使用与维护 第３２卷２０１４年第１期（总第１６９期） 地下连续墙在深基坑工程施工中的应用 王芝兰 （宝钢不锈钢有限公司工程投资部上海２００４３１） 【摘要】介绍了地下连续墙工法在宝钢不锈钢热轧漩流池深基坑施工的工艺和技术，与常规施工工法相 比，技术先进合理，工作效率高，应用效果良好。 【关键词】 地下连续墙深基坑施工应用 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｗａｌｌ ｉｎ Ｄｅｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｚｈｉ—ｌａｎ （ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＢａｏｓｔｅｅｌＳｔａｉｎｌｅＳｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３１） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅｅｐ￣ｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｔ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｗｉｒｌｉｎｇ ｐｏｏｌ ｏｆ Ｂａｏｓｔｅｅｌ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｅｅｓｓ．Ｔｈｉｓ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａｄｖａｎｃｅｄ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｍｍｏｎ ｍｅｔｈｏｄ。 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｗａｌｌ，ｄｅｅｐ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ０前言 地基土，是场区内强度及工程性能最差的土层，并 宝钢不锈钢热轧厂于２００３年ｌ２月投人生产， 具有触变和蠕变等不良特性，也是地下连续墙最 热轧漩流池（深基坑）工程项目是采用地下连续墙 易塌方的土层范围。场区内有两层承压水，第一 的施工工艺技术进行施工，经过１０年使用，情况良 层承压水埋藏在砂质粉土（地层编号⑦）层中，埋 好，无开裂、渗漏现象，工程质量完全达标。 深约２８ｍ，渗透系数小，含水量有限；第二层承压水 漩流池是埋深３３ｍ、有效直径２６．５ｍ的圆形结 埋藏在５６ｍ以下粉性土、粉细砂和中粗砂（⑧，⑨¨ 构，漩流池基坑采用ｌＯ００ｍｍ厚地下连续墙围护和 ⑨ ⑨：）层中，承压水水头高、水压大，层顶标高 ８００ｍｍ内衬整体复合墙体；地下连续墙既做围护 为一５１．６５ｍ（绝对），承压水水头为９．３ｍ，相对于绝 结构又兼做地下结构外墙，墙体既要承受水土的 对标高一４．８６ｍ。 水平荷载 又要承受竖向荷载，同时起防渗作用， １．２工程量及其特点 即为“两合一”墙。地下连续墙平面布置呈正４０边 地下连续墙１９幅，钢筋混凝土约４７００ｍ ；劈裂 形，共计ｌ９幅槽段，其中三边有２幅，两边有１７幅， 注浆３６６ ３ｆＬ，共６９５４延长米。 基坑圆井内壁内切圆半径为１４．０５ｍ，外壁内切圆 地下连续墙底标高为一５３ｍ，顶标高为一１．９０ｍ， 半径为１５．０５ｍ，地下连续墙墙埋深为１．９～５３ｍ，现 在同类工程中并不多见，地下连续墙为“两合一” 着重介绍地下连续墙在不锈钢工程漩流池建设的 墙，因此，对接头的防水、墙面平整度以及垂直度 应用 。 要求较高，施工难度和风险大。漩流池施工场区 范围土层复杂，其上部２２ｍ范围内多为松软土层， １工程地质情况及其特点 各土层的抗剪强度较低，且还有大量的承压水，对 １．１工程地质情况 成槽施工较为不利。第③，④层土属上海地区典 根据地质勘察资料（见表１），自然地坪绝对标 型的饱和软弱地基土，是场区内最差的土层，论证 高约＋４．４４ｍ，表层为杂填土，层厚０．８～５．４ｍ不等， 后，对地下墙槽壁进行劈裂注浆加固；同时由于漩 ②层为粉质黏土，地下连续墙穿过③～⑦层进入⑧ 流池地下墙绝大多数槽段均有３－７ｍ的新近回填 层粉质黏土中。其中③。，③ ，④层为淤泥质粉质 土，也必须进行加固处理，对土体加固处理的要求 黏土及淤泥质黏土，均具有高含水量，高灵敏度， 较高。漩流池地下连续墙深约５ １ｍ，因此对地下连 大孔隙比，高压缩性，是上海地区典型的饱和软弱 续墙槽壁的垂直度要求极高，必须保证垂直度满 一２１— 第３２卷２０１４年第１期（总第１６９期） 蕊挑 ８雷８雷邑雷县曾８ ｇ雷８ ８雷８曾ｇ ｇ雷８雷８雷雹雷８曾萼∈ 使用与维护 表１地基土构成与特征 足１／３００以上，同时如何保证钢筋笼和预制接头桩 准确就位也是本工程的重点和难点 。 ２工法原理及施工工艺流程 （１）工法原理：液压抓斗沿深基础或地下构筑 物周边事先构筑好的导墙，采用泥浆护壁，开挖出 具有一定厚度和深度的沟槽，在槽内放置钢筋笼， 采用导管法浇灌水下混凝土，构成单元槽段。照 此法施工，并以多种接头方式将单元槽段连接成 道连续的钢筋混凝土地下墙 。 （２）施工工艺流程如图１所示： 一地下连续墙成槽要求，同时为保证大型设备起吊 方便及安全，将场坪标高适当降低，要求场地平整 为统一标高一１．９０ｍ。待施工场地具备施工条件 后，可安排槽壁劈裂注浆加固、导墙道路、预制接 头桩穿越施工，待上述工作就绪后开始地下连续 墙的施工翻。 ３．２连续墙施工工序 地下连续墙施工选用五套成槽设备（ＢＨ一１２ 型半导杆式液压抓斗），配一台１５０ｔ履带吊和一台 ５０ｔ吊车用于钢筋笼和预制接头桩安装。 ３．２．１ 导墙施工 导墙施工顺序：平整场地一测量定位一挖槽 一浇筑垫层一绑扎钢筋 支模板一浇混凝土一拆 模板并设置支撑 导墙外侧回填土。 导墙施工设计要点： （１）导墙中心线施工允许偏差±１０ｍｍ。 （２）导墙顶部比地面高出２０ｅａ，以防止地面水 ｒ流人槽内。 图１施工工艺流程 ３地下连续墙施工工序及技术措施 ３．１平面分幅图及施工前的准备 １７８０ｍｍ热轧漩流池工程施工前先安排场地 平整。考虑到ＢＨ—ｌ２成槽设备能够满足５１ｍ超深 一（３）在导墙顶做槽段划分和标高标志，以此控 制钢筋的安装标高。 （４）导墙内侧拆模时，应立即在墙间加设两道 支撑，外层侧回填土应对称进行，并分层夯实。 （５）在导墙混凝土达到设计强度９０％之前，禁 止任何重型机械设备在旁边１ｍ范围内行使、停置 和作业，以防止导墙受压变形。 （６）在导墙混凝土达到设计强度９０％后，才可 进行地下连续墙的施工作业。 ２２一 使用与维护 由于地下连续墙施工均为重型设备，沿导墙 第３２卷２０１４年第１期（总第１６９期） 超过１５０ｍｍ（按规范要求１／３００Ｈ即最大允许偏差 不超过１８０ｒａｍ），能满足规范要求。尽管ＢＨ一１２型 设备具有很多优越性，成槽过程中的还应加强垂 直度控制，并严格执行以下操作规程： （１）导墙尺寸、垂直度必须满足规范要求。 （２）施工场地必须平整，成槽机站位应合理、 平稳。 （３）在导墙口用钢尺跟踪测量成槽机钢丝绳 周围设１０ｍ宽钢筋混凝土环形施工便道，且该施 工便道可做土方开挖和结构施工的道 ４】。 ３．２．２成槽挖土、清底 （１）采用液压抓斗为挖槽机械的纯抓法：用 ＢＨ一１２成槽液压抓斗在泥浆护壁下按设计槽段长 度采用三抓或两抓成槽，达到设计深度后，用特制 方锤在槽内上下来回多次切削修整，使槽壁垂直 平整。 （２）成槽过程中泥浆控制：成槽过程中确保泥 浆液面不低于导墙顶面３００ｍｍ。控制泥浆比重不 低于１．１，并提高泥浆面及其黏度，以保证槽壁在有 效泥浆护壁下保持稳定［４１。 ３．２．３预制接头安装、涮壁 地下连续墙虽称为“连续墙”，但实际上是分 槽段施工的，其墙段连接工艺和方法是技术关键， 也是质量优劣和工程成败的重要标志。本工程地 下连续墙接头采用预制榫式接头（地下连续墙预 制接头技术）。因运输和吊装能力的提高，近年来 在建筑行业中应用较多，该方法施工工序少、速度 快、质量好。预制接头于施工现场预制，为便于吊 装，分上、中、下三段制作，混凝土采用与地下连续 墙强度等级相同的商品混凝土，质量检验按预制 构件制作要求进行 。 ３．２．４钢筋笼制作及吊装 ‘ 场内素混凝土地坪上设两个２６ｍ Ｘ ６ｍ钢筋笼 制作平台，由１４号槽钢拼接而成，其平整度误差小 于１０ｍｍ，钢筋笼成型制作在平台上进行，钢筋笼桁 架及构造钢筋在布置时应考虑混凝土导管位置合 理布置，确保混凝土浇灌顺利。钢筋焊接满焊与交 叉焊部位严格按照施工图控制，焊点质量满足焊接 规范要求。桁架、吊环的焊缝长度和厚度须满足要 求，以防起吊过程中变形、散落。钢筋笼吊装利用一 台１５０ｔ履带吊整体翻身起吊（一台５０ｔ履带吊协助 配合翻身），并由１５０ｔ吊车以垂直状态吊装入槽 。 ３．２．５混凝土浇灌 钢筋笼沉放并经过验收后，对相应槽段置换 泥浆，清除沉渣，彻底清孔，并将接缝面的泥土杂 物清刷干净，然后灌注混凝土。 ３．３主要施工技术控制措施 ３．３．１ 成槽垂直度控制 根据漩流池试成槽试验用的进口ＢＨ一１２型全 液压半导杆式抓斗，设备性能、成槽深度能够满足 施工要求，据试成槽几次测试记录，其最大偏差不 偏位情况，发现偏差立即纠偏处理。 （４）现场经常“换抓”，每抓１０斗土抓斗漩转 １８０。，保证垂直度满足要求。 ３．３．２ 防止预制接头桩位移和混凝土“绕流” 为防止预制接头桩位移，需将接头桩桩尖垂 直插入槽底固定，预制接头桩桩顶用 １６钢筋对 拉连接，桩顶与导墙间间隙用木楔楔死，以防止接 头在混凝土侧压力的作用下外移。预制接头的背 侧空隙用黏土与碎石按１－２分段回填，且要求回填 密实。若背侧空隙较大，则用编制袋装黏土回填， 并严格控制每袋土块直径最大不超过３００ｍｍ，在 填土过程中采取随填随测措施，确认密实后，进行 下道工序施ＬＥＩ＇Ｊ。 ３．３＿３护壁泥浆 漩流池地下墙成槽除了按设计要求对槽壁采 取注浆加固外，护壁泥浆的好坏也是维持槽壁稳 定的一个重要因素，泥浆材料选用含砂量低、造浆 率高的优质Ｇａ＋膨润土，各造浆材料占水的比例 为：膨润土为９％～１０％，纯碱为０．３％～０．３５％，ＣＭＣ 为０．０７５％一０．１％；循环泥浆应定期测试泥浆指标， 保证泥浆各项指标处于最佳状态；在成槽过程中 每抓应测试送浆口泥浆指标一次，严防指标不合 格泥浆进入槽段，成槽结束后，对槽底往上２００ｍｍ 的泥浆进行取样检测，对超出指标的泥浆立即置 换，并及时调整处理嘲。 ３．３．４混凝土浇筑措施 漩流池地下墙深约５１ｍ，１９幅墙中有两幅单 体水下混凝土连续灌注量达３５０ｍ ．其余１７幅单体 混凝土也有２３０ｍ ，该工程水下混凝土浇筑无论浇 注深度还是一次性水下连续浇注量都是极少见 的，做好混凝土供应方案及合理选择浇灌工艺是 确保该道工序顺利实施的关键。前期施工准备阶 段，选择两个搅拌站作为混凝土供应方，硬件上要 求有足够的拌和及运输能力，施工时连续均速的 提供每小时约５０ｍ。混凝土；软件上要求其有能力 ［下转第２６页］ 一２３— 第３２卷２０１４年第ｌ期（总第１６９期） 成圆弧形状，圆弧半径不小于２０ｍｍ，混凝土表面 应保持干燥。 （３）涂刷底胶：用滚筒刷将底胶涂于混凝土表 面，表面指触干燥时即可进行下一工序施工。 （４）找平处理：采用修补胶对表面凹陷部位进 行修补，表面指触干燥时即进行下一步工序施工。 （５）粘贴碳纤维布：按设计要求尺寸裁剪碳纤 维布，配制涂匀粘贴胶后粘碳纤维，用特别的滚筒 沿纤维方向多次滚压，挤出气泡，并使粘贴胶浸透 碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴 重复上述步骤，待表面指触干燥时，再进行下一层 粘贴。 （６）表面保护：表面勾涂粘贴胶保护。 ３．２裂缝灌胶施工 （１）裂缝处理：用钢丝刷等工具，清除裂缝表 面的灰尘、浮渣等污物，然后用压缩空气将裂缝内 的灰尘吹出，再用棉丝沾丙酮擦拭裂缝表面。 （２）封缝：用小铲刀将封缝胶刮抹到裂缝上， 厚度ｌｍｍ左右，宽度２０～３０ｍｍ，抹胶时应防止产 生小孔和气泡，要刮平整，保证封闭严密可靠。 （３）ｆｉｅ胶：按灌缝胶说明书提供配比配制，搅 拌至颜色均匀，然后使用。一次配胶量不宜过多， 以４０～５０ｍｉｎ用完为宜。 （４）灌胶：将配制好的灌缝胶装入注射器，竖 向裂缝按从下向上顺序，水平裂缝按从一端向另 ＃ ； ０ ； ＼ —者、 ； ，＾、 ＼ ； ； 蛳 一使用与维护 端顺序，灌胶时待注胶管（孔）溢出胶为止，依次 注胶，直至所有注胶管（孔）均注完。注胶结束后 及时清理残留结构胶。 （５）成品保护：灌胶结束后，在２４ｈ内不得扰动 注胶部位，３～５天后可拆除注胶管（孔）。 ４结束语 按照以往的加固方法（换梁工艺），需要首先 与生产运输部门办理线路封闭作业手续，再将施 工区域内的信号转辙机、接触网线路迁移，拆除桥 梁上部铁轨、轨枕、渣石等，既影响生产，又耗费其 他相关专业人财资源，而采用粘贴碳纤维布新工 艺加固梁体，既不影响铁路生产运输，也无需支 模、吊装等繁琐的施工设备，大大缩短了工期，降 低了人工、材料、机械、施工管理等工程直接费、间 接费，用少量的投入提高了老旧桥梁的承载能力， 延长了桥梁使用寿命，降低了行车隐患。实践检 验，效果良好，应在其他铁路桥梁加固补强中继续 推广使用。 参考文献 …铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定．北京：中国 铁道出版社，２００４． ’ 【２】铁路桥梁检定规范．北京：中国铁道出版社，２００４． （２０１３—０１—１１收稿） ； 弛 矗 、 ０； ｆ ｅ ； ［上接第２３页］ 提供满足施工各项参数要求配合比的技术力量， 确保各种气候条件下运至现场的混凝土指标（如 坍落度、和易性、初凝时间等）能满足施工使用及 规格要求。混凝土采用闭水性好的专用丝扣导管 按球胆排浆法进行水下浇灌，每幅墙均采用两套 导管同时均速灌注。施工现场配备１７０ｍ（三套）导 管，即保证有１套导管备用Ｉ １。 ４结束语 替桩基础、沉井或沉箱基础，值得在其他深基坑施 工中进行推广和应用。 参考文献 ［１】陆震铨，祝国荣．地下连续墙的理论与实践冲国铁 道出版社，１９８７． ［２】龚晓南．深基坑工程设计施工手册．中国建筑工业出 版社，１９９９． 【３】余志成，施文华．深基坑支护设计与施工．中国建筑 出版社．１９９９． 钢筋混凝土地下连续墙的施工特点是刚度 大，既挡土又挡水，施工时无振动，噪音低，可用作 任何土质，其可以贴近建（构）筑物、铁路线或管线 施工，而不会引起明显的沉降破坏，有效保护原有 建筑安全。并且具有成槽精度高，效率高，墙体刚 度大，防渗性能好，施工灵活等特点。可将地下连 续墙墙体组合成具有很高承载力的任意多边形代 【４】江正荣她基与基础施工手册冲国建筑出版社，１９９７． Ｉ５】现行建筑施工规范大全．中国建筑工业出版社， ２００２． ［６］金问鲁．地基基础实用设计施工手册冲国建筑出版 社，１９９５． （２０１３－０２－０５收稿） 一２６一