某工程地下连续墙施工技术介绍

摘要：本文简单概括了地下连续墙的施工技术，并分析了地下连续墙施工过程中一些常见的施工问题,采取相应的技术措施,结合实践提出了作者的一点意见和解决方法。

关键词：前期准备：施工方法：预防处理措施：地下连续墙

中图分类号：C35文献标识码： A

0.引言

本文旨在通过笔者亲历的某工程地下连续墙施工全过程的描述，能够为读者在今后类似工程施工中提供依据、参考。

1.工程概况

1.1工程概况：本工程基坑底埋深约20.4m，连续墙总长325m，墙厚800mm,属于深基坑。采用C35水下商品砼，垂直主筋采用HRB400，水平主筋采用HRB335，每幅设四品桁架。连续墙共分61个槽段，，每段长4~6m。槽段之间采用工字钢板接头，截面尺寸H708*350*6*6，钢板和连续墙水平钢筋焊接在一起。连续墙嵌固深度根据不同地质条件计算确定，但须满足进入土层及全风化层不小于5.5m，强风化层不小于3.5m，中风化层不小于2.5m，微风化层不小于1.5m的嵌固深度要求，本工程连续墙墙身约25m。

图1 支撑平面布置图

1.2地层岩性：地质状况自上而下分布为：

（1）人工填土层 （2）淤泥质粘土（3）中砂(4)粉质粘土（5）全风化粉砂质泥岩（6）强风化粉砂质泥岩（7）中风化粉砂质泥岩。

根据本工程地质报告：连续墙只达到强风化粉砂质泥岩（如下图2）。

图2连续墙地质剖面图

2.前期准备

2.1施工准备工作

(1)熟悉施工区域内的工程地质资料，掌握覆盖层的分层情况，地下水位及其变化情况，基岩地质构造、岩性、岩层厚度等，以保证连续墙成槽的质量和安全。

(2)组织工程技术人员熟悉图纸，理解设计要求和意图。

(3)根据工程量、工期控制和施工条件，合理安排设备及劳动力投入。

(4)根据现场情况，合理做好现场临时设施布置。根据现场情况，如有需要则修建必要的临时道路，满足施工机械进场施工，设置泥浆池和泥浆循环系统，同时对场地内杂物及淤泥清除干净，平整、压实等，防止施工机械发生不均匀沉陷。

(5)所有进场的钢筋、钢板材料必须有合格证，进场后向监理单位申请抽检报验。经检验合格后方可使用。

2.2机械选型

（1）成槽设备选型

对于本工程而言，选择适当的成槽机械是保证工程进度的先决条件，设备选型要解决两个问题：必须保证成槽效率，通过提高施工速度，减少槽孔暴露时间。满足成槽精度要求。

SG46液压抓斗成槽机的抓斗切土能力、成槽速度和精度都十分理想，因此我们在本工程中投入了一台SG46液压抓斗成槽机以满足施工要求。

图3 液压抓斗成槽机

（2）辅助钻孔成槽设备

由于地下连续墙深达25m，为了提高成槽效率，拟配备钻机辅助成槽，采取先用钻机以液压抓斗开斗宽度为间距钻成先导孔，再用液压抓斗顺着导孔而下挖除两孔之间土体的方法成槽，以此提高施工效率。同时能减少槽段空置时间，控制槽段空置期间出现的变化，如坍孔、缩孔等现象。根据本工程的现场实际情况和设计要求，靠近石溪地铁一侧采用旋挖钻机成孔（根据设计及规范要求，紧邻石溪站既有连续墙部分不得冲孔，考虑采用旋挖钻进成孔，方垂修孔）；远离石溪地铁站一侧采用冲击钻机成孔。

本施工段投入了1台ZR250A的旋挖机和7台JK6冲击钻机辅助成槽，满足了施工要求。

图4ZR250A旋挖机 图5CK-1500冲击钻机

（3）起重设备配置

本工程地下连续墙深达25m，最长槽段6m，首开幅钢筋笼两侧有工字钢板，最重一幅钢筋笼重量达17t。拟采用双机多点抬吊，起吊竖直后，主吊单机入槽的施工方法。

现场配置了一台SCC700型80t履带起重机作为主吊，一台XZJ5328JQZ25K型25t汽车吊作为副吊。

SCC700型80t履带起重机在臂长49.5 m，作业半径9米时，起吊重量为20.8t，满足了单机吊装的要求。

2.3施工部署

施工现场东面设置一个钢筋加工场地，尺寸为50m×19m，西面设置一个泥浆池，尺寸为25m×10m×3m，详见地下连续墙施工阶段总平面布置图。

图6 地下连续墙施工阶段总平面布置图

3.施工工艺

3.1施工流程

地下连续墙的主要工序包括：测量放线、导墙制作、槽段划分、泥浆制作、开挖成槽、清底、钢筋网制作及吊装，水下砼浇灌及接头工艺等，其施工工艺流程详见图7。

图7连续墙施工工艺流程

3.2施工方法

3.2.1施工准备

(1)熟悉施工区域内的工程地质资料，掌握覆盖层的分层情况，地下水位及其变化情况，基岩地质构造、岩性、岩层厚度等，以保证连续墙成槽的质量和安全。

(2)根据工程量、工期控制和施工条件，合理安排各类机械设备及劳动力投入。

(3)根据现场情况，合理做好现场临时设施布置。根据现场情况，修建必要的临时道路，满足施工机械进场施工，设置泥浆池和泥浆循环系统，同时对场地内杂物及淤泥清除干净，平整、压实等，防止施工机械发生不均匀沉陷。

3.2.2技术准备

（1）根据现场业主提供的坐标、标高进行基线复核。

（2）会同业主、监理、设计等各方有关人员做好图纸会审工作。

（3）认真熟悉地质报告及地下连续墙分幅图，连续墙配筋图等，编制切合实际的施工方案，并对各班组施工人员进行详细的技术、安全交底。

3.2.3材料准备

（1）组织钢筋、钢板等原材料进场，报请监理验收并送检测中心检验，所用材料必须具备出场合格证并经试验复检合格方可投入使用。

（2）材料进场后堆放到指定堆放区，做好现场材料的防水，防潮措施。

3.2.4测量定位

进场后首先对业主提供的测量基准点、基准线、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。为确保地下室结构厚度，保证主体施工时连续墙不侵界，连续墙需要外放。设计要求连续墙的垂直度控制在1/150以内，连续墙埋深约25米，故将外放值控制在15cm并经监理业主认可。

外放值 < 基坑深度×垂直度=25×1/150≈16.6cm。

3.2.5导墙施工

（1）导墙的施工工艺流程

（2）整个地下连续墙导墙分为多段施工，采用直卸方式浇灌混凝土，每段施工长度30m左右。导墙接缝采用错缝搭接，并且与地下墙接缝错开，由预留的水平钢筋连接起来，使导墙成为整体。

图8 导墙施工顺序图

3.2.6地下连续墙成槽施工

根据水文地质情况，单元槽段成槽采用“抓冲结合”的方法，用液压抓斗完成软弱地层中的成槽任务，冲击式桩机则负责入岩、修孔、清孔及冲刷接头，护壁泥浆采用膨润土造浆、粘土造浆和冲击粘土层自造浆三种形式。

开挖过程中，既要注重对连续墙面槽壁垂直度的控制，同时也要对槽段两侧接头处壁面的垂直度偏差严格控制在0.5%以内。

本站连续墙采用“三孔两抓”成槽。先由冲孔桩机施工导向孔至槽底，抓斗在土层中可直接成槽，在岩面以下再由冲孔桩机成槽。“三孔两抓”的施工布置见下图9。

图9 “三孔两抓”施工示意布置图

3.2.7液压抓斗成槽机成槽施工

对连续墙中的土层及砂层地段，采用液压抓斗成槽机成槽，并先施工距离已做墙体远的一抓，后施工距离近的一抓。若土质较硬则提起抓斗约80cm，冲击数次再抓土，起斗时应缓慢，在抓斗出泥浆面时应及时回灌泥浆，保证一定液面。

3.2.8冲击钻机机成槽施工

抓斗挖到岩面即停，并使槽底基本持平。在导墙上标出各导向孔位置，在地下墙转角部位采用大的冲锤，保证地下墙完整性。成槽过程详见图10。

图10冲击钻机成槽示意图

（1)采用冲孔桩机冲出3个导向孔至岩面。

（2)抓斗开槽，挖至岩面。

（3)冲孔桩机冲击主孔，泵吸反循环出碴，主孔中心距1.2m左右，充分利用该钻机冲频高、出碴快、进尺快的特点。

（4)采用简易钢丝绳冲击钻，冲击副孔(主孔间剩余的岩墙)，泥浆在槽内采用正循环返碴，减少重复破碎，这样可减少在冲击面积较小时，冲击锤的摆动，保证槽壁垂直。

（5)以简易钢丝绳冲击钻，配以特制的60cm*100cm的方锤，修整槽壁联孔成槽。

在“L”型及“T”型连续墙的拐角位置的连续墙采用大的冲锤（直径加大10cm）用以保证连续墙的完整性。

3.2.9泥浆制备

在成槽过程中，泥浆具有护壁、携渣、冷却机具和等作用，泥浆的使用是保证成槽质量的关键。置换泥浆可采用膨润土或粘土制浆，膨润土需经过取样，进行物理分析和泥浆配比实验。将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行搅拌，入池存放24小时以上使之充分水化，其各项性能指标经试验合格后方可使用。

图11 泥浆储备池

图12 滤砂器

图13 泥浆制备池

3.2.10连续墙钢筋笼制安

钢筋笼制作前需制作好加工平台(图14)，加工平台由钢筋混凝土构成。制作时先铺设底层钢筋网，钢筋全部点焊后，设架立筋，之后再铺上层钢筋网。所有钢筋全部采用焊接，以提高钢筋笼的整体刚度。

图14 钢筋笼加工平台

如果钢筋笼不能顺利插入槽内，重新吊起，查明原因加以解决，如有必要，则在修槽之后再吊放，不将钢筋笼做自由坠落状强行插入基槽。

3.2.11砼浇筑

钢筋笼安装后，浇灌砼前再测一次槽底沉碴厚度，如不符合要求，利用吸泥机进行二次清孔。砼采用直卸方式浇灌，确保导管底距槽底距离控制在0.35m左右，初灌砼的导管埋深在1m以上，施工中导管下口插入砼深度控制在2～4m。在灌筑过程中， 采用砼面测定仪每隔30min测量一次砼面上升高度。导管直卸法浇灌砼如图15、图16所示。

图15导管法砼浇筑示意图

图16混凝土直卸浇筑

3.2.12槽段接头施工

本工程地下连续墙为了防止接头处漏水，采用工字钢板接头。同时为了防止浇砼过程中混凝土绕流，连续墙施工初期“工”字型钢接头外侧采用塑料泡沫填充，泡沫需绑扎牢固。钢筋笼安装后，在“工”字型钢接头的空隙处要用砂包填充。混凝土浇灌完成并初凝后采用冲孔钻机将沙袋、泡沫清理干净，详见下图。

图17一期钢筋笼(工字钢)安装平面图

由于连续墙钢筋笼吊装过程中泡沫受扰动和浮力过大常导致脱落或损坏，造成接头处防砼绕流并不理想。因此我们对填充材料进行了优化，引用了槽钢柱接头箱代替塑料泡沫，接头箱截面正好插入“工”字型钢两翼缘之间。钢筋笼安装后将接头箱吊移至“工”字钢接头外侧并下落至槽底，再填沙袋至导墙面，砼浇灌完成并初凝后将柱箱吊移出。优化后不仅有效防止了砼绕流现象的发生，而且操作更简单快捷，材料也能循环利用。

图18塑料泡沫 图19槽钢柱接头箱

3.2.13连续墙检测与监测

（1）本站连续墙采用声波透射法进行检测，超声波检测数量不少于总幅数的20％。声测管采用内径为φ48的钢管，钢管下端封闭，上端加盖，管口应高出墙面混凝土面200mm以上，各管应保持同高，保证管内无异物。钢管焊接在钢筋笼内侧，成槽后检测管之间必须保持平行。本站地下连续墙标准段长4m和6m，根据检测要求需安装3根和4根声测管，每根间距1.5m；“L”、“Z”连续墙长度不等，根据1.5m的间距分部声测管，标准段编组方法参见图20（以6m标准段为例）。

图20 标准段连续墙声测管分布图

（2）连续墙施工中，要求埋设测斜管，测斜管采用外径φ90mm的PVC管，长度分为2m和4m。测斜管埋设要求高出墙顶1m，管底要求封口。在吊装连续墙钢筋网时，将测斜管绑扎在连续墙钢筋网内侧，在连续墙施工完成后，要注意保护好测斜管，防止测斜管断裂及堵塞（详见图21）。

图21连续墙声测管、测斜管绑扎

4.地下连续墙施工常见问题的预防处理措施

4.1槽壁塌方

槽壁塌方多发生在地表下4m的范围之内。产生的原因：护壁泥浆选择不当，泥浆密度不够，不能形成坚韧可靠的护壁，地下水位过高，泥浆液面标高不够，或孔内出现承压水，降低了静水压力；泥浆水质不合要求；泥浆配置不合要求；质量不合要求；在松软砂层中进尺过快，将槽壁扰动；成槽后搁置时间太长，泥浆沉淀失去护壁作用；单元槽段太长，或地面附加荷载过大等。

预防的措施是，加强泥浆管理，调整配合比，加大泥浆的比重和粘度，及时补浆，提高泥浆水头，控制槽内液面标高高于地下水位1M以上，并使泥浆排出与补给量平衡，在松软砂层中钻进，应控制进尺，不要过快或空置时间太长；尽量缩短搁置时间，缩短单元槽段的长度；构筑吊机道路，减少集中附加荷载。

当塌方严重时，用优质粘土(或掺20%的水泥)回填塌方处，2天后重新冲槽，浇灌混凝土局部塌孔时，用空气吸泥器将混凝土上的泥土吸出，继续浇筑混凝土。

4.2 混凝土导管内进浆

混凝土导管内进浆的产生原因是，导管底口距槽底间距过大，提导管过度，泥浆挤入导管内；导管密封不好。

预防措施，导管口离孔底的距离保持在40cm；导管插入混凝土的深度保持不小于1.5m；保持导管内混凝土充满；经常测定混凝土上升面，确定高度后再据此提拔拆导管。

4.3 导管内卡混凝土

导管内卡混凝土产生的原因是，导管口离槽底的距离过小；混凝土的塌落度过小；混凝土离析；石子粒径过大，砂率过小；浇灌间歇时间过长；导管变形。

预防措施是，保持导管口离孔底的距离保持在40cm；按要求选定混凝土的配合比，加强操作管理，尽量保持连续浇筑；浇筑间歇时，上下小幅度提动导管；选用非早强型的水泥，掺入减水剂和缓凝剂。

已堵管时，敲击、抖动、振动或提动导管(高度在30cm以内)，如无效，在顶层混凝土未初凝时，将导管拔出。改用带密封导管插入混凝土内，重新浇筑混凝土。

4.4 斜孔

当遇到块石或孤石，岩面倾斜一边软一边硬时会造成斜孔，填充优质的粘土块和石块，更换新锤齿，低锤密击，冲切斜面往复扫孔纠正。

掉锤时，用铁锚进行打捞；如被卡住，则按卡锤的处理方法进行处理。

4.5钢筋笼难以放入槽内或上浮

出现难以放入主要原因是槽壁凹凸不平或弯曲，钢筋笼尺寸不准，纵向接头处产生弯曲；成槽中出现偏孔，或者在修槽中，没有用方锤修到位；槽底沉渣过多；钢筋笼刚度不够，吊放时产生变形，定位孔凸出,导管埋入深度过大，或砼灌筑速度过慢，使钢筋笼托起上浮。采取措施：在成槽中，要保证槽壁面平整，经常检查成孔垂直度，防止偏孔，同时修孔应到位，严格控制钢筋笼外形尺寸。钢筋笼上浮，可在导墙上设置锚固点固定钢筋笼，清除槽底沉渣，加快浇筑速度，控制导管的最大埋深不超过6M。

4.6砼夹层

出现砼夹层的原因有：导管摊铺面积不够，部分角落灌筑不到，被泥渣填充，导管埋深不够，泥渣从底口进入砼内；导管接头不严密；首批下砼量不足，未能将泥浆与砼隔开；砼未连续灌筑；导管提升过猛；或测深错误，导管底口超出砼面，浇灌时局部堵孔。采取的措施：在槽段灌筑时应配备2―4个砼导管同时灌筑，导管间距严格按规范要求执行，导管埋入砼深度应为2―4M，导管采用丝扣连接，设橡胶圈密封，首批下砼量需充足，使其具有一定的冲击量，能将泥浆从导管挤出，同时保持连续快速进行，导管不要提升过猛；快速浇灌，遇塌孔可将沉积在砼上的泥土挤出，继续灌筑，同时采取加大水头压力等措施。

5.地下连续墙止水方案

为了确保围护结构止水效果，首先在连续墙施工中确保连续墙的施工质量，防止发生断桩，其次做好连续墙接头的，相邻幅连续墙结合紧密，能够有效的止水。本工程在连续墙成桩后基坑开挖前，在东、南侧连续墙部位设置φ600@400旋喷桩止水，详见下图22。

图22连续墙接头旋喷止水大样图

6.结束语

本文基于笔者全程参与的某工程地下连续墙施工经验，对地下连续墙施工工艺技术及遇到的问题予以简单介绍。但不同工程具有其不同的特点，必须结合具体工程的实际情况进行分析及应用，望各位同行积极改进，不吝赐教。