浅谈地下连续墙施工方法

1、浅谈地下连续墙施工方法王伟中交一公局第三工程有限公司【摘要】随着现代社会建设行业的发展，各种建筑、管道等已步入地下深层结构。目前地下连续墙施工技术广泛地应用于地铁、市政、水工、交通、建筑等领域，从十几米到二十几米不等。由于地下土体性质、荷载条件、施工环境的复杂性，竖井施工也采用不同的施工方法。【关键词】 地下连续墙 施工方法工程概况九龙江隧道是西气东输三线东段隧道工程中最长的水域穿越隧道，采用竖井+平巷+竖井的穿越方案。东岸竖井地层由上至下依次为：素填土、粉质黏土、含砂质粉质黏土、全风化花岗、强风化花岗岩。竖井采用基坑开挖逆做法施工，竖井内径9m，壁厚为1.0m，围护结构为地下连续墙，深度为4

2、8.1米，竖井深度39.1m，竖井衬砌为C30钢筋混凝土衬砌，厚0.6m，长37.6m，竖井井底开挖成锅底状，C20素混凝土浇筑，浇筑厚度13m，素混凝土浇筑完成后采用1m厚C30钢筋混凝土结构封底。根据施工地质条件，48.1米为强风化花岗岩，采用液压抓斗成槽机（SG40A）效率较高，施工速度快。见图一：图一：液压抓斗成槽机由于设计竖井为9.0米的圆形竖井，但是目前市场上并无圆形竖井成槽设备，根据市面上地下连续墙成槽设备的成槽都最小尺寸为3.0米，再按竖井尺寸，将地下连续墙按正七边形进行施工，是其外贴于直径为10.2米的圆，则竖井地下连续墙由七个V字形异型槽段组成。见图二：图二：地下连续墙槽段

3、设计分布图在液压成槽机施工中，抓斗为3.0米，为了施工方便，再预留一定的施工空间0.1米，即每个槽段的V字边设为3.1米。见图三：图三：地下连续墙槽段施工分布图导墙施工导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构。主要作用是：保证地下连续墙设计的几何尺寸、形状和垂直度；容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定；承受液压成槽机槽机械的荷载，保护槽口土壁不破坏，并作为安装钢筋骨架的基准。导墙深度一般为1.21.5米。墙顶高出地面1015厘米,以防地表水流入而影响泥浆质量。导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位。 该竖井导墙采用“”形式，深度2m，翼板宽1m，厚度0.3米。为了施工操作方便，两片导墙间的净空

4、应比地下连续墙厚度大50mm，即该竖井两片导墙间净空为1.05m。根据测量放线进行导墙开挖，采用人工配合挖机开挖导墙基槽至导墙底，开挖过程中应按设计尺寸预留一定量进行人工修整，避免超挖。导墙开挖完成后，按照设计要求进行钢筋加工安装（钢筋位置、间距、连接方式、保护层均符合要求），然后进行模板安装，模板采用单侧安装，如图四图四：导墙模板安装示意图导墙混凝土按一定厚度、顺序和方向分层对称浇筑，防止模板偏位，在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。使用插入式振动器时，移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍；与侧模应保持50l00mm的距离；插入下层混凝土50l00mm；每一处振动完毕后应边振动

5、边徐徐提出振动棒；应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。混凝土浇筑完成后，开始用塑料薄膜或麻袋覆盖养护，混凝土终凝达后，开始洒水养护，养护时间7天。混凝土强度达到2.5MPa，且导墙混凝土不掉棱角时开始拆除导墙模板、支撑。导墙见图五图五：导墙施工完成泥浆制备通过泥浆对槽壁施加压力以保护挖成的深槽形状不变，灌注混凝土把泥浆置换出来。泥浆材料通常由膨润土、水、化学处理剂和一些惰性物质组成。泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止地下水的渗水和槽壁的剥落，保持壁面的稳定，同时泥浆还有悬浮土渣和将土渣携带出地面的功能。在地下连续墙施工时，泥浆性能的优劣直接影

6、响到地墙成槽施工时槽壁的稳定性，是一个很重要的因素。据本工程的地质情况及以往地下连续墙施工经验，本工程拟采用泥浆各项指标如下：钻孔方法相对密度g/cm3粘度Ts胶体率%含砂率%PH值成槽机1.051.15大于20大等于95不大于2大于7.5成槽过程中每进尺510米时测定泥浆各项技术指标，不满足要求时及时调整，保持各项指标符合要求。见图六图六：泥浆各指标试验成槽过程中生成的泥浆，导入泥浆沉淀池，沉淀后循环使用，施工完成后用泥浆车将其运至指定地点以防对环境造成污染。严格控制泥浆的液位，保证泥浆液面在地下水位0.5m以上，并不低于导墙顶面以下300mm，液面下落及时补浆，以防塌方。成槽施工成槽机利用

7、自身液压抓斗的重力，对土体进行开挖作业，但是施工过程中遇到直径较大球状风化体或中风化以上强度较高围岩，成槽机无法作业时，将换冲击钻进行施工。开挖槽段位置确定后，将成槽机移动至指定位置，调节好抓斗的垂直度及水平度，确保抓斗自行坠入导墙内，不允许强力推入，以保证成槽精度。开始钻孔作业，钻进时应先慢后快，开始每次进尺为20-30cm，确认地下是否不利地层，进尺5米后如钻进正常，可适当加大进尺。抓斗挖土过程中，上、下升降速度均缓慢进行，抓斗还要闭斗下放，开挖时再张开，以免造成涡流冲刷槽壁，引起坍孔。抓斗下放挖土时，抓斗中心对准放于导墙上的孔位中心标志物，保证挖土位置正确。挖槽过程中应自始至终认真观察监

8、测系统，X、Y轴任一方向偏差超过允许值时，应立即启动纠偏系统进行纠偏，确保槽壁垂直度符合设计要求。挖槽过程中应有专人负责补充泥浆，并随时观察液面高度，泥浆面高度不得低于导墙顶面0.3m。液面发生不正常变化时，除及时补充泥浆外，还应及时采取妥善措施进行处理。图七：液压抓斗成槽机成槽过程本工程连续墙采用焊接工字钢接头，接头工字钢与连续墙钢筋焊接在一起，在钢筋笼吊放完后，在工字钢背后回填沙袋至墙顶，槽段施工情况如图八。图八：槽段工字钢接头施工过程成槽结束后用刷壁器进行接头刷壁处理，施工时用刷壁器对准端部，清除已浇注槽段工字钢上粘附的泥土。槽段开挖、扫孔结束后，检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度等符合设

9、计要求，合格后进行清槽换浆，用小比重泥浆来置换槽内的大比重泥浆，使槽内泥浆比重降低至1.15以下，并保持槽内泥浆均匀以利于混凝土灌注，槽底沉碴不得厚于100mm。钢筋加工及吊装本工程地下连续墙采用7个V字形钢筋笼拼接而成，钢加工、吊装较困难。钢筋笼长度48.1米，考虑到起吊时的刚度和强度，分三节进行焊接连接，起吊时采用汽车吊，主吊240T和副吊50T相互配合，由专业指挥人员进行吊装完成。钢筋加工按图纸设计要求进行加工制作。钢筋笼加工完成后，安装接驳器，测斜管等。在加工工字钢板内侧铺设0.5mm厚铁皮，在灌注混凝土时铁皮自动张开，预防混凝土贴钢板外侧流出，妨碍下一槽段的土方开挖。本工程地下连续墙

10、所有槽段均属于转角异形槽段，所以在吊装之前，钢筋笼横向增加每4m一根I16工字钢支撑，增加钢筋笼的整体刚度，防止在吊装过程中出现变形，给下钢筋笼增加一定难度。见图九图九：V型钢筋笼加工过程钢筋笼设置相应的吊点和吊环，采用2副8CM钢板制作的扁担梁进行吊装。吊机就位前，由协助人员将主、副扁担挂在相对应的主、副吊机吊钩上。待240T主吊机与25T副吊机就位后，由指挥长检查就位情况，确保正确就位。就位结束后，指挥吊机将扁担缓缓落至钢筋笼面层分布筋上面，然后由协助人员将扁担上钢丝绳用卸扣与吊环连接锁紧。对吊具安全性能以及钢丝绳与吊环、吊点连接情况检查合格后，方可起吊。起吊作业中，吊机所有动作由指挥长统

11、一安排和指挥。在指挥长的指挥下，主、副吊机同时缓缓起吊，将钢筋笼平吊起身离地面约0.5m，将钢筋笼悬空约1015分钟，检查吊环、吊点处与卸扣、钢丝绳的连接是否完好，钢筋笼的是否存在变形过大的问题。经检验无误后，由起吊指挥人员检查合格后，发布起吊指令，两台吊车同时将钢筋笼缓缓水平提起离开地面，稍停留段时间待稳定后，主吊缓缓提起升高，辅吊机配合使钢筋笼底端不接触或冲撞地面，直至主吊机将整个钢筋笼垂直吊起。钢筋笼起吊竖直后，拆除副吊钢丝绳，由主吊移动钢筋笼至相应槽段，对正后缓缓将钢筋笼放入槽中，待放到钢丝绳下端卸扣处时，停止下放，用2.0米长2根轨道钢并排将钢筋笼担在导墙上，确保担实不下滑后，装调工

12、爬上钢筋笼将钢丝绳挂在吊环上，继续下放钢筋笼，直至第一节钢筋笼下放到距孔口1.2米左右时，将轨道钢并排穿在钢筋笼上，担在导墙上，用上面程序吊起第二节钢筋笼，移至孔口，对正钢筋笼，先对部分主筋和工字钢板进行点焊稳定，然后再挨个主筋进行双面满焊，箍筋就位，补装钢筋连接器等。待质检工程师检查合格后，240T主吊再次吊起钢筋笼，停顿5-10分钟，待确认钢筋笼无变形、脱焊等现象后，抽走轨道钢，继续下放钢筋笼，第三节钢筋笼同第二节，直至下放至设计标高。最终，将两根轨道钢插入副吊环，以控制钢筋笼标高。见图十图十：钢筋笼吊装过程钢筋笼吊装完成后，用备好的沙袋将工字钢背面进行回填，防止灌注混凝土时流出，造成下一

13、槽段开挖困难。安放导管砼采用导管灌注，导管内径为200-300mm，螺丝扣连接。 导管使用前使用气泵进行水密承压试验。试压前将导管一头封闭，从另一端将导管内注满水，用带有进气管的导管封闭端头将导管封闭，将气泵气管与导管进气管连接，加压至0.6Mpa（压力不小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力的1.3倍，按40米水深压力进行试压，试压压力为0.6Mpa。）。持压2分钟，观察导管有无漏水现象。 检查导管外观，导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。局部沾有灰浆处应清理干净，有局部凸凹的导管不予使用。根据导墙顶标高，孔底标高，考虑垫木高度，计算导管所需长度

14、对导管进行试拼（标准导管长度一般为4m、3m、2.5m、2m、1m、0.5m），符合长度要求后，对导管进行编号。试拼时最上端导管用单节长度较短的导管（0.5m），最底节导管采用单节长度较长的导管（4.0m）。 导管采用吊车配合人工安装，导管安放时，眼观，人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心，然后稳步沉放、防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。安装时用吊车先将导管放至孔底，然后再将导管提起40cm，使导管底距孔底40cm。 导管高度确定后，用枕木调整导管卡盘高度，用卡盘将导管卡住。由于本工程地下连续墙灌注面积大，采用双导管进行水下灌注。图十一：安装导管水下混凝土灌注本工程地下连续墙混凝土采用抗渗等级为P12的C

15、30混凝土，现场砼的坍落度控制在1822cm，扩散度控制在3440cm。水下砼浇注采用双导管法施工，导管选用D=250的圆形螺旋快速接头型。混凝土由罐车运至现场后，采用吊车吊储料斗运进行灌注。为确保灌注的顺利进行，砼灌注前要首先准确计算出首批砼方量，埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要。灌注前，先用剪球封住导管口，待混凝土放满储料斗，两端同时进行剪球同时灌注，速度要均匀，保持混凝土面上升速度同步。 开始灌注时，砼面高度将至钢筋笼底部时要放慢灌注速度，当孔内混凝土顶面接近钢筋笼底部时，混凝土灌注速度应控制在0.2 m/min左右，并仔细量测砼表面高度，以防钢筋笼上浮，当混凝土拌和物上升到钢筋笼底口4m以上时，提升