探究某高层建筑地下连续墙施工技术

■贾中心

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院 河南郑州 450000）

探究某高层建筑地下连续墙施工技术

■贾中心

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院 河南郑州 450000）

本文结合某建筑工程项目案例，主要论述了超深逆作法穿土嵌岩地下连续墙的施工技术和关键质量控制技术。结合场地地层特点与逆作法施工特点，从穿软土嵌硬岩的成槽方法、超长钢筋笼及逆作预埋件制作与吊装、槽段接头防渗措施、成槽垂直度与槽底沉渣控制等多方面进行技术攻关。

逆作法地下连续墙后压浆柔性圆形锁口管预埋件

在逆作法工程中，地下连续墙不仅为挡土、止水的临时支护，同时兼作地下室结构外墙。与作为防渗墙或挡土墙等临时结构不同，逆作法施工中作为建筑永久结构的地下连续墙对耐久性、施工质量等提出了高要求。此外，作为永久结构的地下连续墙还需达到一定深度的持力层 (即需要穿土层并嵌岩）、设置与地下楼板的预埋件等。这些施工技术在建筑施工中仍处于一个伴随施工机械技术发展而不断改进的探索阶段。

1 工程概况

某建筑工程用地面积19 360 m2，建筑总面积242 748 m2，裙楼8层与地下室5层组成。本工程采用“裙楼地上顺作、地下逆作同时进行，之后主楼顺作”的全逆作法施工。

整个逆作法施工过程中，地下连续墙是集止水、基坑支护和地下室结构外墙为一身是整个工程逆作法施工的第1个关键分项工程。地下连续墙总长约为552m，其中800mm厚墙长390m 1 000mm厚墙长162m，共有99幅。地下连续墙基底标高为-39～-45m，混凝土设计强度等级C30，抗渗等级P8。根据设计要求，地下连续墙作为地下室的外承重墙，是结构的一部分，对施工的质量要求高。地下连续墙垂直度允许偏差控制在1/400以内。

2 基坑工程地质条件

根据地质勘察资料，本场地区域构造稳定、地形开阔、稳定性较好，无地质灾害存在，无岩溶、土洞、危岩及对工程安全有影响的滑坡等不良地质，无影响建筑物稳定性断裂通过。本场地大致分为5个主要工程地质层，即:①填土层;②粉质黏土层;③粉质黏土层;④粉质黏土混粗砂层、卵砾石层;⑤强风化泥岩、泥质粉砂岩层，其下即为中风化泥岩、粉砂质泥岩层。

根据地质勘探报告，场地地下水主要有潜水、第1层承压水和第2层承压水。其中，埋藏于④粉质黏土混粗砂、卵砾石层的第2层承压水透水性、富水性较好，顶板埋深在地面下32.4m左右，厚度约为4m，承压水头埋深在地面下4.42～4.45m，动水压力较大不利于混凝土水下浇筑。

3 工程特点与难点

本工程地下连续墙采取“三墙合一”形式，即地下连续墙在基坑施工时作为基坑挡土和止水结构，基坑完成后作为地下室结构外墙，持力层为埋深-39～-45m的中风化泥岩、粉砂质泥岩。①由于本工程逆作法与地下连续墙作为永久结构等特点，其墙体质量、承载力与垂直度要求高;接驳器等预埋件多且定位要求高也是本工程地下连续墙的鲜明特点。②结合工程地质条件，本工程地下连续墙施工需要穿过厚约30余m的土层，并嵌入中风化泥岩、粉砂质泥岩;其中，土层中夹淤泥质粉土，属施工难度极大的穿软土嵌硬岩的地下连续墙施工。总而言之，本工程地下连续墙的特点与难点可概括以下方面。

（1）成槽深度大，施工中穿软土嵌硬岩成槽设备的选型和泥浆护壁设计正确是保证成槽和槽壁稳定的关键，施工难度大。

（2）地下各层楼板与护壁柱接驳器等预埋件埋设多且定位要求高，其施工质量控制直接影响地下结构逆作法的施工。

（3）墙幅之间接头质量要求高，不允许有漏水现象，否则直接影响地下室的正常使用。

（4）作为永久结构，地下连续墙墙体钢筋混凝土施工质量和墙体垂直度、定位等要求高。

（5）超长钢筋笼的制作、吊装与就位难度大，吊装安全控制难度大。

（6）墙底沉渣厚度控制与沉渣处理直接影响地下连续墙的竖向承载力。

4 关键施工方法

针对上述关于本工程地下连续墙的特点与难点的分析，并借鉴现有地下连续墙施工技术，围绕地下连续墙施工的成槽、安装接头管、加工与吊装钢筋笼和混凝土浇筑等4个主要工序，确定了本工程地下连续墙施工的主要措施。

4.1 超深穿土嵌岩成槽

由于该工程地下连续墙兼作地下室外墙，墙体设计承载力高且要求嵌岩。根据本工程的地质特征和地下连续墙的成槽要求，选用SG30重型成槽机作为本工程的成槽设备，对进入风化岩层的部分采用BAUER-CBC25铣槽机进行成槽。

岩层面以上的粉质黏土和软土层成槽采用SG30重型成槽机进行挖槽作业。基槽开挖并修筑导墙后，将成槽机正确定位;放入泥浆，进行抓土成槽，并不断向槽内补充合格护壁泥浆，始终保持泥浆液面离导墙顶≤300mm。

抓斗出入导墙口时要轻提慢放，严格控制垂直度和偏斜度，同时防止泥浆掀起波浪而影响先行幅地下连续墙导墙下面的土层稳定性。岩层面以下的岩层采用双轮铣槽机进行铣槽。双轮铣槽机为液压式操作机械，反向循环工作。此外，挖槽顺序按连接幅的挖槽方式，即在第1个槽孔内放2根接头管外，从第2个槽孔开始，按序号(2，3，4，5…）做下去，此时每个槽孔内只需放置1根接头管。在开挖相邻槽段时，混凝土强度要达到要求，如达不到要求应增加首开幅的数量。

4.2 泥浆护壁与清底置换

深度达45m的地下连续墙深槽在成槽、钢筋笼安装与混凝土浇筑过程中的槽壁稳定是整个地下连续墙施工的难题。为此，采用性能优良的泥浆护壁，并全程监测、更新泥浆。

泥浆在搅拌池搅拌均匀后泵入储浆池储存，新浆需稳定24h才能使用;具体配合比视施工实际情况做相应调整。在地下墙施工过程中，泥浆会受到污染而变质，因此，泥浆使用一个循环后，要到泥浆进行分离净化，尽可能提高泥浆的重复利用率。回收浆在回浆池沉淀后，对指标仍优良的部分直接泵回储浆池;对指标有所改变的部分在搅拌池调整后，再泵回储浆池;无法调整的废浆集中外运。

成槽后及时进行清底置换，清除槽底淤积物，使其厚度不大于规范要求，并需清除一期墙段混凝土接头面上的泥皮和淤积物。具体方法是铣槽机切削槽底风化岩层后，利用铣槽机配套的离心泵、泥浆净化、管路系统等抽吸槽底的淤积物，抽吸完后必须确保孔底泥浆密度和沉渣符合设计要求，墙底沉渣厚度<100mm，泥浆相对密度≤1.2。

4.3 柔性圆形锁口管接头与旋喷桩止水

采用柔性圆形锁口管接头，系在未开槽段一端紧靠土壁安放接头管，阻挡混凝土与未开挖槽段土体粘合，并起混凝土侧模作用，待混凝土浇灌后，逐渐拔出接头管，在浇筑段端部形成半圆形的混凝土接缝面，具有良好的止水效果。

接头管必须安放到底，各节组装好后全长的垂直度偏差应符合要求，接头管上的各种插孔必须用木楔堵住。在单元槽段混凝土浇筑时，接头管主要起到侧模的作用，接头管背侧回填黏土球，防止混凝土绕流和接头管移位。

接头管采用液压千斤顶顶拔。顶拔装置由底座、上下托盘、承力横梁和2台行程1.2～1.5m的100t柱塞式千斤顶及配套高压油泵等组成。使用时将一对传力铁扁担穿入槽口内，并搁于横梁上，然后开动油泵，利用千斤顶将下横梁顶升，则接头管随同拔起。根据混凝土初凝时间合理控制接头管的起拔时间。第1次顶拔应控制在200～300mm。以后可参照顶升架油压表的读数或时间(15～30min顶拔一次）来控制起拔速度，顶拔高度以压力表读数进行控制。一般情况，混凝土灌注结束后6～8h可拔完接头管。

此外，墙幅间接头采用高压旋喷桩补强，防止接头漏水。采用双重管喷射工艺，桩直径1 000mm，与地下连续墙搭接长度300mm，桩有效长度与墙有效长度相同，水泥用量650kg/m3。水泥∶粉煤灰=1∶0.3，浆液水灰比0.8。喷射气压≥0.7MPa，浆液压力≥25MPa，喷射提升速度15～25cm/min，水泥浆流量>30L/min。

4.4 钢筋笼与逆作法预埋件加工、吊装

通过专用钢筋笼制作平台、精细放样与定位进行钢筋笼制作与预埋件安装，确保其制作质量和预埋件就位正确。做好混凝土地面硬化，并采用［10现场搭设钢筋笼制作平台，并通过水准仪校平。铺好迎土面钢筋网片，将其焊好，并焊好迎土面钢筋网片的施工用筋;制作桁架，将桁架置于迎土面钢筋网片上并焊接;焊接迎坑面施工用筋和加钢筋;焊接封闭筋、定位块;焊接吊筋。

钢筋笼顶标高采用水准仪控制，成槽完成后根据吊筋位置在导墙上分别测量四点位置的标高，再确算吊筋长度，以确保钢筋笼顶标高。预埋筋(件）则以笼顶标高为基准点，以钢卷尺定位后再放置预埋筋(件）。水平位置控制则需在定位钢筋上按照设计位置及间距画出具体位置，再安放预埋筋(件）。此外，还应在钢筋笼上固定好注浆管。钢筋笼制作完成并验收合格后，随成槽清渣工艺完成，然后进行钢筋笼的吊放工作。钢筋笼制作前要根据钢筋笼的大小计算出钢筋笼的重心(特别是异形槽幅），确定出吊点位置。吊放采用双机抬吊，空中回直，其中以150t起重机作为主机，50t起重机作为辅机。起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼形心相重合，保证起吊平衡。

异形槽段钢筋笼制作时应用槽钢作为撑杆(或钢筋）进行加强，防止起吊时变形。起吊用索具应长短一致，下放时不可强行入槽。

4.5 地下连续墙垂直度与沉渣厚度控制措施

地下连续墙作为地下室永久结构，其施工质量不仅影响后续地下结构的施工，也是工程实体竣工验收的关键对象。因此，在保证钢筋、混凝土施工质量的前提下，其垂直度与墙底沉渣控制尤为重要。

（1）加强导墙制作的质量控制，导墙和地下连续墙的中心线必须保持一致，竖向面必须保持垂直。

（2）成槽机就位要反复校准，确保就位正确。成槽过程中和成槽后，采用超声波仪进行垂直度检测。

（3）钢筋笼加工和吊装要严格按照前述的方法施工，保证钢筋笼在槽内顺直。

（4）采用电阻仪进行槽底沉渣厚度检测，确保槽底沉渣不超过5cm。

4.6 墙底压密注浆施工

本工程墙底采用压密注浆施工工艺进行加固，每幅墙埋设2根注浆管，待混凝土强度达到70%时，采用压密注浆加固墙底，提高地下连续墙作为主体结构地下部分外墙的承载力。

采用Φ25焊管作为注浆管，用螺纹接头将每根6m的管接长，总长度要求管底达到墙底标高，底部采用“T”形接头，在底部钻取7个Φ6mm孔，孔间距100mm。

混凝土灌注完成后24h，应拆除顶端堵头，采用高压注浆泵向管内注水劈裂，高压水通过预钻小孔，将绑扎的胶带冲破，劈裂墙底混凝土。待墙体混凝土强度达到70% (混凝土灌注完成7～8d）时，可开始注浆施工。

此外，施工中采用水下浇筑确保混凝土施工质量，并通过后压浆消除墙底沉渣对墙体承载力的影响。施工中因成槽开挖深度大，还建立了沉降与土体位移的变形监测系统，以确保周边地铁等重要建筑的稳定。

5 结语

基于本文阐述的逆作法穿土嵌岩地下连续墙的施工技术和关键质量控制技术，后续基坑土方开挖揭露表明，地下连续墙质量优良，起到了防水、挡土作用，数量多、形式复杂的预埋件埋设到位，承载力也达到了既定要求，满足逆作法施工要求。本工程逆作法穿土嵌岩地下连续墙的施工实践主要从以下方面丰富了地下连续墙的施工技术。

（1）根据工程上部软土和下部硬岩的地层特点，分别选用SG30重型成槽机作为土层成槽设备，采用BAUER-CBC25/MBC3铣槽机进行岩层成槽，成功解决了穿软土嵌硬岩的成槽难题。

（2）通过采用钢筋笼制作平台、精细放样等措施，确保了钢筋笼及有关逆作法数量多且形式复杂的预埋件的加工与安装精度。既保证了墙体质量，又满足了逆作法施工要求。

（3）成槽超声波仪垂直度检测等措施保证了墙体的垂直度;电阻仪使用很好控制了槽底沉渣厚度，后压浆技术也提高了地下连续墙的承载力。

（4）柔性圆形锁口管接头的使用确保了槽段接头的有效连接，接头外侧高压旋喷桩的止水封堵有效防止了接头渗水。

此外，严格的泥浆参数控制与泥浆循环、超长钢筋笼双机抬吊的吊装技术以及成槽垂直度的超声波检测等从不同角度保证了地下连续墙的顺利施工。

［1］卢彬荣，李双燕.杭州地铁文化广场站盖挖逆作施工技术 ［J］.浙江建筑，2010 (8）:31-34.

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TU74[文献码]B

1000-405X（2015）-11-373-2