超深地下连续墙施工措施研究及分析

超深地下连续墙施工措施研究及分析

杨磊

杭州国基基础工程有限公司，浙江 杭州 310000

摘要：为贯彻“海绵城市”建设要求，体现因水制宜、因地制宜的治水方略，某地提出建设超深地下连续墙施工工程。该工程在软土地基中实施105m超深地下连续墙实属国内首次，其施工难度大、技术复杂、对环境影响控制要求高，如作为竖井围护结构的地下连续墙施工中出现质量问题，在后期竖井开挖过程中可能会造成涌水、涌砂、渗漏水等情况发生，影响基坑开挖过程中的安全；严重时会导致竖井变形及周围建筑物沉降过大、竖井失稳、垮塌等安全事故。因此，对于深隧地墙各道施工环节的质量控制显得尤为重要。此类工程监督管理也没有现成的经验可以借鉴，本文以工程实例阐述了监督过程中的管理要点。

关键词：超深地墙；深隧；监督管理

1 工程概况

超深地下连续墙深度105m，内外圈厚度1.0～1.5m，采用套铣接头，垂直度要求1/1000，作为软土地基中的首次尝试，存在着许多风险和挑战。

2 难特点分析

2.1 成槽工艺选择

现有地墙成槽工艺有三种：纯抓、纯铣和抓铣结合，主要由抓斗式成槽机、铣槽机这两种设备来实现。抓斗式成槽机易于操作维修，广泛应用在软弱的冲积地层，但当土层贯入度（N值）过大时，抓斗系统的垂直度无法有效控制。铣槽机成槽深度深、适应地层能力强、具有优良的纠偏性能可以提高垂直度精度，但在上部黏土层铣槽时，泥浆性能较差，影响施工工效。另一种方式抓铣结合，上部抓斗成槽下部铣槽，与纯铣相比，上部的施工速度快、有效能耗低，但由于抓槽和铣槽垂直度精度不同，不利于下部铣槽垂直精度的控制。综上，抓铣结合的施工效率虽高，但从对超深地墙的整体精度控制来说，纯铣更好，因此选择纯铣。同时铣接头与传统锁口管、十字钢板等柔性接头相比可以将槽段接缝部分的泥沙以及搭接部分的混凝土直接铣削掉，把接缝泥沙减少到最低并形成致密的锯齿状接头，且由于其工艺特点，不存在锁口管垂直度控制不佳、顶拔困难、混凝土绕流等影响地下连续墙施工质量的问题，比常规接头更有质量保证。

3.2 铣槽方式选择

铣槽有单刀成槽和三刀成槽两种形式，两种方式各有利弊。单刀成槽具有减少钢筋笼重量；节省拼接时间，利于成槽X方向垂直度控制的优点。但槽段数量多，接缝数量增加，对地下水渗漏控制不利；对整幅钢筋笼的刚度要求高，不利于吊装拼接；成槽过程中，需往复提斗，确保成槽通道的畅通。三刀成槽的地墙接缝少，利于地下水处理。但钢筋笼重量较大，增加拼接时间及吊装设备负荷；成槽及混凝土浇筑所需时间加长，对槽壁稳定性有一定影响。最终深隧工程从基坑结构安全角度考虑选择三刀成槽，通过笼体分节吊装，减小吊装风险。

3.3 泥浆性能

深隧的超深地墙需要避免穿越承压水层，尤其对护壁泥浆影响；其三刀成槽所带来的约60h成槽、12h吊装及12h混凝土浇筑容易在过程中造成泥浆劣化导致槽段塌方。因此常规的泥浆配比已无法满足超深地墙的要求，需要特别制备泥浆，并监测不同时期泥浆的性能。

3.4 钢筋笼制作精度

地下连续墙钢筋笼采用分节对接，且圆竖井地墙采用的是多段拟圆，内部还布设多根注浆、检测、监测、冷冻管等，这对制作、对接都提出了很高的要求。若钢筋笼制作出现偏差，可能会出现钢筋笼无法对接、对接率不达标；铣槽过程中铣切到钢筋；无法注浆、检测、冷冻；更有甚者破坏圆竖井的整圆度，从力学特性角度，偏差幅的接缝可能成为接缝的薄弱环节，被承压水破坏，造成地墙的渗漏。因此，需要确保其制作精度符合规范及设计要求。

3.5 混凝土浇筑

超深地墙混凝土采用浇导管水下灌注，其105m的浇筑高度对混凝土的坍落度提出很高的要求，需避免在浇筑过程中混凝土的离析。浇筑是由笼体导管仓向墙两端扩散，过程中无法用振捣棒振捣，因此混凝土的扩展度和浇筑的导管直接影响着地墙的质量。浇筑还需要保证其连续性，过程中混凝土拌站的管理、车辆的交通组织，每一环节都需要严格把控，确保混凝土连续浇筑。

4 超深地墙施工的监督管理要点

4.1 导墙

地墙的成槽垂直度影响因素有3个：导墙的垂直度、设备就位水平状态、操作人员的技术水平。因此必须确保导墙施工的垂直精度。超深超厚的地墙，在成槽、钢筋笼吊装等环节会频繁使用大型机械，这些大型机械会对土体产生侧推力，对导墙的承载内力和变形能力要求很高，因此制作导墙时外侧上翼缘与场内重型道路双层水平筋搭接焊连接形成整体，保证导墙的垂直度。导墙制作过程中主要抽查以下参数是否满足要求。

4.2 泥浆制备

在经过了7种泥浆配比方案的试验后最终确定优钻100型复合钠基膨润土掺加重晶石粉的配置，并要求加强对泥浆性能的监测，分早、中、晚3个时段，对各泥浆池、泥浆筒仓以及槽段内的泥浆进行检测，确保泥浆质量。

4.3 成槽工艺及接头

为了确保首次软土地基突破性尝试的顺利进行，也为了确保高精度1/1000，深隧工程采用纯铣工艺，并特别引进了德国宝峨自带纠偏、测斜功能的MC96和MC128铣槽机进行作业。在铣槽过程中贯彻“慢铣、随测、勤纠”，分段铣分段进行超声波检测，避免已偏斜槽段形成不良导向，影响整幅成槽质量。确立首件制要求，先做的3幅（一期2幅，二期1幅）每幅都会进行深度、槽位、墙厚、垂直度、沉渣厚度、刷壁情况的检查，后期检查频次不少于总幅数的10%，并重点检查操作人员技术交底、垂直度控制、槽壁稳定。

4.4 钢筋笼制作及吊装

超深地下连续墙的钢筋笼总长105m，采用分节对接，其中的一期槽段为异形幅（扇形），现场搭建长150m，宽10m的自测平台可调钢筋胎膜场地，在每幅钢筋笼制作前对胎膜进行标高控制复查，且实时检测胎膜场地情况，确保平台形状规则平整。焊接制作过程中分为六大“工序验收”即：钢筋加工，下排钢筋，桁架，上牌钢筋，预埋件、附件，钢筋笼整体验收。对吊点钢板等重要部位，要求焊接、验收人员在施工、检查完成后签字确认，强化其责任意识。钢筋笼正式起吊前检查起吊设备、吊索具及钢筋笼是否满足吊装需求，为了确保分节钢筋笼间连接的有效性，并验证钢筋笼制作的精度，接驳器对接接头合格率要求为100%。对接完成后由总包及监理单位进行对接率检查并挂牌验收后方可下放钢筋笼。

4.5 混凝土浇筑

为确保其原材性能，每月对拌站进行原材料取样，确保其原材料满足要求。进场混凝土每4车进行一次性能指标检测，扩展度需满足500～600mm才允许使用，出现不合格车次则逐车测定，不合格混凝土立即退场。导管可谓水下混凝土浇筑的生命线，由于在超深地墙施工中使用，如导管刚度不满足要求，在巨大的泥浆压力作用下容易变形影响混凝土浇筑；如导管接头在泥浆压力下渗漏，则地墙可能存在夹泥现象。因此，超深地墙的导管要求提前做好水密性试验，压力满足了才能使用。施工过程中每月抽检30m导管随机进行水密性抽检，若存在水密性不合格，则全部检测，不合格管材严禁使用，确保导管密封性，进而保证混凝土浇筑质量。

结语

综上所述，通过提前埋设深套管对整个地墙断面取芯及声波透射法检测，抽检的地墙墙体及接缝质量均满足设计要求，总体质量优良，垂直度也全部达1/1000以上，这可谓是超深地墙在软土地基上一次成功的挑战。如此大规模的地墙需达到1/1000的垂直度，对于每一环节都必须严格把控，对于此项开创性的工程，监督管理没有现成的经验可以借鉴，本文就监督过程中的质量管控进行了梳理，希望对今后类似工程的管理提供参考。

参考文献：

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