“白云说隧®”之上海软土深基坑的技术演进:地下连续墙接缝技术

绝大部分的基坑渗漏通常是因为地下连续墙的接头处发生渗水。地下连续墙的接头可从宏观角度分为柔性接头和刚性接头2大类。在接头的具体形式中,直接头、榫接头、复合接头以及混凝土的预制接头等方式都已经逐渐被淘汰。而当前市场上最常使用的接头形式包括工字钢接头、十字钢板接头、橡胶止水接头和套铣接头。这4种接头形式目前被广泛采用,成为基坑工程中最普遍的选择。

中国在地下连续墙工程中广泛使用工字钢接头和十字钢板接头来实现深墙施工。虽然这些接头可以使地下连续墙达到较大的深度,并具有良好的止水性能,但由于需要使用更多的钢材,工程造价会大幅上升。这会导致钢筋笼重量增加,吊车规格提升,道路承载力要求上升,从而造成一系列成本增加问题。

法国地基建筑公司在新加坡使用了一种名为CWS接头的方法,利用具有打夯能力的吊车插入扣饵,将其夹住接头板的翼缘,然后冲击以分离接头箱。然而,这种方法需要特殊的吊车,并且在较大深度时效果有限。此外,中国地层与新加坡不同,因此直接采用该方法不太适用。

为解决这些问题,提出了GXJ橡胶止水接头。这种接头采用厚实的接头箱、较长的橡胶止水带以及侧向千斤顶来实现容易剥离的设计。其接头板后取出工艺使得新鲜泥浆接触接头,从而减少泥浆积聚和后期处理的问题,提高了防水性能。

GXJ橡胶止水接头在上海、南京、杭州、宁波、温州、郑州等地进行了推广应用,得到了广泛好评。它的价格与普通锁口管接头相当,但防水性能更好。它可以适用于深基坑工程,避免了渗漏问题。

不同接头形式在深度限制、施工能力等方面存在差异。例如: 普通锁口管接头最大深度为55 m,而工字钢接头最深可达76 m。然而,倾斜度和非圆形结构可能影响接头的处理效果。套铣接头在非圆形结构中容易发生渗漏,不太适合这种情况。

在超深地下连续墙施工中,套铣接头扮演着不可替代的关键角色,因此必须解决其防渗漏能力的提升问题,以改善其性能。欧洲已经使用了一种名为“米兰法”的接头工艺,我们在此基础上进行了一些创新。通过在套铣接头中间加装圆形或方形的PVC管,然后在切削混凝土时将PVC管切掉一半,从而形成直的半圆弧形接头。这种方法在上海桃浦污水厂96 m深的地下连续墙中得到了尝试,未来的推广也将以此为基础来改进套铣接头的工艺。

此外,探索了超深地下连续墙施工中不使用套铣接头的方法。在十字钢板接头的应用上,要确保其能够达到80～90 m的深度,这是一个之前难以想象的挑战。虽然套铣接头通过改进工艺可以实现止水效果,但由于造价较高,因此考虑发展超深的十字钢板接头。随着液压抓斗设备的发展,单纯使用液压抓斗可以达到90 m的深度,因此需要特深的十字钢板接头。

为了实现超深的十字钢板接头,对其设计进行了改进。在十字钢板的反力箱中加入了侧向的千斤顶,并在焊接过程中采用了创新的方法。在反力箱中,通过放置内置的千斤顶,可实现20～30 cm的顶出行程。此方法在上海的一些六七米深的地下连续墙工地已经成功尝试。接下来,将在80 m深的十字钢板地下连续墙中应用这一方法。