地下连续墙施工的方法与要点

2.2.1 概述

地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁的条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后在槽内吊放入钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，以特殊接头方式，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁。

地下连续墙具有以下优点: 墙体刚度大，强度高，可承重、挡土、截水、抗渗，耐久性能好; 开挖时，无须放坡，无须降低地下水位，施工噪音低，土方开挖量小; 用于密集建筑群中建造深基础，对周围地基无扰动，对相邻建筑物、地下设施影响较小，对附近地面交通影响较小。

地下连续墙适用于建造建筑物的地下室、地下商场、停车场、地下油库、挡土墙、高层建筑的深基础、逆作法施工的围护结构; 工业建筑的深池、坑、竖井; 邻近建筑物基础的支护以及水工结构的堤坝防渗墙、护岸、码头、船坞; 桥梁墩台、地下铁道、地下车站、通道或临时围堰工程等，特别适用作地下挡土、防渗结构。

2.2.2 地下连续墙施工

地下连续墙施工工艺过程如图2.2.1所示。

图2.2.1 现浇钢筋混凝土地下连续墙施工工艺过程框图

1. 导墙施工

深槽开挖前，必须沿着地下连续墙设计的纵轴线位置开挖导沟，在两侧浇筑混凝土或钢筋混凝土导墙。导墙的作用是: 控制挖槽位置，为挖槽机导向; 容蓄泥浆，防止槽顶部坍塌; 作施工时水平测量与竖向测量的基准; 作吊放钢筋笼、设置导管以及架设挖槽设备的支承点。导墙的截面形式根据土质、地下水位、与邻近建筑物距离、工程特点以及机具重量、使用期限等情况而定。导墙的深度一般为1.2～2.0m，厚度一般为0.15～0.25m，底部宜落在原土层上，顶面应高于施工场地5～10cm，以阻止地表水流入。在地下水位高的地方，导墙应高出地下水位1.5m，以保证槽内泥浆液面高出地下水位1m以上的最小压差要求，防止塌方。为防止导墙产生位移，在导墙内侧每隔2m设一木支撑。

2. 挖槽与清槽

挖槽是地下连续墙施工中的主要工序，槽宽取决于设计墙厚。挖槽是在泥浆中进行，目前我国常用的挖槽设备有抓斗式成槽机、冲击式成槽机、液压铣槽机、多头钻成槽机等。抓斗式成槽机结构简单，易于操作维修，运转费用低，广泛应用于较软弱的冲积地层，不适用大块石、漂石、基岩等，当地的标准贯入度值大于40时，效率很低。冲击式成槽设备对地层适应性强，适用于一般软土地层，也可以使用砂砾石、卵石、基岩，设备低廉，但效率低。液压铣槽机最先进、工效快，适用于不同地质条件，包括基岩，不适用于漂石、大孤石地层，但设备昂贵，成本高。多头钻成槽机实际是几台回转钻机 (潜水钻机) 的组合，一次成槽，挖掘速度快，机械化程度高，但设备体积自重大，不适用于卵石、漂石地层，更不能用于基岩。

地下连续墙的槽段开挖，是保证成槽施工的关键，这不仅需要合理地选择成槽机械和控制泥浆指标，而且还要确定合理的成槽顺序。每槽段的成槽长度一般可以分为一段式、二段式、三段式、四段式开挖，一般土质较差时，采用一段式开挖，土质较好时可以采用2～4个挖掘单元组成一个槽段，长度4～8m。其施工示意图如图2.2.2所示。

图2.2.2 槽段开挖示意图

挖槽达到设计深度后应认真清渣，以减少槽底沉淀。清渣一般分为直接用带活底板的排渣筒、导管吸力机、压缩空气吸泥砂泵、抓斗等直接出土方式和使用泥浆循环出土方式两种。泥浆循环出土又划分为正循环和反循环两种。

成槽完成后，必须对槽底泥浆进行置换和清除，置换一般在不少于槽段总体量的1/3或下部5m，置换清渣必须边清边在槽顶补浆，使底部泥浆比重不大于1.2，沉渣厚度不大于200mm，具有垂直承载功能的地下连续墙，沉渣厚度不大于100mm。清槽后尽快下放接头管和钢筋笼，并立即浇筑混凝土，以防槽段塌方。

3. 泥浆制备与管理(https://www.xing528.com)

泥浆在成槽过程中起液体支撑，保护开挖槽面的稳定，使开挖出的泥渣悬浮不沉淀，在掘削过程中起携渣的作用; 同时，泥浆在槽壁面上形成一层不透水薄膜——泥皮，对非粘性土地层，可以保护槽壁面主颗粒稳定，防止剥落，防止地下水流入或浆液漏掉; 还可以冷却切削机具; 对刀具切土进行润滑等作用，其中最重要的是固壁作用，该作用是确保挖槽机成槽的关键。

泥浆是由膨润土、羧甲基纤维素 (又称化学浆糊，简称CMC)、纯碱、铁铬木质磺酸钙 (简称FCL) 等原料按一定的比例配合，并加水搅拌而成的悬浮液。泥浆制备时，膨润土泥浆应采用搅拌器搅拌均匀，拌好后，在贮浆池内一般静止24h以上，最少不少于3h，以便膨润土颗粒充分水化、膨胀，确保泥浆质量; 一般新配泥浆相对密度控制在1.04～1.05，循环过程中的泥浆密度控制在1.25～1.30; 遇松散地层，泥浆密度可以适当加大; 浇筑混凝土前，槽内泥浆密度控制在1.15～1.20。在成槽过程中，要不断向槽内补充新泥浆，使其充满整个槽段。泥浆面应保持高出地下水位0.5m以上，亦不应低于导墙顶面0.3m。在同一槽段钻进，若遇不同地质条件和土层，要注意调整泥浆的性能和配合比，以适应不同土质情况，以防塌方。

实际施工中，要加强泥浆的管理，经常测试泥浆性能和调整泥浆配合比，保证顺利地施工。对新浆拌制后，静置24h，就要测一次全项目 (包括泥浆相对密度、粘度、胶体率、失水率、泥皮厚度、静切力、稳定性、p H值，含砂量除外)。成槽过程中，每进尺3～5m或每小时需测定一次泥浆密度和粘度; 在清槽前后，各测一次密度、粘度; 在浇筑混凝土前测一次密度。取样位置在槽段底部、中部及上口; 失水量、泥皮厚度和p H值，在每槽段的中部和底部各测一次。若发现有不符合规定指标要求的，应随时进行调整。

4. 地下连续墙墙段接头施工

地下连续墙每槽段之间依靠接头连接，接头通常应满足设计受力要求和抗渗要求，同时又应施工简单，便于操作。接头施工方法的采用，应根据地下连续墙设计的刚性接头、柔性接头和止水的要求来确定。柔性连接是指相邻单元墙段之间的墙体材料直接粘接，形成平面或曲面式接缝，接头形式有模具接头 (锁口管、箱体)、预制接头 (王字形式、工字形式) 等。柔性接头不传递墙体内力，抗剪能力差，但可以防渗。刚性接头是指在连接处必须以钢结构将相邻墙段的钢筋笼进行局部 (或全部) 搭接，形成一个刚性接头，增加连接部位的刚度和强度，保证墙体整体质量。刚性接头可以将相邻墙段自下而上形成一个整体，接头形式有十字钢板接头、公母刚性接头、王字刚性接头等。国内最常见的是柔性接头方法，这种方法具有用钢量少、造价低、便于操作的优点，同时也能满足一般防渗漏要求。

单元槽段的接头管是在成槽后吊入钢筋笼之前插入，浇筑混凝土初凝后逐渐拔出的。在单元槽段成孔后，于一端先吊放接头管，再吊入钢筋笼，浇筑混凝土，在管外混凝土能够自立不塌时，即可用拔管机将接头管拔出。形成半圆接头，如图2.2.3所示。决定拔管的时间必须选择适当，应根据混凝土的坍落度损失的速度，粘结力增长情况，拔管设备的能力等，通过现场试验确定。一般按第一斗混凝土注入4～5h后开始转动接头管，浇筑完毕后5～6h后进行试拔，当未出现其他情况时即可全部拔出。

如果地下连续墙用做主体结构侧墙或结构的地下墙，则除要求接头抗渗外，还要求接头有抗剪能力，此时就需要在接头处增加钢板使相邻槽段有力地联成整体。

5. 钢筋笼的制作与吊装

为保证钢筋笼的几何尺寸和相对位置正确，钢筋加工一般应在工厂平台上放样成型，主筋接头用闪光接触对焊，下端纵向主筋宜稍向内弯曲一点，以防止钢筋笼放下时损伤槽壁。

钢筋笼在现场地面平卧组装。先将闭合钢箍排列整齐，再将通长主筋依次穿入钢箍，点焊就位，要求钢筋笼表面平整度误差不得大于5cm。为保证钢筋笼具有足够的刚度，吊放时不发生变形，钢筋笼除设结构受力筋外，一般还设纵向钢筋桁架与主筋平面内的水平及斜向拉条，拉条与闭合箍筋点焊成骨架; 钢筋笼的主筋和箍筋交点采用点焊，也可以视钢筋笼结构情况除四周两道主筋交点全部点焊外，其余采用50%交错点焊和用直径为0.8mm以上铁丝绑扎。成型时用的临时绑扎铁丝，应在焊后全部拆除，以免挂泥。对较宽尺寸的钢筋笼，应增设直径25mm的水平筋和剪刀拉条组成的横向水平桁架。

图2.2.3 接头管施工程序图

1—导墙; 2—已完工的混凝土地下墙; 3—正在开挖的槽段; 4—未开挖地段; 5—接头管6—钢筋笼; 7—已完工的混凝土地下墙; 8—接头管拔出后的孔洞

对长度小于15m的钢筋笼，一般采用整体制作，用履带式吊车一次整体吊放; 对长度超过15m的钢筋笼，常采取分二段制作吊放。钢筋笼接头尽量布置在应力小的地方，用帮条焊焊接 (或搭接焊接)。因在泥浆中浇筑混凝土，钢筋与混凝土握裹力约降低20%，故钢筋锚固长度要比普通钢筋锚固长度长20%左右。插入槽段时要使吊头中心对准槽段中心，缓慢垂直落入槽内，防止碰撞槽壁造成塌方，加大清槽的工作量。为保证槽壁不塌，应在清槽完后3～4h以内下完钢筋笼，且开始浇筑混凝土。

6. 混凝土施工

浇筑混凝土是在泥浆中进行的，用导管法进行水下浇筑。在混凝土浇筑过程中，导管下口总是埋在混凝土内1.5m以上，使从导管下口流出的混凝土将表层混凝土向上推动而避免与泥浆直接接触，否则混凝土流出时会把混凝土上升面附近的泥浆卷入混凝土内。但导管插入也不能太深，若太深会使混凝土在导管内流动不畅，有时还可能出现钢筋笼上浮，因此，导管最大插入深度不宜超过9m。在浇筑过程中，导管不能做横向运动，导管横向运动会把沉渣和泥浆混入混凝土内。当混凝土浇筑到地下连续墙顶附近时，导管内混凝土不宜流出，此时应降低浇筑速度，将导管的最小埋深减为1m左右，如果混凝土还浇筑不下去，可以将导管上下抽动，但抽动范围不得超过30cm。因为混凝土表面存在一层与泥浆接触的浮浆层需要凿去，混凝土高度往往需超浇300～500mm。