地下连续墙常用接头形式及其施工控制要点

王理想

（上海市基础工程集团有限公司，上海 200433）

0 引言

城市土地资源越来越稀缺，地下空间开发越来越紧迫，中心城区越来越拥堵，给施工设备和施工技术均带来了全新的挑战。在地下空间开发中，涌现了很多的新设备、新工艺和新技术，让我们的城市发展更加快速，加快了中国的城市化进程。

地下连续墙作为城市地下空间开发的最重要的技术之一，具有非常多的优点，如施工设备的噪音低、震动小，结构的刚度大、整体性好、抗渗性能好，可以兼做主体结构的一部分，节约空间等，为城市发展做出了重要的贡献［1］。当然也存造价较高，需要排放泥浆、接头容易出现渗漏等一些缺点，针对这些目前也有很多的解决方案，如泥浆固化和分离，让地下连续墙可以实现绿色施工。

地下连续墙的接头是地下连续墙成功最关键的因素之一。对于接头的研究国内外学者做了大量的研究和应用。随着地下连续墙在工程中的应用越来越多，接头技术也随之快速发展。本文主要从地下连续墙的常用接头形式进行论述，介绍常用接头主要施工控制要点，为以后使用时提供一定的参考，减少地下连续墙接头处的渗漏水隐患，让地下空间开发更加顺畅。

1 常见接头形式

地下连续墙在应用过程中，接头技术也出现了各种各样的形式，主要分为刚性接头和柔性接头，包括锁口管接头、十字钢板接头、工字钢接头、V 字型接头、预制接头、橡胶止水接头、套铣接头以及Ⅱ型接头等。接头形式的不同导致施工工艺和控制要点也不尽相同，在选择接头时需要根据环境情况、受力要求以及使用功能等因素综合确定［2］。下面将针对地下连续墙常见的接头形式，对其优缺点、适用性和施工控制技术要点进行介绍。

1.1 锁口管接头

锁口管接头是最为常用的接头形式，又称为接头管，一般为封闭的圆形钢管，属于柔性接头。锁口管一般适用于深度≤50 m、厚度≤1 200 mm 的地下连续墙。

锁口管接头具有构造简单，工艺成熟，造价低、施工方便等特点，缺点是刚度差、抗剪能力弱，受力易变形，接头光滑易造成渗漏，而且在混凝土浇筑过程中需要控制锁口管拔除的时机，否则在混凝土终凝后拔除困难，甚至经常出现拔断的情况，如图 1 所示。

图1 锁口管接头示意图

锁口管及连接件应具有足够的强度和刚度，防止在混凝土浇筑和起拔过程中产生变形和拔断。锁口管在首次使用时，应在现场进行组装试验并进行编号配对，防止出现型号不匹配的情况，影响地下连续墙的施工质量。

施工前应对锁口管的顶拔力进行计算，顶拔锁口管的设备应与所需要的顶拔力匹配，在混凝土浇筑前顶拔设备应就位。锁口管下放时应垂直、缓慢，管底应进入槽段底部原状土。混凝土浇筑完成后，应根据浇筑初凝和终凝时间确定锁口管起拔时间，在混凝土初凝后开始逐渐顶升锁口管，每 15～30 min 顶升一次。为防止破坏接头混凝土，在前期每次提升高度为 50～100 mm，并应在混凝土终凝前全部拔出。锁口管起拔过程中应保持垂直、匀速、缓慢、连续，且在起拔过程中孔内应及时注入泥浆，防止锁口管起拔后留下的圆孔塌方，起拔后应将粘附在接头管上的淤泥和泥浆等杂物清洗干净。

1.2 工字钢接头

工字钢接头类似“工”字形状，有时候也称为H型钢接头。由于工字钢接头可以有效连接先施工幅与后施工幅，具有较好的整体性，能够有效传递基坑外侧的水平力和竖向力，受力及防水性能均较好，属于刚性接头，如图 2 所示。

图2 工字型钢接头示意图

工字钢的钢板厚度和翼缘每侧伸出长度可以根据地下连续墙厚度进行综合选择，如表 1 所示。工字钢接头处的预挖除区域的宽度可根据地下连续墙厚度和翼缘伸出长度综合确定，一般可以取为为 350～600 mm。

表1 工字钢钢板厚度和翼缘伸出长度表

工字钢接头的上端一般应高出地下连续墙墙顶泛浆高度，下端应插入槽底，并应采取防止混凝土绕流措施。一般工字钢背面需要进行填充，防止混凝土绕流，目前常用的回填方式有袋装土或袋装碎石、安放接头箱或泡沫塑料等［3］。待施工槽段进行施工时，应先对接头位置的回填材料、绕流混凝土等进行清理，然后再进行刷壁。

1.3 十字钢板接头

十字钢板接头为“十”字形的钢板桩组合而成，与工字钢接头类似，具有良好的止水性能和整体性，抗剪性能好，能够较好传递荷载，属于刚性接头的一种，如图 3 所示。但是施工稍显繁琐，需要使用接头箱配合施工，施工难度大，同时刷壁和清除绕流泥浆有一定的困难，且接头处钢板用量较大，施工造价相对较高。

图3 十字钢板接头示意图

十字钢板接头的钢板厚度和长度可根据设计要求和地下连续墙厚度等因素综合确定，十字钢板参数如表 2 所示。十字钢板上端须高出地下连续墙泛浆高度，下端应插入槽底≥ 500 mm，并应采取防止混凝土绕流措施。

表2 十字钢板参数表

采用十字钢板接头施工时，由于十字钢板的形状，为了防止混凝土出现绕流情况，在施工中一般配置 2 片独立式接头箱。同时接头箱底部宜填袋装碎石，为了防止基坑开挖墙体出现渗漏水等问题，回填面应在基坑开挖面以下，与基坑开挖面之间的距离≥6 m，回填应分层进行，分层高度≤5 m，两侧回填应对称、均匀、分层压实。后期发现混凝土绕流时应及时清除干净，为后续槽段墙体质量提供保障。

1.4 V 字型钢板接头

V 字型钢板接头为类似英文字母“V”字形状而得名，具有施工方便、防止混凝土绕流、刷壁方便、接头质量好等优点，多用于深度较大的地下连续墙，如图 4 所示。但是由于 V 字型钢板接头属于柔性接头，刚度较差，受力容易变形导致接头出现渗漏水，而且防止绕流的止浆布安装较为困难，施工时容易损坏，施工时需要引起注意。

图4 V 字型钢板接头示意图

V 字型钢板接头施工时，在先行施工槽段钢筋笼链接 V 字型钢板，接头两侧和底部钢板可以适当加长 300～500 mm，以防止混凝土出现绕流，同时在 V 型钢板两侧外包止浆布，一端固定于 V 型钢板接头的螺栓处，一端绑扎于钢筋笼上，上下搭接宽度为 1.0～1.5 m。后施工槽段施工时，应采用专用接头刷进行刷壁，以刷壁器上无泥方停止刷壁，若出现先行槽段绕流混凝土，应用专用铲具清除干净。

1.5 橡胶止水接头

橡胶止水接头是近些年新研发的一种新型接头［4］。由于其接头工艺的特殊性，使得橡胶止水接头专用的接头箱在后期施工槽段开挖完成后才拔除，并在拔除的同时置换新鲜泥浆，故先期施工的接头处较难形成泥皮或者泥皮较薄，使得后期浇筑混凝土与先期浇筑槽段混凝土可以很好地结合，因而接缝处具有良好止水效果。目前应用于深度≤60 m、厚度≤1 200 mm 的地下连续墙，如图 5 所示。

图5 橡胶止水接头示意图

由于橡胶止水接头的接头箱底部为平面，为了使得接头箱可以顺利下放，同时使接头箱背部可以紧贴土体，以防混凝土浇筑时出现绕流，因此在地下连续墙采用橡胶止水接头时，成槽机抓斗采用方斗进行成槽，保证开挖面的平整，以便与接头箱可以较好结合。

橡胶止水接头施工时，首先采用木楔将橡胶止水带临时固定在接头箱上；其次对接头箱进行涂抹脱模剂；最后在导墙上放置固定支架对接头箱进行固定，保证接头箱的垂直度，同时起到预防接头箱脱落的风险。

橡胶止水接头箱不采用像锁口管一样的顶拔设备进行拆除，采用顶拔设备顶拔时可能会造成橡胶止水带破坏。接头箱主要采用侧向剥离的方式进行拔除。拔除前应确保橡胶止水接头箱背侧土体和绕流混凝土清除干净，槽段内已完成清基，同时要求相邻槽段已完成混凝土浇筑时间不得少于 24 h，以防止混凝土被破坏。

1.6 套铣接头

套铣接头是利用铣槽机可切削混凝土的能力直接切削已成槽段的混凝土，在不采用锁口管、接头箱等情况下形成具有良好止水性能的地下连续墙接头。

套铣接头是近些年新研发的一种新型接头［5］，具有施工方便、节省钢板等接头材料、混凝土浇筑时无绕流问题、先期槽段和后期施工槽段接缝结合性较好、止水效果好等优点，应用范围广，基本上可适用于任意深度和任意厚度的地下连续墙，特别适用于超深地下连续墙的施工。目前超过 75 m 的超深地下连续墙多采用套铣接头进行施工。

套铣接头分 2 个阶段实现，一期槽段施工和二期槽段施工。施工时，首先施工一期槽段，然后在相邻两个一期槽段中间利用铣槽机切削混凝土形成二期槽段，铣削面混凝土会有锯齿形状，二期槽段浇筑混凝土时将会与一期槽段紧密结合，因而具有良好的防渗漏作用，如图 6 所示。

图6 套铣接头示意图

由于铣槽机的施工精度较抓斗式成槽机高，因而采用套铣接头时垂直度一般可以按 1/500 进行控制。套铣接头的铣削面距离一期槽钢筋笼的距离主要根据地下连续墙的深度和垂直度确定，如式（1）所示。

式中：D为铣削面距离一期槽钢筋笼的距离，mm，H为地下连续墙的深度，mm。

为了防止二期槽段施工时，铣槽机切削到钢筋笼，造成铣槽困难、泥浆浆管堵塞、铣槽机齿轮箱损坏等问题，一般在钢筋笼侧边需要预留足够的素混凝土，二期混凝土切削量，常规为 0.3 m。在一期槽段钢筋笼设置 PVC 限位块来保证素混凝土的宽度，限位块设置在钢筋笼两侧，限位块长度可取 300～500 mm，竖向间距一般为 3～5 m 设置一个。

为了保证二期铣槽时的施工垂直度，可在一期槽段混凝土浇灌前在分幅线位置安放导向插板，插板长度≥6 m，在浇筑时应对导向插板做好固定。二期槽段铣槽时，两侧一期槽完成混凝土强度应相差不大，可按混凝土浇筑时间不少于 3 d 或混凝土强度达到 C20 级进行控制。

2 应用案例

地下连续墙接头根据不同的环境保护要求和结构使用要求选择合适的接头形式，刚性接头和柔性接头使用的条件也不同，受施工条件和环境等因素影响较大。下面将结合以上常见的接头形式，给出一些工程应用的案例和接头的使用效果，方便以后碰到类似项目参考使用。

2.1 十六铺地区综合改造工程

该项目位于黄浦江西岸，基坑周边延长约 1 360 m，基坑面积约 22 500 m2，基坑开挖深度 13.45 m，采用 800 mm 厚的地下连续墙，深度分别为 25.35、26.35、28.35 m，共计 204 幅，接头均采用圆形锁口管接头。非临江侧地下室，地下连续墙既作为基坑围护又作为地下室外墙。临江侧地下室，地下连续墙既作为基坑围护又作为地下室外墙和防汛墙使用。本工程采用锁口管接头形式，开挖后止水效果良好，能够满足使用要求。

2.2 南京世茂 NO.2016G11 项目

该项目位于市中心区域，周边道路交通繁忙，两侧建筑物密集，地下管线众多，环境复杂，保护要求高。本项目为住宅项目，为地下 2 层，局部地下 3 层结构。地下 2 层基坑开挖深度约 6.7～10.6 m。地下 3 层基坑开挖深度约 10.5～13.8 m，电梯井超挖 5 m，基坑总面积约 7 750 m2。基坑围护结构采用地下连续墙围护形式，厚度为 1.0 m 和 1.2 m，共计 46 幅，地下连续墙进入中风化岩 1 m，深度为 62.3 m，接头均采用工字钢接头，垂直度要求均为 1/500。最终该项目顺利完成，保护了周边环境的安全。

2.3 徐家汇中心虹桥路地块

徐家汇虹桥路地块项目为商业、办公综合体建筑，地上建筑包括 370 m 塔楼、220 m 高塔楼、酒店、商业裙房；地下室大部分为 6 层，局部 1～4 层。该项目邻近地铁车站，周边环境复杂，围护结构采用地下连续墙。

基坑 6 层地下室区域外围采用厚度为 1.2 m 深度为75 m 的地下连续墙，接头为套铣接头形式，共计 222 幅；其余区域根据基坑开挖不同采用 1.0～1.2 m 厚深度为 24.0～59.0 m 的地下连续墙，接头为十字钢板接头形式，共计 170 幅。该项目顺利完成，对邻近地铁车站等保护对象起到较好的保护作用。

2.4 上海中心大厦

上海中心大厦主楼基坑面积 11 500 m2，开挖深度为 31 m，围护形式采用环形地下连续墙，内设置 6 道环箍支撑。环形地下连续墙内边直径为 121 m，周长 383 m。地下连续墙厚度为 1 200 mm，成槽深度 50 m，共 65 幅，总成槽方量约 23 400 m3，接头形式为 V 字型钢板接头。开挖后，接头止水性能较好，未出现大面积渗漏水现象。

2.5 轨道交通 17 号线青浦站项目

上海市轨道交通 17 号线青浦站车站采用明挖顺作方式施工，车站主体东侧端头井开挖深度约为 17.4 m，西侧端头井开挖深度约为 17.7 m。基坑围护结构采用厚度为 800 mm 深度为 28.5～30.5 m 的地下连续墙，共计 70 幅，均采用橡胶止水接头。该基坑开挖后，地下连续墙接缝处无渗漏水现象出现，在地铁车站施工中能够满足工程的需要。

2.6 苏州河深邃项目

苏州河段深层排水调蓄管道系统工程试验段某标段，基坑分为 4 个区域：1 区（竖井）采用厚度为 1.5 m 深度为 105 m 的地下连续墙，基坑开挖深度 59.59 m；2 区（综合设施深坑）采用厚度为 1.2 m 深度为 80 m 的地下连续墙，基坑开挖深度 33.8 m；3 区（进水渠道）采用厚度为 1.2 m 深度为 80 m 深地下连续墙，基坑开挖深度 33.3 m；4 区（综合设施浅坑）采用厚度为 1 m 深度为 105 m 的地下连续墙，基坑开挖深度 8.8～16.65 m；共计 111 幅，混凝土方量为 52 574 m3，以上地下连续墙均采用套铣接头，竖井基坑开挖至 52 m 深，接头处止水效果良好，墙体表面干燥、无渗漏水现象。

3 结语

地下连续墙在地下空间开发中广泛应用，使其施工工艺仍旧在不断地发展和革新，接头类型也越来越多，技术也日趋完善，渗漏水现象也越来越少。本文针对地下连续墙常用接头进行了优缺点的分析，给出了接头施工质量控制要点和工程案例，给以后施工类似工程提供一定的参考。接头技术的发展和革新，让地下连续墙的应用更加广泛，针对地下连续墙使用过程中带来的各种问题还需要进一步研究和应用，后期可以针对成槽设备的施工效率，绿色施工等开展更进一步的研究，降低工程造价，让这一技术在地下空间开发中得到更多应用。Q