节需要注意。如：下放接头管前需提前准备好接头管和拔管器，提前检查已有槽段的孔斜度，检查接头管连接是否牢固等一系列准备工作，准备充分才能保证下管及时；下管过程中要做好记录工作，同时仔细观察避免出现自锁现象给后期的拔管带来隐患。

锁口管的拔管主要需把握拔管的时间节点和拔管力度。因混凝土在浇筑之后随着时间的推移混凝土不断凝固，当混凝土初凝前提早拔管时，虽然接头管与混凝土粘结力小容易拔管，但是混凝土未达到凝固状态容易影响地下连续墙接头形状。混凝土在初凝后与接头管的粘结力会明显增加，此时如果较晚拔管阻力较大，给拔管带来极大困难。对拔管时间的确定已有相关研究[1],研究中发现初凝时刻是拔管的关键时间节点，初凝时间在施工过程当中主要考虑混凝土材料本身及周围环境的影响。对于拔管力度的确定需考虑的因素有接头管的自重、混凝土与接头管接触的摩擦力、混凝土与接头管接触处的粘结力、接头处倾斜产生的阻力、混凝土的浮力以及泥浆的作用等[2]。自重是一个较为稳定的因素，接头管与混凝土接触处的粘结力是一个受时间影响比较大的因素，接头处倾斜产生的阻力是受施工技术影响较大的因素。对于稳定的因素较容易控制，但是随时间变化的因素较难把握，尤其是混凝土与锁口管接触处随着时间的延长粘结力会明显增大，此时在把握好时间节点的同时，需进一步控制提拔力度。而接头处的倾斜产生的阻力，随着倾斜度的增加提拔阻力也会明显增大。所以在施工工程中要严格把控接头处的倾斜度。

总体上分析，把握好锁口管的提拔时间至关重要，同时也要注意提拔方法，要采取规定时间内分阶段提拔方式，避免接头管最终无法拔出的情况发生。

3.2 锁口管接头抗渗漏分析

锁口管接头接缝处的抗渗漏问题是施工中又一重难点，此处因其为半圆弧接头，其渗流路径相对平缝要长，抗渗漏效果比平缝好。根据工程经验分析，该接头的抗渗效果不及工字型接头[6]。但是锁口管接头作为一种经济性较好的柔性接头被广泛应用其抗渗漏，可以通过以下方式来增强其抗渗漏能力。

①在合理的时间段提拔锁口管，保证接头的施工质量。

②做好接头处的刷壁施工工作，接头处刷壁可以将此处的泥渣清理干净，这样相邻两幅槽段才能连接地更加密实。

③对接头进行超声波无损检测，及时检测接头的夹渣情况。

④在以上措施的基础上，为了进一步增强抗渗漏性能，可以在地下连续墙接头迎土面设置高压旋喷桩，该桩体的设置对挡水起到较好的作用。

⑤在开挖基坑时，地下连续墙迎土面收到土压力作用，受力和变形均会增大，接头处的变形增大时，对接头的抗渗漏影响很大，因此需在基坑开挖过程中设置水平支撑，减小接头的变形，提高抗渗漏能力。

4 锁口管接头改进方案的思考

在实际工程项目当中，对锁口管接头的应用主要考虑了地质条件、墙体厚度、基坑深度。对地质条件主要要求是不入岩的地层即可。因地下连续墙深度较大时，基坑在开挖过程中柔性接头顶部位移增加的非常快，这样对接头性能影响较大，所以目前对锁口管这种柔性接头的深度要求是不超过40m。受施工机具的影响，目前对锁口管地下连续墙的厚度要求是不超过1000mm[7]。若各条件超越给定范围，锁口管接头应如何改进，文中提出以下几方面的改进方案：

①在地质条件、墙体深度要求范围内，若墙体厚度大于1m，此时锁口管柔性接头的使用可以考虑选用小规格多根组合形成新型锁口管接头。如图2所示。

从图2中可以看出当用两根锁口管并列放置于接头处时，其接头处渗流路径的总长度虽然与单管相比变化不大，但其路径曲线发生了改变，这对于抗渗漏具有重要作用，此时需进一步改进两根接头管接缝处的构造做法，同时需要进一步改进拔管装置。

图2 改造后的锁口管接头

②在地质条件、墙体厚度要求范围内，若墙体深度超过40m，因深度增加锁口管所受的侧压力会增加，其相应的变形增大。此时若选用锁口管接头，其需改进的地方主要是锁口管的刚度及基坑开挖过程中的附加措施。例如，可以增加锁口管的壁厚、锁口管中心设置横撑等，同时施工过程中要严格按照锁口管提拔要求进行操作，这样才能保证接头的安全性。

③当地质条件、地下连续墙厚度及深度均不在要求的范围内时，此时必须改变接头的形式，可以用刚性接头代替柔性接头。

5 结语

锁口管接头作为柔性接头因其自身的优点及其适用范围，在实际工程中被广泛应用。在应用过程中重点和难点是接头的下放、提拔时间、提拔力度。将这三者处理好对保证接头质量至关重要。除接头的承载能力需满足要求外，抗渗漏能力也是接头质量的重要指标，为了进一步增加接头的抗渗漏能力，除了充分利用半圆弧的接头形状外，需附加旋喷桩及支撑等措施，才能达到较好的抗渗效果。

对于超越锁口管柔性接头适用范围的情况，除地质条件外，其余条件超越范围后若仍需要使用锁口管接头时，文中做了一些思考，但研究的还不够深入，需进一步研究相关改进措施，提高接头的抗剪切能力，抗渗漏能力。