悬索桥锚碇基础地连墙施工技术探讨

悬索桥锚碇基础地连墙施工技术探讨

李宝芳 ,彭方瑜

中建八局第二建设有限公司

摘要：地下连续墙是一种可用于水利工程、高层建筑施工、地铁施工以及悬索桥施工的围护结构，目的是起到水流截断、渗漏预防以及承载重力等的作用。自20世纪90年代末开始，地连墙施工技术在我国悬索桥锚碇基础施工中逐渐得到了广泛应用，技术日益完善，工艺逐渐成熟。地连墙的深度及厚度较大，具有自重大、结构复杂的钢筋笼，对接头防渗要求高，墙体垂直度高。为了促进该技术的合理应用，本文将对悬索桥锚碇基础地连墙施工技术进行深入研究。

关键词：悬索桥;锚碇基础;地下连续墙;施工技术

1.悬索桥锚碇基础地连墙施工工艺

1.1 施工设备筛选

施工中应结合地下连续墙的结构特征，综合分析施工地的地质条件，根据施工工艺要求选择合适的机械设备。通常所用设备体量较大，除了悬索桥施工中常用的吊装设备、泥浆处理设备之外，还要准备成槽设备。成槽设备中应用率最高的是液压铣槽机，其施工效率高，对环境适应力强。泥浆处理设备主要用于施工现场大规模泥浆集中净化处理，可减少环境污染。起重设备要满足钢筋笼质量及单个节段长度的要求，且应具备高于作业半径的吊幅。

1.2 施工前准备

正式施工前，应明确导墙及墙外工作平台施工顺序和导墙结构，若在较差的土层上建设导墙，需要通过水泥搅拌桩加固土体，保障导墙的稳固性。可将环墙外侧水泥路面作为工作平台，以确保施工机械在平台上安全通行。

1.3 成槽施工

1.3.1 划分槽段长度

划分槽段时，要重点保证成槽设备性能的正常发挥，选择适合的施工工艺，同时，地质条件优劣、混凝土能否连续供应也是主要影响因素。通常，槽段划分有I期与Ⅱ期两个阶段，且两期槽段施工不可同步进行，应利用接头结构连接不同槽段。

1.3.2 连接槽段接头

槽段接头的连接形式较多，如接头管、钢板接头、预制钢筋混凝土、铣接头。前两种属于早期悬索桥施工中常用的接头形式，如可利用V形钢板接头，将薄钢板或土工布包裹于钢板接头外侧，此法可避免混凝土浇灌时出现绕流问题，但防渗性能差是此种接头形式的弊端。开挖基坑时，可利用高压旋喷桩处理墙体外侧接头部位。铣接头可消除这些弊端，通常Ⅱ期槽段设置长度应比单次铣槽宽度小50cm，且成槽时应将I期槽段两端各铣掉25cm，从而完成铣接头的设置。

1.3.3 槽段挖掘施工

槽段挖掘施工中需要抓斗设备，在对覆盖层进行抓取后利用液压铣槽机完成铣槽施工，接着用重凿设备将高强度岩层击碎，最终完成成槽施工。异形槽段可利用钻机进行成槽施工，但施工效率不高。在铣槽孔口设有导向架，开孔前将铣头进行固定以起到导向的作用。施工过程中应保持铣槽机垂直于槽段，并将铣槽机切割轮对准孔位，再缓慢入槽进行切割。基岩部分优先考虑利用液压铣进行施工，如果液压铣槽机的施工效率小于0.5m/h或铣齿磨损较严重，则应先采取旋挖钻机直接开挖基岩成孔，然后再用铣槽机进行成槽作业。槽段的成槽方法如下：

(1）抓铣结合法。利用钢丝绳抓斗开孔后进行密实度不高的覆盖层抓取，而后再利用液压铣槽机进行高密实度土层或低强度岩层铣削。

(2）铣削法。利用钢纤绳抓斗开孔后不抓取，利用液压铣槽机将所有槽段铣削成槽。通常该法主要用于低基岩或薄砂层槽段开挖施工。

(3）凿铣法。该法主要用于高硬度基岩开槽，可利用履带吊机将重凿提升至高处从而以大力击碎基层，而后再利用液压铣槽进行开槽。施工中为防止出现槽壁坍塌事故，重视重凿冲程控制，从而减小对槽壁产生的振动。

1.3.4 泥浆处理系统构建

(1）泥浆的循环利用与回收

成槽时需要进行除砂处理，所用设备主要是液压铣槽机上附带的泥浆泵，可通过这一设备抽出槽底泥浆，而后通过输浆管运至泥浆净化系统。除砂完成后，通过管路将泥浆输送回槽孔。为避免泥浆多次使用后黏度下降的问题，可及时补充新泥浆，也可通过添加分散剂化解泥浆黏度过高的问题。若泥浆被重度污染，则需淘汰。混凝土浇筑过程中，需要利用泥浆泵将某槽口返回泥浆送入收浆池，将之用于后续槽孔开挖。混凝土顶面1m处的泥浆若因污染而品质下降，应及时淘汰。

(2）清孔换浆施工

终孔后，要进行槽孔质量验收，即利用泵吸法清孔后进行换浆处理。先利用泥浆泵及净化系统去除大粒径钻碴，再采用旋流器将泥浆中粒径较小的颗粒分离出来。通过多次反复清孔以使回浆符合规定要求。清孔时可进行补浆或泥浆性能调整操作。

1.4 成墙施工

1.4.1 钢筋笼吊装

利用起重设备吊装钢筋笼，采用镦粗直螺纹或冷挤压接头连接节段。联合应用主吊机与辅助吊机吊装钢筋笼，选择适合的吊点进行加固处理。利用手拉葫芦等进行重心平衡。钢筋笼就位后，需利用加强型钢在导墙上固定钢筋笼。

1.4.2 混凝土灌注

根据结构特点，地连墙的水下混凝土灌注可利用多个导管同时施工，要求槽段平面不可超出导管混凝土的扩散范围，且要利用测绳实时监测混凝土高度，将混凝土上升时各平面高度差控制在0.5m以内，具体可通过导管灌注速度调整、灌注体积控制来避免出现过大的高度差异。灌注时应重视混凝土坍落度及其他指标监测，确保混凝土灌注的持续性。

2.悬索桥锚碇基础地连墙施工质量控制

2.1 增强槽壁稳定性

根据地质条件来确定泥浆控制指标，并于成槽时实时监测泥浆性能，以确保固壁泥浆的质量符合要求。做好槽中废水的渗入防控，以免因泥浆品质下降影响孔壁稳固性；做好各环节泥浆性能检测，清孔后及灌注混凝土前均应做好泥浆指标控制，以确保钢筋笼安全下放，避免混凝土灌注施工中出现安全事故。成槽时，要确保导墙槽内泥浆面的水头比地下水位高出1.5～2m。处于高地下水位状态时，槽孔泥浆液不可比地下水位高出1m。此外，要按要求制作和下放钢筋笼，对钢筋笼外侧元件进行监测，将内衬连接的预埋件平面位置纳入控制范畴，否则可能会因笼体外侧出现突出物而使槽壁受损，导致塌孔现象。吊点布设时应找准钢筋笼重心，采用对称布置的方法控制吊点质量，以免吊装及下放时钢筋笼重心发生偏移或失衡。

2.2 控制墙体垂直度

采用科学的方法控制墙体垂直度，利用上文所述3种成槽方法进行直形槽段施工，以合理的铣槽顺序设置围护结构转折处的异形槽段，在多铣成槽的同时利用冲击钻机辅助施工。同时，应控制好导墙线形，以免出现纵向错缝而影响墙体垂直度。利用水泥搅拌桩加固导墙下的软弱土层，使之更为稳定且具备更长的导向深度，从而保证墙体垂直度。此外，在液压铣槽机上加装测斜仪以便实时监测成槽过程，调整偏斜问题，确保槽偏斜率不超出设计范围。还可利用超声波检测槽壁有无内缩现象，若有则需重新进行铣削操作。

2.3 加强墙体混凝土控制

混凝土设计是墙体混凝土施工重点。水下混凝土要具备良好的流动性、较强的和易性及较高强度。Ⅱ期槽段成槽后，应做好I期槽段的接头泥皮清洗，以免各槽段之间泥皮过多而影响连接效果。同时，要重视首封混凝土控制。首封混凝土灌注有拔塞法和砍球法两种方法。导管底部与槽底之间的距离应为25～30cm，否则会使混凝土中混入过多泥浆。同时，埋管深度要大于1m，具体可利用双导管对长槽段或大方量槽段进行灌注，也可利用三导管同时灌注，确保混凝土面上升速度保持均匀，有效防止夹泥现象的出现。

3.结语

悬索桥锚碇基础施工中，合理利用地下连续墙技术可有效避免沉井基础施工中地质条件产生的影响，在不平整基岩处该技术的适应性良好。目前地下连续墙围护结构已在我国多个大桥施工中得以应用。随着地下连续墙施工技术的不断优化以及施工设备的持续完善，通过严格、全面的质量控制，锚碇基础施工中地下连续墙施工技术应用将会更加广泛。

参考文献

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