地下连续墙施工垂直度的控制及防绕流措施简析

摘要：本文针对地下连续墙施工监理过程中常见的墙体偏斜及II期槽段绕流问题，结合南京地铁许府巷站的施工情况，总结了解决上述问题的几种控制措施，并进行简要分析。

关键词：地下连续墙；垂直度；成槽；绕流

1.问题的提出

随着城市化的发展，建筑空间越来越拥挤，为充分利用土地改善交通，我国地下工程近年来得到了长足的发展，深基坑开挖与支护越来越得到人们的重视。地下连续墙作为深基坑支护的主要型式之一，其应用越来越广泛。地下连续墙具有结构刚度大、整体性、抗渗性和耐久性好的特点，不仅可作为临时性围护结构，而且可作为永久性的挡土挡水和承重结构；能适应各种复杂的施工环境和水文地质条件，可紧靠已有建筑物施工，施工时基本无噪音、无震动，对邻近建筑物和地下管线影响较小；能建造各种深度（10～50m）、宽度（45～120cm）和形状的地下墙。但由于地下连续墙施工中经常出现槽壁偏斜的情况，给施工增加了难度。

2.许府巷车站地下连续墙及地质概况

南京地铁一号线许府巷车站全长234.9m，标准段结构净宽18.6m，站台宽度11m，为二级车站，站体形式为地下两层双排柱列三跨钢筋砼箱形框架结构，采用明挖顺作法施工。主体围护结构采用0.6m厚地下连续墙，并作为结构的一部分与内衬墙（0.4～0.6m厚）一起构成站体的叠合侧墙。许府巷站连续墙共92幅槽段，总长530.5m，标准分幅宽度6m，标准段埋深为25.5m、26m，南北端头井埋深为28.5m、27.5m，槽段接头为凹凸型预制钢筋砼楔形接头桩，分间隔槽段先后进行施工，穿越地层的平均厚度依次为：杂填土0.7m，素填土0.6m，粉土1.7m，粉细砂8m，粉质粘土14.5m。主体结构基坑开挖深度约15.5m，端头井开挖深度17.4m，宽度19.2～19.8m，底板坐落在粉质粘土上。

南京地区气候四季分明，夏季天气湿热，雨天较多，每年5～8月份有“黄梅雨季”之称，年均降水1050mm，地下水在地表以下1.5～2.0m，相当丰富。

3.地下连续墙偏斜控制

3.1地下连续墙偏斜程度主要取决于成槽时垂直度的控制

连续墙成槽垂直度从广义上来说有两种：一种是通常所说的槽壁垂直度，它不仅影响连续墙的受力状况，而且直接影响主体结构的净空，给主体结构施工带来很难补救的困难；第二种是槽壁两端垂直度的控制，它直接影响连续墙钢筋笼及接头桩的下放，第三是在槽段浇注过程中产生绕流现象引起二级槽段开挖困难，应引起足够的重视。

3.2第一种偏斜的控制措施

1）成槽机自身测斜纠偏系统

许府巷站连续墙成槽采用德产BH-600液压式成槽机，HSWG抓斗，最大成槽深度可达70米。成槽机上配有自动测斜纠偏系统，精度为1/500。此系统是保证成槽垂直度的关键，在成槽过程中一定要随时观察系统显示的垂直度数据，随时进行调整。尤其是地面至底下10m这段范围内，槽壁的垂直度对以后整个槽段的精度影响很大，必须慢速、均匀地掘进。

2）人工测斜

成槽过程中主要依靠成槽机的自动测斜纠偏系统控制垂直度，但在测斜系统出现故障或数据不准的异常情况下，可用人工方法进行测斜，也可以作为对自动测斜纠偏系统的检验。具体方法是：在开始掘进时，抓斗钢丝绳位于导墙宽度方向的中心，此时用直尺量测出钢丝绳距一侧导墙边缘的距离s1作为初始数据，在掘进到一定深度h时，再量测出钢丝绳距导墙边缘的距离s2，这样就得出偏斜度ω=（s2-s1）/h。此种方法简单、易操作，不失为一种有效的测斜手段。

3）槽壁偏斜产生的原因

在地下连续墙施工过程中槽壁产生主要原因有两方面：一是地质条件：在土质不均匀的槽段，机械抓斗在开挖的过程中偏位引起抓斗倾斜，从而使槽壁偏斜。二是机械的原因，德产BH-600成槽机如吊起抓斗的两侧绳长短不一而引起抓斗本身倾斜。三是机械操作的原因，成槽机操作人操作无经验或成槽机本身放置不水平等。

4.对混凝土绕流的分析

在地下连续墙作为截水的地下工程因开挖时槽壁倾斜或槽壁开挖过宽引起地下连续墙浇筑单元槽段混凝土时，流动的混凝土有时会在重力及侧向压力的共同作用下，绕过封头钢板或接头箱、接头管侧向缝流入到相邻的槽段（尚未开槽或已成槽的槽段），这种现象我们称之为“绕流”。混凝土的绕流已成为地下连续墙的成槽，尤其在软土地基中成槽的一大难题。

4.1槽段浇注施工中

混凝土的绕流带来的危害主要表现在以下几个方面：

a.若绕流进入相邻槽段的混凝土一旦结硬，会使相邻槽段的挖槽增大困难，并延长了成槽的时间。

b.刷壁清浆工作难度增大，尤其是外伸钢筋（如榫形隔板接头等）的清理很困难，若清理不干净，将会影响接头连接质量。

c.使接头处放置的锁口管、接头箱提拔困难。

d.由于绕流带来的施工隐患，基坑开挖时，墙面接头处因有夹泥或混凝土疏松不密实而出现渗漏水，影响了墙体的防水效果。

4.2造成绕流原因分析

①槽壁垂直度不满足要求，锁口管、接头箱吊入槽内摆正后与槽壁有空隙。

②锁口管、接头箱吊放时，多次上下才就位，使锁口管、接头箱与槽壁间产生缝隙。

③成槽过程中，槽壁土体产生局部塌方。

④钢筋笼吊放困难，碰落槽壁土体。

从以上的分析中，我们可以总结出，发生混凝土绕流要有两个条件：一是混凝土会从外包罩面（或铁皮）的槽段内益出；二是溢出槽段的混凝土有流入相邻槽段的“通道”。

4.3有效控制绕流成因分析

1.确保接头处成槽时的垂直度（一般要求槽孔倾斜度不大于1/200），接头管、接头箱摆放垂直并靠壁无空隙，防止混凝土绕流。成槽机挖掘过程中应用经纬仪跟踪导杆或抓斗吊索的垂直度；成槽后用电脑控制的侧斜仪对每一幅槽段的垂直度或塌孔情况进行测试。

2.控制护壁泥浆物理力学指标和泥浆液面高度，防止槽段塌方。护壁泥浆是防止槽壁塌方的一个关键，泥浆的配比和泥浆的性能应与地层情况相适应，尤其是当地层中有砂或沙砾夹层或承压水层时，更应注意配比和掺加外加剂。

3.钢筋笼的加工尺寸与形状应考虑到吊入时的施工方便，防止吊放钢筋笼时擦伤槽壁。笼子外观应横平竖直，具有一定的刚度，钢筋笼周边2排钢筋交叉点应满焊，两侧纵筋间宜增加2―4排钢筋行架，纵筋主平面内宜加设剪力撑。纵向钢筋的底部应稍向内弯折（但应不影响插入混凝土导管）；保护层的垫块不宜用砂浆垫块，宜用薄钢板做成导向板焊于钢筋笼上，以免擦伤槽壁面。

4.为防止溢出槽段的混凝土进入相邻的槽段，许府巷地铁站在槽段施工中作了一系列的尝试。首先在接头桩两侧安放加工成型的泡沫板，但泡沫板重量轻浮力大抗浮性能差，不宜施工成型。后来又在钢筋笼两侧或接头装外侧安装化纤布罩面（酷似兜裆裤），但化纤布在钢筋笼吊入时极易损坏，后来采用接头桩两侧用级配良好的碎石回填，本站使用效果尚可。但施工成本加大；若控制不力或级配不良空隙较大绕流的混凝土在相邻槽段易形成低标号的混凝土，给下一槽段的开挖施工造成相当大的困难。近年来一些工程中用外包铁皮作罩面，效果良好。外包铁皮之间应用电焊连成一片，确保混凝土不从铁皮缝隙中绕流到接头内。外包铁皮可选用0.5mm厚马口铁皮。

5.结语

地下连续墙施工中连续墙垂直度和绕流的控制是一种不断探索的施工工艺，只有不断的在施工监理中积累经验，不断的试验、学习、探索才能不断的改进控制手段和施工流程。相信在不断的施工经验的积累中会找到更好、更科学的施工控制手段来正确的指导施工。