地下连续墙施工技术在钢筋砼板桩防渗墙中的应用

姜圣军

摘要：如何处理砂土地区防渗板桩的施工，参照地连墙进行处理，板桩稳定利用高喷进行处理，施工质量完全能够满足设计要求、防渗质量较好，较好的解决了钢筋混凝土砼板桩施工在板结砂土无法施工的问题。

关键词：开槽埋桩成槽 防渗板桩

中图分类号U673.33 文献标志码：A

1、工程概况

惠生（南通）重工有限公司在长江边建造船坞，该船坞有限尺度为290m（长）×68m（宽）×12m（深度）。坞室的坞墙采用低桩承台单锚板结构,板桩结构采用500mm（厚）×600mm钢筋混凝土板桩，板桩底高程为-16.50m，长度为18.20m，共计1021根，坞壁内侧设计有200mm的衬砌。坞墙承台宽7m，厚500mm，其上布置有廊道。承台一端与钢筋混凝土板桩相连，另一端则以φ600PHC管桩为基础。锚锭系统采用抛石棱体锚锭墙结构，拉杆采用φ70拉杆，板桩墙后采用高压摆喷桩进行防渗止水，摆喷桩底高程同钢筋混凝土板桩，喷射孔间距定为1.50m。

船坞工程地质自上而下分别为：

①层冲填土，②层粉质粘土夹粉砂，③层粉砂，④层粉土，⑤-1层粉细砂，⑤-2层粉细砂，⑤-1A层粉质粘土夹粉砂，⑤-3层粉细砂，⑤-3A层粉土，⑤-3B层粉砂夹粉质粘土。

2、防渗板桩锤击施工

考虑到船坞内侧的PHC桩施工时会挤压板桩的位置而影响板桩防渗效果，内侧的PHC桩先期施工，防渗板桩开始时采用D80导杆式打桩机锤击施工，由于管桩和板桩挤密土质的作用，施工了约10根桩以后板桩无法正常到位，桩位以及桩深达不到设计要求，我们采取了种种措施：进行了施工机械调整，换筒式打桩机进行锤击，从施工效果看与导杆打桩机一样没有明显效果；后又采取了高压水冲配合锤击的方法，由于水冲扰动了土质，桩深符合设计，桩位偏差超规范要求不利于内衬砌墙的施工，施工速度缓慢。

3、砼防渗板桩采用地下连续墙工艺施工

针对防渗板桩已按设计全部预制结束，改成地连墙施工不具备条件。为此经多方考证结合船坞工程地连墙成功施工经验，我们采用地连墙挖槽成孔的方法进行板桩的插埋，该种施工方法还没有先例，施工過程中需要注意板桩的就位以及稳定处理，为此施工时从以下几多方面进行准备。

3.1施工设备

上海生产的BH-30液压抓斗成槽机1台，50T履带吊2台，平板运输车1辆，制浆设备一套，板桩打孔设备2台。

3.2施工工艺

施工钢筋混凝土导墙，采用液压抓斗设备在钢筋混凝土导墙中抓取土体，同时注入优质泥浆进行槽孔护壁，待槽段挖至设计深度后，起吊钢筋混凝土预制板桩，吊放钢筋混凝土预制板桩，固定板桩位置形成防渗墙。

3.3工艺流程

工艺流程见液压抓斗成槽埋桩墙工艺流程图：

3.4施工方案

3.4.1导墙施工

导墙主要为液压抓斗成槽时起导向及维护泥浆护壁的作用，还承担固定预制板桩的作用。导墙在混凝土强度达到一定强度后方可进行施工，一般需要7天养护期。

3.4.1.1平面定位

根据设计图纸测放板桩防渗墙轴线控制点，再根据防渗墙轴线控制点测放导墙施工控制线，考虑到圬室在土方开挖后会出现位移，结合以前施工船坞工程的经验，板桩位置向圬室外侧预先移10cm的预留量，控制线相应向外移10cm,导墙控制线经监理方验收合格后才能施工, 导墙施工时严格按照控制点施工，最后在施工好的导墙上用红漆标识出防渗墙的轴线编号，以确保板桩防渗墙平面定位精度达到要求。

3.4.1.2井点降水

为保证导墙的施工质量以及挖槽成孔和施工场地道路便于运输板桩及插埋桩的需要，现场利用30米深的管井和轻型井点配合降水，地下水位降至作业面2.0 m以上。

3.4.1.3导墙的施工

导墙顶比板桩顶低0.5m，以便利用导墙控制固定板桩位置。根据施工现场土层情况都为粉砂，将导墙断面做成“┘└”型。该形状的优点：使用时较为稳定，不易产生沉降变形。

导墙采用C20混凝土浇筑，宽度、高度均为60cm，导墙厚度20cm，导墙顶面高出地面，以防雨水流入槽内稀释及污染泥浆。

导墙净间距设计为桩宽(设计50cm)加5cm为55cm，为方便挖机以后拆除宜分缝，两侧导墙所分的施工缝错开4.5m。

先用挖机开挖然后由人工进行沟槽修整，钢筋绑扎、立模板。绑扎钢筋与立好的模板要进行工序质量检验，确保导墙的净距准确以及垂直度满足施工要求。待合格后再进行混凝土浇筑。

待导墙混凝土达到一定强度后，开始拆模板，同时每隔2～3m在导墙内侧墙面用10cm×10cm的木方上下对撑，以防止导墙两侧填土而使导墙内侧变形，影响成槽机的施工。在浇好的混凝土未达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以免引起导墙变形，导墙施工时严格按设计要求进行。

3.4.1.4、路基施工

为了使路基承载力满足施工需求，根据现场路基情况沿板桩防渗墙中心线向内侧，铺设40～50cm厚的道渣、宽度为7.0m～8.0m的施工道路，道路表面应尽量平整，以满足成槽机的施工要求，导墙另一侧同样施工一条便道以便汽车运输板桩和50吨履带吊车的行走和起吊板桩。

3.4.1.5泥浆配制

泥浆主要是在挖槽过程中起护壁作用，泥浆护壁技术是挖槽成桩工程基础技术之一，其质量好坏直接影响到防渗板桩墙的质量与安全。

（1）、泥浆配合比

根据本工程为砂性土层，采用膨润土泥浆，具体泥浆配合比根据试验槽段及实际情况进行调整。制备泥浆的性能指标如下：

（2）、泥浆制备

泥浆搅拌采用高速回转式制浆机。制浆顺序为：水→膨润土→CMC→纯碱。

具体配制：先配制CMC溶液静置5小时，按配合比在搅拌筒内加水，加膨润土，搅拌3分钟后，再加入CMC溶液。搅拌10分钟，再加入纯碱,搅拌均匀后，放入储浆池内，待24小时后，膨润土颗粒充分水化膨胀，泵入循环池备用。

（3）、泥浆循环

① 在挖槽过程中，泥浆由循环池注入开挖槽段，边开挖边注入，保持泥浆液面距离导墙面0.2米左右，并高于地下水位1米以上。

② 成槽过程中，采用泵吸反循环，泥浆由泵抽入槽内，槽内泥浆抽到沉淀池，以物理处理后，返回循环池。

③ 板桩插埋过程中，上部泥浆利用泥浆泵抽返沉淀池，以便二次利用。

3.4.1.6成槽

当导槽内充满泥浆时，进行挖土成槽，本次施工采用先两侧后中间抓法成槽，每次开挖长度约为10根板桩的长度，大约在6米多长，在成槽过程中，严格控制抓斗的垂直度及平面位置，尤其是开槽阶段。其垂直度的控制可以直接通过显示器控制，同时应仔细观察机械设备监测系统，X、Y轴任一方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏。抓斗贴临基坑侧导墙入槽，机械操作要平稳，并及时补入泥浆，维持导墙中泥浆液面稳定在低于导墙顶面30cm左右，挖出来的土料卸至弃土区，同时利用挖机及时进行清理以利于挖槽机甩土。挖槽过程中根据现场情况随时进行泥浆比重的检测，并密切注意成槽过程中的异常情况，发现问题及时处理。

成槽质量标准为：垂直度不得大于1/150；槽深允许误差：+100mm~+200mm；槽宽允许误差：0~+50mm。

3.4.1.7清底换浆

成槽以后，先用抓斗抓起槽底余土及沉渣，再用泵举反循环吸取孔底沉渣。

3.4.1.8板桩的安置

如何吊起板桩到槽孔内是插埋桩的难点，由于板桩长度为18米，重量达13.5吨，考虑到吊桩的安全和施工质量的要求，利用捆绑板桩的方法不安全可靠，为此我们采取了在板桩桩顶向下1.5m的地方利用建筑上使用的钻孔器沿板桩的榫口处开直径12cm的吊桩孔，利用10cm销轴吊钢丝绳。施工时采用一台50T履带吊起吊，起吊时应缓缓的吊起，在导墙上做出第一根板桩的控制线，板桩对准槽段中心垂直、匀速、缓缓下放至设计深度以上2米左右处，解除吊板桩钢丝绳的销轴的保险，以利到设计深度后解除钢丝绳；然后吊机将板桩抬高两米，利用板桩的自重将板桩插入土质中20cm～30cm，同时应使板桩顶标高符合设计要求，板桩间相互夹紧，每根板桩的位置利用木塞两边嵌紧，防止板桩移动，同时在板桩两侧回填砂土；挖第二段槽前将施工好的第一段板桩用钢丝绳拉住防止挖槽时产生移动。

3.4.1.9板桩固定措施

为形成有效防渗系统和对采用挖槽埋桩的土体的固结，在板桩后面采用18米深间距1.5米的高压摆喷桩进行防渗，板桩转角处采用旋喷桩；板桩内侧在圬底板向下9米的深度内进行摆喷来固定板桩。同时圬室的土方在高压摆喷龄期达到28d后进行开挖。

3.4.1.10插桩施工质量检测：

在圬室土方开挖后我们对板桩的施工质量进行了检查，检查发现施工的板桩质量很好，板桩的垂直度及桩平面的平整度符合规范要求，施工的质量比锤击的板桩要好，因而船坞在江边的圬首为保证墙体施工的可靠性同样采取了埋桩这一技术，而未采取设计变更的地连墙。

通过灵活运用地下连续墙施工工艺较好的解决了砂土地质防渗砼板桩难施工的问题。

参考文献

[1] 港口工程地下连续墙结构设计与施工规程[s].北京:人民交通出版社，2004

[2]建筑地基处理技术规范[s].北京:中国建筑工业出版社, 1997

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。