地下连续墙施工技术研究

吕斌

[铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司，湖北 武汉430223]

1 工程概况

妈湾跨海通道(月亮湾大道沿江高速)工程位于深圳市西部。该工程施工总承包1 标围护结构采用地下连续墙+内支撑形式，支护结构采用1.2m 及1m 厚的地下连续墙，共计300 多幅地下连续墙，混凝土设计强度等级为水下C30，抗渗等级为P6。地下连续墙采用H 型钢接头及盾构井部分铣接法接头。

2 地下连续墙的施工难点

2.1 复杂地层围护结构施工难度大

由于该区段回填块石直径多为20～40cm，含量约为60%～80%，局部填石块径大于1m，其余为碎石、角砾、砂及黏性土充填，对地下连续墙成槽施工造成影响，易坍塌、缩孔、漏浆等。

2.2 相邻槽壁接缝的防渗漏控制难大

槽壁接缝抗渗漏能力直接影响地下连续墙整体结构的防渗漏能力，如果接缝发生渗漏，连续墙该部位很可能也会发生渗漏，在相邻槽壁的接缝处、不同围护结构的接合部，都是抗渗漏的薄弱环节，非常容易发生渗漏，并有可能引发工程事故。

2.3 槽壁稳定和对周围环境影响

成槽时因为成槽机、铣槽机、重锤等声音较大，起吊钢筋笼时大型设备的移动等工序，对周围环境造成影响。

2.4 岩层中成槽难度大

在槽段底部连续进入全、强、中、微风化地层，部分地下连续墙成槽深度43m 左右，入岩深16～20m，其中进入中风化岩层深度为3～7m、微风化岩层深度为4～8m。采用常规的成槽机无法正常完成施工，根据地质情况选用合适的施工设备，采用合理的成槽方法，是高质量高标准完成围护结构施工的重要保证。

3 解决措施

3.1 针对地质情况复杂地层围护结构的措施

该基坑开挖深度范围存在岩层、砂质黏土层、人工填土层等，槽段施工时，人工填土层可能会出现缩孔和塌孔现象，针对此类问题采取如下措施：

3.1.1 控制泥浆指标

该地下连续墙穿越地层复杂，普通泥浆不能满足复杂地层施工要求。结合地层条件选用新型复合钠基膨润土，按照比例制成膨润土泥浆，采用膨润土泥浆平衡孔壁两侧的土压力，该泥浆对砂石颗粒、细土能起到一定的悬浮作用，有效降低槽底沉渣厚度，泥浆还可在槽壁形成薄而韧性较强的泥皮，可减少泥浆失水，对周边环境影响较少，该膨润土在砂层地质中的效果更加明显，在超深地下连续墙护壁效果更显著，能有效保证连续墙施工质量。

3.1.2 利用挖机清除回填石块

施工前，采用挖机对地面人工回填层进行清除，清除地表以下3m 范围内的回填石块，降低槽孔缩孔、塌孔风险。

3.1.3 试成槽

当前设计地墙施工未考虑提前进行土体加固，在地面导墙施工完成后即开始地墙施工。地墙施工范围内存在大量填石、填土、填砂，地下水丰富，地质条件较差，并且由于连续墙进入中、微风化岩层，单幅地墙施工条件长，施工过程中极有可能出现漏浆、塌孔等现象。

通过试成槽来确定在地下墙施工过程中是否存在漏浆、塌孔等现象，通过试成槽来进一步确定地下墙两侧是否需要进行预注浆或土体加固等处理措施。

3.2 针对围护结构体接缝的防渗控制难的措施

采取有效措施来确保地下墙接头防渗效果，地下墙采用止水效果显著的H 型钢接头，其中盾构井部分采用铣接法接头。选用优质膨润土，严格按规范指标配置泥浆，并确保清孔换浆符合要求。

3.3 技术保证措施

间隔跳槽施工，同时注意施工期间的成槽速率。安放钢筋笼做到稳、准、平，防止因钢筋笼上下移动破坏泥皮引起槽壁塌孔。地下连续墙成槽时泥浆比重控制在1.1～1.15，避免地下墙产生较大的塌方，浇灌混凝土时泥浆比重控制在1.05 左右，以保证水下混凝土浇筑质量。

3.4 针对地墙底部部分进入岩层成槽保证措施

3.4.1 选择合适的成槽设备

设备一：金泰SG70 成槽机（非入岩部分成槽）

金泰SG70 是目前国产最新型液压抓斗成槽机，液压抓斗切土能力强，成槽效率高，成槽垂直精度达到1/600，成槽最大深度达到80m，完全适合该工程地下连续墙成槽施工。

设备二：BC40 双轮铣槽机（入岩部分）

宝峨BC40 液压双轮铣槽机设备性能好，维修率低，设备使用效率高，在强、中、弱风化岩层中的成槽能力和效率优良，完全具备该工程地下连续墙在岩层中的施工能力。

设备三：吊车配合重锤施工

施工中遇到较硬岩层，采用利勃海尔吊车配合重锤进行处理，采用重锤破碎岩层，后采用铣槽机进行铣槽处理。

3.4.2 选择合适的成槽工艺

针对该工程复合型地层的特点，采用“抓铣结合”的工艺进行成槽，用液压抓斗对非入岩部分进行成槽施工，采用铣槽机进行铣槽，抓斗成槽和铣槽外形尺寸应保持一致，结合地下环境对连续墙进行分幅，确保两侧受力均匀，不能一边有土一边没有土，造成偏压，这样才能保证正常成槽。

采用液压抓斗挖到岩层后，换铣槽机施工，成槽时先用较快的铣削速度将已经挖好的部位进行铣削，确保成槽尺寸符合要求，遇到岩层后放慢铣削速度，完成成槽施工。

4 施工工艺和方法

4.1 抓铣结合地下墙施工工艺流程

入岩的地下连续墙上部软土层采用SG70 液压抓斗成槽机进行成槽施工。待液压抓斗成槽机施工至岩层时，采用铣槽机进行入岩部分的铣槽施工。成槽前必须对槽段进行精确定位。铣槽速率适当放慢不宜过快，控制好切削速度，槽段终孔后，采用泵吸法进行清孔。

4.2 铣接法地下墙分幅及施工顺序

选用机械尺寸复合要求的铣槽机，每铣的成槽宽度满足设计要求，成槽宽度一般为2.8m。

在正式施工地下连续墙之前必须对槽段进行最为妥善、精准科学的划分，确保铣槽机能正常铣槽作业。

地下墙施工顺序要满足要求：二期槽施工时，相邻两个一期槽已经施工时间要大于5d，但是不要长于10d，在二期槽施工不顺利的情况下，不得盲目多开一期槽。确保各工作面之间距离合适，距离太近大型设备作业会造成相互影响，距离太远设备来调转消耗时间较长。先集中完成一个区域再施工另一个区域，这样可以使各工作面都始终在一个区域内施工，距离不用拉的太远。已经施工好的区域也可用于结构施工准备。

4.3 连续墙施工顺序及分幅

分析研究海湾地质情况及施工场地周边建筑物分布情况，结合进度控制要求及施工工艺等各项因素，对地下连续墙施工进行科学合理分幅，调配满足施工要求的机械设备，同时合理安排好施工顺序，以确保工程的顺利进行。

4.4 导墙施工方法及控制要点

4.4.1 导墙施工

连续墙施工前需进行导墙施工，导墙要求施行运作在原状土之上，是为了维护上部土体的稳定、避免上部土体坍落、储存泥浆、是成槽设备的导向、放置钢筋笼等作用。现场采用挖土机进行沟槽开挖，开挖完成后进行人工修坡，安装导墙模板，确保导墙施工尺寸，随后放置钢筋网片，导墙混凝土浇筑完成后，强度达到70%以上才能拆除模板。

4.4.2 导墙施工注意要点

导墙施工时，完善周边防排水设施，确保导墙开挖后导墙基础内部干燥，防止积水软化基底。随后绑扎钢筋，安装模板，对导墙尺寸、中心线进行复核，导墙净宽应比地下连续墙设计宽度大50mm，导墙垂直度满足规范要求，复核合格后方可进行混凝土浇筑。混凝土浇筑时注意导墙模板的稳定性，不能发生胀模、跑模、漏浆等问题。导墙浇筑完成后，做好混凝土养护工作，防止混凝土开裂，混凝土初凝前，不得在导墙上及周边堆载重物或通行大型机械设备，达到设计强度70%以上，方可进行后续工序施工。

4.5 钢筋笼施工

连续墙钢筋笼在加工厂台架上制作。该工程钢筋笼主筋和加筋按照设计要求采用机械连接，其余全部采用焊接。严格按照规范要求，对钢筋笼主筋和加筋的接头进行抗拉试验，抽检试件试验合格，才能进行钢筋笼加工。按照施工图纸设置各类钢筋，保证钢筋规格、型号、间距符合设计要求，钢筋接头应牢固，钢筋笼成品尺寸符合设计要求。按照要求设置钢筋保护层，保护层定位板与钢筋笼牢固连接。按设计图纸要求预留混凝土导管通道，通道内径尺寸至少大于混凝土导管外径5cm，导管导向钢筋搭接应平滑不得有台阶，避免卡住导管。钢筋笼应按要求设置纵向抗弯桁架，防止钢筋笼在吊运过程中产生变形。为确保吊装安全，钢筋笼吊点位置的设定需经过计算确定，吊环的焊接必须牢固，焊缝长度符合规范要求，吊装的竖向钢筋安装时，必须与钢筋笼的水平钢筋焊接牢固。根据设计要求预留接驳器或插筋，预埋件位置符合设计要求。

4.6 泥浆制作与控制

泥浆制作对连续墙施工起到关键性作用，影响护壁稳定性。首先选择合适的泥浆存放场地，便于泥浆回收利用，根据施工环境选用符合要求泥浆制作材料。泥浆是孔壁稳定的关键因素，钠基膨润土泥浆配制简单，膨胀倍数较高，能适用于地质条件复杂的地层，运用在深基坑地下墙施工中，护壁效果更显著。

钠基膨润土在专用拌浆筒中进行搅拌。可以直接采用自来水制浆。配浆时，可以选择加入适量纯碱将硬水或酸性水的pH 值进行调整，以达到最佳配浆效果。

4.7 成槽

成槽采用抓铣结合的工法，采用BC40 铣槽机以及SG70 成槽机，配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置，可以做到随挖随测。

不入岩软土层地下连续墙采用成槽机直接挖到槽底设计标高。入岩的地下连续墙采用“抓铣结合”成槽，即岩层上部土体采用SG70 液压抓斗成槽机进行成槽施工，待液压抓斗成槽机施工至岩层时，采用铣槽机进行入岩部分的铣槽施工。

采用成槽机挖槽时，首先将成曹机定位固定，抓斗应与导墙内侧面平行。成曹时不宜满斗挖土，挖土时确保阻力均衡，防止抓斗斗齿半边挖土半边放空。地下连续墙施工顺序：

一是先选择地质较为复杂的环境进行单孔施工，第一孔挖好后，跳槽开挖第二孔，使两个单孔之间留下未施工的土隔墙，这样就能保证抓斗在挖槽过程中受力基本均衡，能够有效保证成槽垂直度。

二是现场施工采用先开挖单孔，后扫平中间隔墙。这样成槽抓斗在开挖隔墙的时候也能保证均匀进尺，保证垂直度，确保挖槽质量。

三是挖槽施工时选用经验丰富的成槽司机驾驶员，尤其是刚开始操作时，要确保抓斗垂直施作，为下部施工做好向导。

四是利用抓斗上的探头，实时将开挖垂直度反映到驾驶室的电脑上，操作人员根据偏斜情况进行纠偏，确保连续墙垂直度满足要求。

五是当单孔和隔墙挖到设计深度后，将抓斗放到该槽段的设计深度位置，挖除槽底的沉渣。

4.8 钢筋笼的吊运和安装

4.8.1 钢筋笼的吊运设备

根据钢筋笼制作长度及测算重量，现场配置两台履带吊进行双机吊运，320t 和180t 履带吊各配置一台。320t 作为主吊，180t 作为副吊，主、副吊各设置三道吊点。

4.8.2 钢筋笼吊装

钢筋笼吊装时，采用双机同时起吊，320t 主吊履带吊和180t 副吊履带吊同时抬吊，将钢筋笼水平调离地面50cm 后，两台履带吊停机检查，检查吊点是否可靠，检查钢筋笼的平衡是否满足要求。确保吊点牢固可靠后，开始同步缓慢提升两台履带吊，待钢筋笼提升到一定高度后，继续保持主吊缓慢提升，副吊缓慢下降，翻转钢筋笼，直到钢筋笼整个竖立起来，与水平地面保持垂直。

4.9 水下混凝土浇筑

钢筋笼安装完成后进行水下混凝土浇筑，混凝土导管采用钢导管，丝牙连接。导管距地下墙端部不应大于150cm。混凝土进场后先检查混凝土配合比，测试混凝土塌落度，并留好试块，随后才能进行混凝浇筑施工，在浇筑中导管插入混凝土深度应始终保持在2～4m，按照上下方向活动导管，混凝土浇筑完成后泛浆高度宜为30～50cm，以保证墙顶混凝土强度满足设计要求。

5 结语

地下连续墙在上软下硬岩土层中的成功应用，提高了建筑工程中基础工程的防渗性，同时适用于多种复杂施工环境中的基础工程，具有结构稳定性好以及施工影响小的优点。地下连续墙施工技术应用中要加强技术管理，对可能出现的质量问题，要提前做好预防措施，总结经验，才能缩短工期、降低成本，保证地下连续墙的施工质量得到有效控制。