浅谈高层建筑地下连续墙施工技术

摘要：笔者对地下连续墙的施工工艺原理及优缺点进行了概述，并结合工程实例，分析了地下连续墙施工工艺及技术要点，以供业界同行探讨。

关键词：高层建筑；地下连续墙；施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

地下连续墙是深基坑施工中常用的围护结构，它可在地面上用挖槽设备，沿着开挖工程的周边，在泥浆护壁的情况下开挖一条狭长的深槽，并在深槽内放置钢筋笼，然后浇灌混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙段，再将若干混凝土墙段连成一个整体而形成一条连续的地下墙体，地下连续墙可作截水防渗或挡土承重之用。近年来随着城市建设和工业的发展，以及城市用地日趋紧张，要求更多地对地下空间开发和利用，同时高层建筑、地铁、港口、桥涵、重型厂房的地下构筑物的建设，要求基础深度越来越深，所承担的荷载也越来越大。特别是在旧城改造的建筑群中建造地下工程，往往需要在极狭窄的场地内施工，并且要求较少地影响周围建筑物及地下管线的安全和使用。传统的支护方法难以满足上述要求，而地下连续墙技术能有效地解决上述问题。因此，该项技术得到快速发展和大力推广，已逐步成为我国城市建设中的一项重要技术

一、建筑地下连续墙施工技术原理

（一）工艺原理

①开挖前必须先筑导墙；②利用专门的挖槽设备开挖单元槽段到预定深度，开挖时用配置好的泥浆护壁(单元槽段的一般长度为4—8m)；③清槽；④钢筋笼制作与吊放；⑤水下浇筑混凝土；⑥槽段接头施工；⑦重复上述第②步～⑥步进行下一槽段施工，直至施工完成整个地下连续墙。

（二）适用范围及其优缺点

地下连续止水墙适用于密集建筑群中建造深基础，由于地下连续止水墙止水性好剧度大，能承受土压力、水压力引起的水平荷载，并且其本身对相邻建筑物、构筑物影响甚小，是深基坑支护的多功能结构。地下连续墙的优点有很多，主要有：①施工时振动频率与幅度较小，噪声低，适于在城市施工；②墙体的刚度大，厚度一般为0.6～1.3m，已经成为深基坑支护工程中重要的挡土支护结构；③防渗性能好；④可以贴近施工，可紧贴原有建筑物施工；⑤可用于逆做法施工；⑥适用于多种地基条件，如软弱的冲积地层、中硬的地层、密实的沙砾层，各种软岩和硬岩等所有地基均可以；⑦可用做刚性基础；⑧功效高、工期短，质量可靠，经济效益高。

地下连续墙的缺点主要有：①在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土、含漂石的冲积层和超硬岩石等)，施工难度很大。②如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题。③地下连续墙如果用作临时的挡土结构，此方法所用的费用要更高些。④在城市施工时，废泥浆的处理相对会比较麻烦。

二、工程实例

（一）工程概况

某工程位于城市中心，是集商、贸、办公为一体的大型建筑物。该建筑地面以下3层，地面以上19层，占地面积约1200m2，基坑设计开挖深度13．35m。

（二）施工准备

（1）测量放线：进场后首先对业主提供的测量基准点、准线水准点进行复核并经监理认可复核结果。在原基准点和水准点的基础上建立施工控制网。施工过程中，考虑到槽段开挖时会引起导向墙的变形及沉降，在安装钢筋网前需进行测量定位，确保导墙的施工精度和施工质量。

（2）导墙建造：施工时，每个槽段内的导墙上至少设一个溢浆孔。现浇钢筋混凝土导墙拆模后，为防止导墙产生位移，在导墙内侧上下部每隔2m加设水平放置的80mmx80mm木枋支撑。养护期间，禁止重型机械在导墙附近行走、停置和作业。导墙和连续墙的中心线必须一致，导墙内壁应保持平整、垂直。

（3）基坑降水、排水：基坑内的土体大部分处于地下水位线以下，连续墙成槽过程中，如能有效地降低地下水位，可增加槽段内外压力，防止塌孔，由于基坑深度范围内各土层透水性较差，且周边房屋、管线较近，地下连续墙施工过程中没有采用降水措施。基坑开挖过程中采取了设盲沟、集水井明排的措施。

（4）泥浆制备和使用：①泥浆池及沉淀池建造。泥浆池和沉淀池分别建造，储备泥浆量主要按成槽泥浆的日最大需求量确定，即与工程进度成正比例。②泥浆制作。根据本工程地质情况及所选用的液压抓斗挖槽机性能，采用优质黏土或膨润土制造泥浆。从市场购买符合要求的膨润土成品料。泥浆的性能指标和配合比，须通过试验加以确定。

（三）挖槽

挖槽是地下连续墙施工中的关键工序。挖槽约占地下连续墙工期的1／2，因此提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。地下连续墙施工要根据地质条件、地面荷载开挖深度施工条件、起重机的起重能力、单位时间内混凝土的供应能力以及工地上具备的泥浆池(罐)的容积，在导墙上划分好单元槽段，确定单元槽段的长度。施工中采取了I期槽和Ⅱ期槽交替的划分方案。I期槽段分三抓成槽，Ⅱ期槽段单抓成槽。挖掘完之后，必须对残留在槽底的土渣，杂物进行清除，其方法是采用吸力泵，空气压缩机和潜水泥浆泵等排渣方法，此外，在浇筑混凝土之前，应对前已浇筑混凝土槽段的接头处进行清扫，将贴附在接头处的浆皮，灰渣清理干净。

（四）清底换浆

(1)在槽段开挖结束后、灌注槽段混凝土前，应进行槽段的清底换浆工作，以清除槽底沉渣，直至沉渣厚度符合设计要求为止；

(2)清底换浆时，应注意保持槽内始终充满泥浆，以维持槽壁的稳定；

(3)清底换浆须在灌注槽段混凝土之前进行，且在作业结束后，须测定槽内泥浆的指标及沉渣厚度，确保其达到设计要求后方可灌注槽段混凝土。

（五）钢筋笼制作与安装

结合场地条件及吊机(50t履带式)的起重能力，钢筋笼采取整片制作，整体吊装。本工程用钢筋笼最大为长21．8m，宽6．6m，厚0．65m，且两侧带工字钢板刚性接头重达14．8t。钢筋网片制作均按相应的施工规范施行，质量控制点是吊点及接驳器在笼身的相对位置及焊接质量。钢筋笼起吊以50t履带为主吊机，抓斗机为辅助吊机。笼子吊起后不可以在空中掉面，在制作时必须考虑到这一点。钢筋笼入槽前一步重要的工作是清底。清底用抓斗，为了利用抓斗有效地将槽底的沉渣携带出来，在终孔时预留20cm厚，清底时再挖出这20cm土体，利用它将斗间的缝隙严密地堵住，使抓斗中捞起的沉渣及浓浆不外溢。从抽芯的结果看，用这种方法清底具有非常好的效果。钢筋笼入槽后必须严格控制接驳的准确度，以控制笼身的位置及预埋件的位置。考虑到导墙沉降，预先利用接驳器将钢筋笼的位置在设计标高的基础上提高2cm。

（六）水下混凝土灌注

混凝土浇筑是地下连续墙质量保障的最关键环节，施工时必须严格控制混凝土的配比度以及各种材料的指标性能，保障混凝土的塌落度、流动性、和易性及扩散度，防止离析现象发生，严格控制导管浇筑水下混凝土的施工程序及施工质量，保障地下连续墙体的强度性能。本工程选用商品混凝土，供应速度为30m3／h以上。粗骨料使用碎石，选用42．5R水泥(用量不少于400kg／m3)，坍落度180～220mm。使用3mm厚的密封导管，纤维袋装混凝土作塞头。每槽段采用两根导管灌注水下混凝土，分别由专用提升架或冲击钻机悬吊提升，导管底端离槽底40cm，首批入槽混凝土量应保证开塞后导管埋深不小于50cm。混凝土面上升速度不小于2m／h，槽内混凝土面高低差小于30cm，中途因故停顿时间不超过30min，导管埋深控制2～4m之间。

（七）拔出接头管

(1)混凝土初凝后即应上下活动接头管，开始松动时向上提升15—30cm，以后每10—15min活动一次，每次提升15—30cm；混凝土浇筑后3．5—4.0h开始抽拔接头管，8h内全部拔出。

(2)为了防止混凝土把接头管固结，在实际操作中应保证松动时间。

(3)最后一节接头管拔出前先用钢筋插试墙体顶部混凝土有硬感后才能拔出。

（八）施工注意事项及问题处理

（1）槽段内地下障碍物采用冲抓设备冲抓处理。

（2）通过增加泥浆相对密度，提高槽段内浆面高度或降低地下水位可防止槽段塌孔。

（3）在槽段内预埋注浆管至底部，待混凝土浇筑达到强度70％后压力注浆，可减少地下连续墙沉降。

（4）消防水池与地下连续墙交界处应增设壁柱，并在水池壁柱迎、背水面均做防水处理。

（5）地下连续墙上不设预留孔洞，管线等预留孔洞一般设在地下连续墙上部的地下室外墙上(墙高1～1．5m)。如确需设置通道等洞口，该处槽段钢筋按预留洞口做法配置，洞口也按槽段钢筋规格、间距配筋并锚入洞口暗梁内，洞口混凝土待地下室顶板浇筑完成后凿除。

（6）个别接驳器、预留钢筋遗漏或偏位的，待地下室开挖后，采用植筋处理。

结束语

总之，地下连续墙施工是一个复杂的施工过程，技术要求较高。在施工过程中必须抓好连续墙的施工工艺与质量，打好扎实的基础，为建造高水平的建筑楼房奠定基础。

参考文献：

[1]金华强.地下连续墙在基坑支护中的应用[J].建设科技，2011（7）.

[2]徐安兴.地下连续墙施工中的若干难点及对策[J].商品与质量：学术观察，2012（2）.