【工程管理】地下连续墙施工控制浅析

吴TAO 2019-09-12

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一、地下连续墙简介

1、地下连续墙起源

地下连续墙技术起源于欧洲，它是根据凿井和石油钻井所用膨润土泥浆护壁和浇灌水下混凝土工艺应用于工程而发展起来的。1950年正式在意大利米兰工程中应用，1959年日本引进，同一时期我国应用于水利工程大坝防渗墙中，70年代起用于建筑工程，近几年在地下等工程应用已十分普遍。

2、地下连续墙定义

在地面以下用于支承建筑物荷载、截水防渗或挡土支护而构筑的连续墙体。定义：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。

3、地下连续墙特点

地下连续墙有截水、防渗、承重、挡土等功能。具有刚度大，整体性好，施工噪音、震动较小，对邻近地基和建筑物结构影响甚至微，多用于地下深坑的侧墙、高层建筑的基础及水工建筑结构或临时维护结构工程中。故适宜在城市建筑密集和人流多及管线多的地域施工。其缺点是成本高，施工技术较复杂，需配备专用设备，施工中用的泥浆有一定的污染性，需妥善处理。

4、地下连续墙工艺流程

二、地下连续墙施工步骤

1、施工准备

1.1 地连墙施工前需进行现场调查：相邻建筑物、构筑物结构及基础，地下管线走向分布；供水供电措施及环境保护等方面。

1.2 地连墙施工前应具备相关内业资料（包括施工组织设计、周边建筑物、水文、地质、气象、施工图以及技术要求）测量点等。

1.3设备准备：成槽机、履带吊、场内运输自卸车、挖掘机已进场。钢筋对焊机、钢筋弯曲机、切断机已就位。足够数量的电焊机已就位。锁扣管、锁扣管拔除设备及导管已就位。

1.4 物资准备：钢筋及钢板已进场并取样检测合格。造浆材料已进场，并满足需求，商品混凝土搅拌站已确保，混凝土配合比已经过验证。

1.5 人员准备：满足现场施工需要的钢筋工、混凝土及普工已就位。起重吊装作业人员已就位。所有作业人员均经过了三级安全教育、技术交底和安全技术交底。电焊工、起重吊装工、电工均已报监理审批，确保特殊工种持证上岗。

2、导墙施工

2.1导墙的作用：地下连续墙在成槽之前先要沿设计轴线施工导墙。导墙的作用是挖槽导向（地下墙成槽的导向标准）、维持表层土层的稳定，防止槽段上口塌方、存蓄泥浆（在成槽施工中稳定泥浆液位，以维护槽壁稳定）和支承面槽等施工机械设备荷载。

2.2导墙应建在较坚实的地基上，如地基土层松散，修筑导墙前应采取加固措施。导墙背侧如粘土分层夯实回填时，导墙须采取支撑措施防止导墙倾覆或位移。

2.3 为防止雨水流入槽沟，导墙顶面高出原地面，导墙内间距用抓斗机成槽时宜大于设计墙厚4~6cm，地连墙转角处导墙宜外放20~50cm。

2.4 为确保后期基坑结构的净空符合要求，导墙中心轴线应外放a,即结构总体扩大2a。

a——外放尺寸（一般为5~10cm）2.5 导墙分段施工，分段长度根据模板长度和规范要求，一般控制在20～30m，深度宜为1.2～2.0m，并使墙址落在原状土上，若杂填土较厚，则要施工深导墙。

2.6 导墙混凝土浇筑后续及时养护并设置支撑，支撑横向间隔1.5~2m，竖向两层梅花状布置。

2.7 导墙允许偏差应符合下表要求

3、泥浆制备

3.1 在地下连续墙挖槽过程中，泥浆起到护壁、携渣、冷却机具、切土润滑的作用。性能良好的泥浆能确保成槽时槽壁的稳定，防止坍方，同时在混凝土灌注时保证混凝土的质量起着极其重要的作用。

——液体压力，相当于一种液体支撑

——槽壁形成泥皮

——可以防止槽壁倒坍和剥落，并防止地下水渗入

3.2 成槽后灌注混凝土前要对槽孔泥浆进行置换处理和净化，除砂可采用除砂器或沉淀池沉淀等方法。循环泥浆经过净化处理后可重复利用

3.3 泥浆采用膨润土、纯碱、CMC按一定比例配制成，拌浆采用泵拌和气拌相结合。具体掺量将根据现场施工时泥浆质量测试情况而定。3.4 泥浆弱碱性的作用：对槽壁土层进行渗透，使槽壁土颗粒粘结在一起，形成一层泥皮。维护土壁的稳定，防止槽壁坍塌。3.5 在施工中定期对泥浆的指标进行检查，并根据实际情况对泥浆指标进行适当调整。新拌泥浆贮存24小时后使用。3.6 成槽过程中应及时向槽内送浆，挖槽结束及刷壁完成后，分别取槽内上、中、下三段的泥浆进行比重、粘度、含砂率和PH值的指标测定验收。3.7 泥浆循环。成槽施工时，泥浆受到土体、地面杂质等污染，其技术指标将发生变化。因此，从槽段内抽出的泥浆回送至沉淀浆池内。混凝土浇注过程中要进行回收泥浆，回收泥浆性能符合再处理要求时，将回收泥浆抽入沉淀池，当泥浆性能指标达到废弃标准后，将回收泥浆抽入废浆池。

3.8 废浆处理。抽入废浆池中的废弃泥浆每天组织全封闭泥浆运输车外运至泥浆排放点弃浆。或对废浆进行压缩处理，将压缩后的干土运走。

3.9 泥浆性能指标符合下表规定：

4、成槽施工

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，一般为600、800、1000mm。挖槽是在泥浆中进行。挖槽按单元槽段进行，挖至设计标高后要进行清槽换浆，验槽合格后放入导管压入清水，不断将槽底泥浆稀释自流或吸出，至泥浆相对密度在1.1～1.2以下为止。清槽后尽快地下放接头管和钢筋笼，并立即浇筑混凝土，以防槽段塌方。有时在下放钢筋笼后要第二次清槽。

4.1 单元槽段开挖单元槽段成槽时采用“三抓”开挖，先挖两端最后挖中间，使抓斗两侧受力均匀。在转角处部分槽段因一斗无法完全挖尽时或一斗能挖尽但无法保证抓两侧受力均匀时，根据现场实际情况在抓斗的一侧下放特制钢支架来平衡另一侧的阻力，防止抓斗因受力不匀导致槽壁左右倾斜。标准槽段的开挖顺序如下图所示：

4.2 成槽时，派专人负责泥浆的放送，视槽内泥浆液面高度情况，随时补充槽内泥浆，确保泥浆液面高出地下水位1米以上，还应保持在导墙顶面以下30~50cm，成槽机成槽时必须加强槽壁垂直度、槽壁稳定性和泥浆液面的观测，根据施工进度随时进行测量。重要槽段超深槽段施工过程的尺寸检测宜采用超声法确认。

4.3测绳测孔深时要注意测绳起点的刻数和有无打结。

4.4 超声波检测：重要槽段超深槽段施工过程的尺寸检测宜采用超声法确认。

4.5 一般槽段每5幅做一次超声波检测，检测内容包括：槽深、槽壁净宽、垂直度、沉渣厚度等。在检测报告上。

4.6 检测报告监理应签字确认。

超声波检测

4.7 超深地墙成槽前应钻引孔，以确保槽壁的垂直度

5、槽段接头施工

5.1 施工接头严禁设置于地连墙的转角处。

5.2 槽段连接接头形式视地连墙受力情况及抗渗要求而定，宜采用柔性接头，柔性接头常用的有锁口管、工字、王字、十字、V型钢板接头等。

5.3 混凝土灌注及成槽施工过程中，施工接头部位会粘附一些沉渣、混凝土、泥、土团袋等，混凝土施工完成后必须用特制的冲槽器冲掉接头部分或钢板内的附着物，然后用带钢丝刷子的刷壁器将接头部分洗刷干净。

5.4 刷壁是地下连续墙施工中的一个至关重要的环节，刷壁的好坏直接影连续墙接头防水效果。后续槽段挖至设计标高后，用特制的刷壁器清刷先行幅接头面上的沉碴或泥皮，上下刷壁的次数不少于10次，直到刷壁器的毛刷面上无泥为止，确保接头面的新老混凝土接合紧密。

5.5 刷壁应在清底前完成，以防止刷壁产生的泥渣沉于槽底形成的沉渣未清除。

刷壁器

偏心吊刷示意图

6、清槽

6.1 成槽深度必须满足设计要求，严禁超深成槽，成槽后根据设备条件进行清渣（清渣可分为抓斗法、泵吸法、气举法）。清槽换浆1h后进行槽段质量检验，其深度、沉渣厚度、泥浆性能指标、侧壁清刷状态需满足质量要求。

6.2 清槽后，对槽内泥浆进行检测，泥浆比重取上、中、下3处，下部泥浆取槽底以上0.2m处，泥浆比重应小于规范规定值。

——泥浆比重≯1.15 ——含砂率不大于5%——粘度不大于28s

——沉淤厚度≯ 100mm6.3清槽合格，完成钢筋笼下放后，需进行二次清槽，防止钢筋笼下施过程中撞击槽壁造成槽底沉渣过厚。二次清槽4h内灌注混凝土，如4h内不能开始灌注混凝土的需采取适当措施进行处理。

7、钢筋笼制作与安装

7.1 钢筋笼根据地下连续墙墙体设计配筋和单元槽段的划分整体制作成型。钢筋笼制作在专门搭设的加工平台上进行，加工平台保证平台面水平，四个角成直角，并在四个角点作好标志，以保证钢筋笼加工时钢筋能准确定位和钢筋笼横平竖直。

7.2 首先制作钢筋笼桁架。桁架在专用模具上加工，保证每片平直，高度一致，以确保钢筋笼的厚度。

7.3 钢筋笼应符合以下规定：钢筋笼纵向应预留导管位置，并上下贯通；钢筋笼底端应在0.5m范围内向上做收口处理。7.4 钢筋笼加工时根据设计位置安装墙趾注浆管。同时应根据设计和监测要求预埋声测管和测斜管。

7.5 钢筋笼焊接牢固，能够保证起吊刚度；垫块能够保证钢筋保护层厚度；预埋件与主筋连接牢固，外露面包扎严密。

7.6钢筋笼水平筋与桁架钢筋交叉点、吊点2m范围、钢筋笼笼口处及边框一定范围内宜100%焊接牢固，其他部位50%梅花形焊接牢固，同时在笼内增加纵向和横向钢筋桁架、剪刀撑钢筋等，以上措施使钢筋笼在整体起吊的过程中有足够的刚度而不产生变形。“Z”、“L”型钢筋笼还需增设斜拉筋。

7.7 如果发生钢筋笼难以入槽时，如因槽壁弯曲钢筋笼不能放入，应修整槽壁后再吊放钢筋笼，不得强行放入，使钢筋笼变形。如因钢筋笼尺寸偏差过大或变形不能放入，应全部或局部拆除，重新焊接，使尺寸达到要求为止。

7.8钢筋笼制作允许偏差应符合下表要求

8、混凝土灌注

8.1钢筋笼吊放完后，安装锁口管，使用的锁口管能承受混凝土灌注时侧压力，接头管应对准位置，垂直、缓慢沉放，锁口管应沉入槽底下300～500mm，锁口管背后应回填，防止灌注混凝土时发生位移和绕管现象。

8.2 下导管前必须对连接好的导管进行气密性检验。各节导管之间应采用丝扣连接，并且连接处应加设橡胶垫圈密封，以防混凝土灌注时导管漏水。

8.3 钢筋笼安放后在4小时内浇灌混凝土，浇灌前先检查槽深，判断有无坍孔，并计算所需混凝土方量。

8.4连续墙混凝土按设计要求强度等级进行浇注，采用防水混凝土，混凝土的坍落度按规范及水下混凝土要求，水下混凝土，其强度应提高一个等级，混凝土必须具有良好的和易性、流动性、缓凝性，缓凝时间宜为6~8h，混凝土塌落度根据设计要求通过试验确定，一般采用200±20mm。

8.5 混凝土浇灌采用龙门架配合混凝土导管完成，导管采用?250mm、法兰盘连接式导管，导管连接处用橡胶垫圈密封防水。8.6每个单元槽使用两套导管灌注，导管中心间距不宜大于3米，导管中心与槽孔端部或接头管壁面的距离不宜大于1.5米，开始灌注时导管底端距槽底不宜大于50cm。

8.7在混凝土灌注过程中，可使导管上下小幅度运动，以密实混凝土，但不得使导管横向移动，也不得将导管移出混凝土上表面。

8.8混凝土灌注过程应连续，因故中断灌注时间不得超过30min。混凝土尽量避免洒落孔内。现场配备柴油发电机，以防停电。8.9混凝土应超出设计标高30cm。8.10锁口管根据实际情况在混凝土浇注1小时后，将接头管旋转半周，或提起10cm。混凝土开浇4小时后开始起拔，以后每30分钟提升一次，每次50～100mm,直至终凝后全部拔出。

三、叠合墙施工

1、地下墙体系受力简介

1.1在地铁车站明挖顺做或逆做设计中，把地下连续墙和灌注桩等基坑支护作为主体的一部分加以利用，既可节约工程投资，又可减少资源消耗。

1.2围护结构和内衬结构组成的结构体系又大体分为单一墙、复合墙和叠合墙体系。单一墙体系是将围护结构直接作为主体结构的侧墙，不另作参与结构受力的内衬墙。考虑到防水和结构的整体性，多采用地下连续墙，槽段之间的接头需要作特殊处理；

1.3复合墙体系是围护结构和内衬结构之间设置防水隔离层，与结构的顶、底板防水层形成整体密封形式。

1.4叠合墙体系则是围护结构与内衬墙之间有钢筋接驳器联结，叠合后二者可视为整体墙，但防水层难以形成连续密封的整体。

2、叠合墙优缺点

2.1优点：经济（混凝土用量减少。省去了抗拔桩和压顶梁）、绿色（防水施工的污染等）

2.2缺点：施工难度大，施工质量不易保证，薄弱环节多，主要体现在：2.2.1预留接驳器难度大，地铁车站主体结构顶、中、底板及纵横梁与地下连续梁相接处，均需在地下连续墙中预埋接驳器。由于地下连续墙沉降、接驳器预埋不正确，会造成预埋接驳器与梁板位置错位，导致后期板墙节点处钢筋连接的困难，或造成后期植筋处理。

2.2.2由于工艺限制，每幅地下连续墙间需设置刚性或柔性接头，故此地下连续墙幅与幅间接缝处无法预埋接驳器，导致后期结构整体性无法得到保证，节点处刚度削弱。结构强度应局部钢筋缺失降低很大。

2.2.3结构板与地下连续墙之间存在施工缝，由于施工工况的变化，结构板与地下连续墙之间存在受拉与受压的转换，从而引起接缝处的裂缝产生，导致渗漏水腐蚀钢筋，降低结构的耐久性。

2.2.4复合墙施工难度较小，地下连续墙与车站主体分开施工，单独受力。施工过程明了清晰，围护结构与主体结构联系少，两者间通过设置全包防水，使得结构防水体系比不设置全包防水的叠合墙有很大的保障。与此相比，在已建成的叠合墙地铁车站中，大量存在结构渗漏水的实例，后期渗漏水治理费用较复合墙地铁车站高。

3、叠合墙施工中需注意的事项

3.1接驳器定位：叠合墙钢筋笼制作时要预埋接驳器，以便与主体结构相连。要求：

——预埋的接驳器定位准确、方向正确、焊接牢固。

——接驳器一端用盖子拧紧，再用胶带缠住。

——下方钢筋笼时，钢筋笼标高要正确，一般要用水准仪控制。

3.2清孔必须请干净，以防混凝土浇筑时，槽内的泥块上浮时被堵在接驳器下，从而形成流水通道，给基坑开挖造成危害。

3.3墙趾注浆要到位，防止地下连续墙下沉。

3.4内衬墙施工前，需对地下连续墙墙面凿毛。

四、安全措施