梁艷文

（上海遠方基礎(chǔ)工程有限公司，上海 200436）

0 引言

城市用地越來越緊張，地上空間開發(fā)越來越受到限制，開發(fā)城市地下空間資源已成為各個城市建筑發(fā)展的大趨勢。自上世紀(jì)50年代以來，地下連續(xù)墻作為一種安全可靠的擋土止水圍護形式被越來越多的設(shè)計者采用，其設(shè)計、建造深度也不斷地創(chuàng)造新紀(jì)錄，超深地下連續(xù)墻應(yīng)運而生，而國內(nèi)目前能獨立施工超深地下連續(xù)墻的專業(yè)型企業(yè)屈指可數(shù)。為推動超深地下連續(xù)墻施工技術(shù)的發(fā)展，本文通過幾個已施工的超深地下連續(xù)墻項目（深度均在65 m以上）對超深地下連續(xù)墻的施工重難點以及應(yīng)對措施進行總結(jié)。

1 超深地下連續(xù)墻施工重難點分析

超深地下連續(xù)墻普遍墻趾進入中風(fēng)化巖層，一方面滿足止水的要求，另一方面滿足承載要求。這就造成超深地下連續(xù)墻成槽施工難度很大，槽壁穩(wěn)定的時間很長，鋼筋籠普遍很重、吊裝風(fēng)險很高，接頭滲漏水的概率很大。

以下幾點是超深地下連續(xù)墻施工的重難點。

1.1 重車行走施工便道

重車行走施工便道作為臨時設(shè)施在地下連續(xù)墻施工過程中起著關(guān)鍵性的作用，便道的好壞直接影響后續(xù)施工的速度以及周邊環(huán)境。超深地下連續(xù)墻施工過程中，重車行走施工便道需能滿足重型液壓抓斗成槽機、混凝土運輸罐車，特別是大型履帶吊（空車或加載）的行走，確保地面沉降不會影響到周邊管線以及周邊建筑物，故選擇何種結(jié)構(gòu)的重車行走便道是超深地下連續(xù)墻安全、順利施工的一大重點。

1.2 成槽施工

超深地下連續(xù)墻墻趾普遍進入中風(fēng)化巖層1～8m，巖層單軸抗壓強度普遍在10MPa以上，單一的液壓抓斗成槽機械和傳統(tǒng)的成槽工藝無法滿足成槽的質(zhì)量和速度要求，故選擇何種成槽機械以及成槽工藝是超深地下連續(xù)墻順利、高效、經(jīng)濟施工的一大難點。

1.3 槽壁穩(wěn)定性

超深地下連續(xù)墻成槽時間較長，后續(xù)工序較普通的地下連續(xù)墻多，要求槽壁穩(wěn)定的時間成倍增加，這就對護壁泥漿的技術(shù)指標(biāo)要求很高，特別是穿過較厚砂層的情況下，泥漿指標(biāo)需做專門的試驗。故配制較穩(wěn)定的泥漿，同時輔助其它措施（槽壁三軸水泥土攪拌加固）是超深地下連續(xù)墻施工的重中之重。

1.4 剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的吊放

超深地下連續(xù)墻接頭設(shè)計普遍采用剛性鋼板接頭，且鋼板厚度大多在10mm以上，往往單榀的重量近10 t重，而首開幅需在兩端頭各安裝1榀，僅剛性鋼板接頭的重量就達20 t，這使得整個鋼筋籠的重量大幅增加；且往往超深地墻的鋼筋籠幾乎同槽深，長度很大；槽壁垂直度控制不到位，很容易發(fā)生卡籠事故。故超深地下連續(xù)墻的剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的安全、順利吊放既是施工重點，也是施工難點。

1.5 先行槽段剛性鋼板接頭的清理

地下連續(xù)墻槽段接頭是整個圍護的薄弱點，滲漏水通常與接頭施工質(zhì)量缺陷緊密相連。超深地下連續(xù)墻由于極大的深度產(chǎn)生較大的浮力使得傳統(tǒng)的刷壁器無法和接頭鋼板緊密的接觸，以致很難將接頭剛性鋼板上粘附的泥土刷除徹底，從而在澆筑混凝土?xí)r形成夾泥、夾砂，開挖后極易形成滲漏點，影響基坑的開挖安全。故高效的剛性鋼板接頭清理工藝是保證超深地下連續(xù)墻接縫施工質(zhì)量的重中之重。

2 超深地下連續(xù)墻施工重難點應(yīng)對措施

2.1 重車行走施工便道

地下連續(xù)墻施工選用的機械對場地承載力要求比較高，因為在作業(yè)場地內(nèi)有成槽機、起重機械以及混凝土攪拌車作業(yè)等，所以要保證作業(yè)面的地基有足夠的強度。通過分析多年的施工經(jīng)驗和施工案例，得出以下常用設(shè)計參數(shù)：

1）荷載100 t以下的作業(yè)面用單層φ12@400螺紋鋼鋼筋網(wǎng)片制作，混凝土厚度20 cm，混凝土標(biāo)號C20。

2）荷載250 t以下的作業(yè)面用雙層φ12@300螺紋鋼鋼筋網(wǎng)片制作，混凝土厚度25 cm，混凝土標(biāo)號C25。

3）荷載250 t以上的作業(yè)面用雙層φ16@200螺紋鋼鋼筋網(wǎng)片制作，混凝土厚度30 cm，混凝土標(biāo)號C30。

65m以上超深地下連續(xù)墻鋼筋籠重量一般在60～100 t，主履帶吊一般采用 250～400 t，故重車行走施工便道一般采用3）型，即雙層雙向φ16@200螺紋鋼鋼筋網(wǎng)片制作，混凝土厚度30 cm，混凝土標(biāo)號C30。

實際施工時，道路基本滿足施工需要，未影響施工工期。

2.2 成槽施工

2.2.1 成槽工藝（設(shè)備選型和開挖工藝）

成槽一般采用“兩鉆一抓”的施工工藝，首先采用旋挖鉆機或沖擊錘進行引孔，然后采用液壓抓斗進行成槽開挖。

成槽開挖主要機械一般選用德國利勃海爾BS655型液壓抓斗或上海金泰SG60。

旋挖鉆機旋挖引孔：成槽施工時，首先根據(jù)槽段的幅寬確定旋挖引孔的位置和數(shù)量，一般按圖1進行控制。

圖1 旋挖鉆引孔示意圖Fig.1 Diagram of the guiding hole

1）旋挖鉆引孔的中心間距應(yīng)根據(jù)液壓抓斗成槽機斗體寬度而定，斗體寬度均為2.8～3.1m，故旋挖鉆施工時，鉆孔中心間距應(yīng)盡量保證在2.8～3.1m，保證液壓抓斗成槽機的最大開挖效率和開挖垂直度。

2）槽段開挖：引孔后，液壓抓斗成槽機分別對2個槽段進行開挖，直至設(shè)計深度。液壓抓斗成槽機開挖順序見圖2。

圖2 地下連續(xù)墻單元槽段成槽順序圖Fig.2 Sequence diagram of excavation of the diaphragm wall unit groove

2.2.2 成槽控制要點

1）液壓抓斗成槽機和多功能（旋挖）鉆機的垂直度控制

成槽質(zhì)量的關(guān)鍵在垂直度控制上，為保證成槽質(zhì)量，有效控制垂直度（1/600），采取如下措施：

①成槽過程中利用液壓抓斗成槽機的顯示儀進行垂直度跟蹤觀測，做到隨偏隨糾，達到設(shè)計的垂直度要求。

②合理安排每個槽段中的挖槽順序，使抓斗兩側(cè)的阻力均衡。

③消除成槽設(shè)備的垂直度偏差，根據(jù)液壓抓斗成槽機的儀表控制垂直度。

④在成槽過程中，液壓抓斗成槽機司機與專業(yè)看槽人員應(yīng)時刻注意槽段垂直度，做到隨挖隨糾，每成槽15～20m，采用超聲波檢測1次槽段垂直度，與液壓抓斗成槽機垂直度顯示儀進行對比，如發(fā)現(xiàn)機械顯示儀存在偏差，及時進行校正；成槽機司機應(yīng)對當(dāng)班成槽垂直度高度負責(zé)，絕對不能超過設(shè)計要求（1/600）垂直度。

2）成槽

挖槽過程中，抓斗出入槽應(yīng)慢速、穩(wěn)當(dāng)，對不同土層采用不同的掘進速度，減小對槽壁的擾動，根據(jù)液壓抓斗成槽機儀表及實測的垂直度及時糾偏。

3）槽深測量及控制

①挖槽時應(yīng)做好施工記錄，詳細記錄槽段定位、槽深、槽寬等，發(fā)生問題，及時分析原因，妥善處理。

②槽段挖至設(shè)計高程后，應(yīng)及時檢查槽位、槽深、槽寬等，合格后方可進行清底。

③成槽過程中利用液壓抓斗成槽機的顯示儀進行槽深跟蹤觀測，做到隨挖隨糾，達到設(shè)計要求。

④槽深采用標(biāo)定好的測繩測量，每幅根據(jù)其寬度測2～3點，同時根據(jù)導(dǎo)墻標(biāo)高控制挖槽的深度，以保證設(shè)計深度。

⑤清底應(yīng)自底部抽吸并及時補漿，清底后的槽底泥漿比重不應(yīng)大于1.15，沉淀物淤積厚度不應(yīng)大于100mm。

4）導(dǎo)墻拐角部位處理

液壓抓斗成槽機械在地下墻拐角處挖槽時，即使緊貼導(dǎo)墻作業(yè)，也會因為抓斗斗殼和斗齒不在成槽斷面之內(nèi)的緣故，而使拐角內(nèi)留有該挖而未能挖出的土體。為此，在導(dǎo)墻拐角處根據(jù)所用的挖槽機械端面形狀相應(yīng)延伸出去20～30 cm，以免成槽斷面不足。

5）沉渣處理

采用黑旋風(fēng)250型除砂機進行除砂，控制時間4～6 h，待泥漿含砂率降到4%以下時，靜置2 h，用超聲波測試槽壁穩(wěn)定性及沉渣厚度，確保靜置12 h后沉渣厚度在20 cm以內(nèi)；在除砂過程中跟蹤觀測泥漿液面，及時補充泥漿，確保泥漿對地下水的壓力差，減少塌方的可能性。

2.3 槽壁穩(wěn)定性控制及針對性措施

槽壁穩(wěn)定性是地下連續(xù)施工的重中之重，對影響槽壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵點制定以下技術(shù)措施。

1）地下水頭控制

根據(jù)相關(guān)的技術(shù)要求，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，成槽時槽段內(nèi)泥漿液面應(yīng)高出地下水位1.5m左右才能有效控制地下水頭。本工程導(dǎo)墻制作時要求導(dǎo)墻頂面高于地下水位1.5m，如局部高差不足時，可采取增大泥漿比重的措施，或者采取降水的措施。

2）泥漿制作

泥漿質(zhì)量的好壞，直接影響到墻體質(zhì)量。泥漿的性能參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求制備。泥漿施工質(zhì)量控制要點為：

①泥漿選用環(huán)保型泥漿。泥漿攪拌嚴(yán)格按照操作規(guī)程和配合比要求進行，新拌制的泥漿應(yīng)在槽中存放24 h以上，并不斷地用泵攪拌，使膨脹土充分水化后方可使用。

②在成槽施工中，泥漿會受到各種因素的影響而降低質(zhì)量，為確保護壁效果，應(yīng)對槽段被置換后的泥漿進行分離凈化處理，符合標(biāo)準(zhǔn)后方可使用。對不符合要求的泥漿進行處置，直至各項指標(biāo)符合要求后再使用。

③對嚴(yán)重水泥污染及超比重的泥漿作廢漿處理，用密閉車輛運到指定地點，不得污染環(huán)境。

④施工期間，嚴(yán)格控制泥漿液體，保證槽內(nèi)泥漿液位必須高于地下水位1.5m以上，而且不低于導(dǎo)墻頂面0.5 m。在容易產(chǎn)生泥漿滲漏時，應(yīng)及時堵漏和補漿，使槽內(nèi)泥漿液面保持正常高度。

3）泥漿控制

采用優(yōu)質(zhì)泥漿材料制備泥漿，使泥漿具有良好的物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

使用泥漿分離設(shè)備黑旋風(fēng)250進行除砂。在成槽施工過程中泥漿含砂率（特別是砂層達到20m以上的）比較大，需要用泥漿分離設(shè)備分離砂粒。

4）施工荷載控制

在槽段成槽過程中，盡量控制大型機械在槽段邊的擾動，以及嚴(yán)格控制槽段邊的物體堆載情況，盡量減少外部施工荷載對槽壁穩(wěn)定性的影響。

5）輔助性措施

對于超深地下連續(xù)墻工程，為確保槽壁長時間穩(wěn)定，滿足成槽后續(xù)施工，建議對地下連續(xù)墻內(nèi)外側(cè)進行水泥土攪拌加固。

2.4 剛性鋼板接頭的安裝和鋼筋籠的吊放

1）剛性鋼板接頭的連接首先需制作相應(yīng)的連接平臺，平臺的任意兩點的高差小于5mm，防止接頭豎向錯臺嚴(yán)重，影響鋼筋籠的下放；水平向采用擋板固定，擋板設(shè)置需拉直線，左右偏差小于5mm，確保水平向不錯臺。

2塊鋼板接頭焊接時，需在上部拉直線控制鋼板接頭的整體平順性。

2）超深地下連續(xù)墻鋼筋籠建議采用整體制作、分節(jié)吊裝的形式，分節(jié)的位置一般符合以下3種情況：

①一般位于基坑開挖底標(biāo)高以下；

② 盡量在基坑開挖后地墻被動土壓力面以下；

③一般選在下部鋼筋較少的斷面。

超深地下連續(xù)墻由于鋼筋籠很長、很重，分節(jié)吊裝可以大大減小起吊高度，降低吊裝安全風(fēng)險，且在一定程度上可以降低吊裝施工成本。

2.5 先行槽段剛性鋼板接頭的清理措施

利用旋挖鉆機鉆桿的強制導(dǎo)向，促使刷壁器與先行槽段鋼板接頭緊密接觸，克服了傳統(tǒng)鋼絲繩刷壁器無法緊靠接頭的缺陷，大大提高了刷壁工效，并且加強了刷壁效果。圖3是在超深槽段刷壁中使用的導(dǎo)向式刷壁器。

圖3 導(dǎo)向式刷壁器照片F(xiàn)ig.3 The photo of the guiding brush

3 結(jié)語

常規(guī)的地下連續(xù)墻施工工藝已無法解決現(xiàn)有超深地下連續(xù)墻施工過程中遇到的問題。本文通過解決實際問題對地下連續(xù)墻施工工藝進行改進，很多改進后的工藝操作起來簡單，對解決超深地下連續(xù)墻施工遇到的問題和缺陷是非常有效的。

[1] 叢藹森．地下連續(xù)墻的設(shè)計施工與應(yīng)用[M]．北京：中國水利水電出版社，2001：10-31.CONG Ai-sen.Design&construction and application of diaphragm walls[M].Beijing：China Water Power Press，2001：10-31.

[2] 余永禎，林婉華，胡永旭，等．建筑施工手冊[M].第3版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.YU Yong-zhen，LIN Wan-hua，HU Yong-xu，etal.Building construction handbook[M].Third edition.Beijing：China Architecture&Building Press，1999.

[3] 龔曉南，高有潮．深基坑工程設(shè)計施工手冊[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998.GONG Xiao-nan，GAO You-chao.Design and construction manual of deep foundation pit engineering[M].Beijing：China Architecture&Building Press，1998.