地连墙质量控制新措施

王海东，马金光

（1.中交上航局航道建设有限公司，浙江 宁波 315200；2.中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇岛 066000）

地连墙质量控制新措施

王海东1，马金光2

（1.中交上航局航道建设有限公司，浙江 宁波 315200；2.中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇岛 066000）

唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货泊位工程为地连墙结构板桩码头，地连墙为T形新型结构。T形地连墙施工存在一系列难题，如：成槽时槽壁临空面大、阳角处应力集中，槽壁易坍塌；钢筋笼吊装约束面多，钢筋笼入槽竖直度要求高，对槽壁垂直度要求也高；混凝土浇筑时，浇筑工艺不合理容易造成角位处夹泥，并且国内缺少港口工程T形地连墙施工成套技术。结合以往地连墙质量控制措施的基础上研发了一系列新技术，对槽壁稳定、成槽垂直度、钢筋笼吊装垂直度、二次沉渣预防与清除、混凝土浇筑等方面进行质量控制，取得了良好效果，具有很高的推广价值。

槽壁稳定；成槽垂直度；钢筋笼吊装；沉渣预防与清除；混凝土浇筑

1 工程概况

1.1 工程规模

唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货泊位工程位于河北省唐山市曹妃甸新区三港池B港池的北岸，码头岸线总长为1 000 m，前沿水深-13.5 m，码头顶面标高为+4.5 m。

码头结构类型为地连墙板桩码头，地连墙为T形结构，单元槽段即翼墙长度为4.5 m，腹墙长度为2.5 m，墙厚均为0.8 m，地连墙底标高为-32.0 m，墙顶标高为+0.1 m。

T形地连墙结构具体见图1。

1.2 地质条件

该工程地层主要为第四系地层和第四纪形成的海陆交互相地层。表层3.2～5.5 m为填海造地水力冲填形成的粉细砂层，下部天然土层土质主要为粉质黏土、粉细砂、粉土、粉质黏土、粉土、细砂等，各土层交替分布，呈现出上部标贯击数较小、承载力较低，下部标贯击数相对较大、承载力较高趋势[1]。

1.3 水文条件

场区内地下水类型为松散孔隙潜水，接受大气降水及海水的渗透补给，稳定地下水位高程为+2.21 m。

2 质量控制重点、难点

T形地连墙同国内以往建设的板桩码头普遍采用的一字形地连墙比较，在质量控制上有如下重点、难点：

1）本工程地连墙距离海岸线近，仅为8.35 m，且成槽位置1.5～4.0 m深度范围内为袋装砂，受涨潮落潮影响，地连墙海侧水位为动水位，在动水压力下容易引起塌槽[2]。

2）T形地连墙槽段开挖后土体临空面大，施工扰动多，尤其是阳角位置受到2个垂直方向的土压力，土压力叠加后产生应力集中，造成槽壁阳角位置易坍塌[3]。

3）T形地连墙属于空间立体结构，开挖面多，临空面积大，故对槽壁垂直度要求远高于一字形地连墙，必须确保槽壁垂直度偏差远小于规范要求的1/150，否则会导致钢筋笼被卡住而无法入槽就位。

4）地连墙钢筋笼吊装垂直度要求高，且难以控制，若钢筋笼在倾斜状态下安装会刮蹭槽壁造成沉渣厚度超标，甚至会造成钢筋笼无法安装到位，因此，必须采取有效的质量控制措施。

5）T形地连墙平面尺寸大，安装钢筋笼后一旦沉渣超标，则二次清渣耗时耗力，而且清渣效果并不理想，需要采取有效的质量控制措施预防沉渣出现和清除。

6）T形地连墙混凝土浇筑是质量控制的又一项重点。除了合理布置浇筑导管、保证混凝土浇筑面能同步上升外，还要对混凝土浇筑供应连续性、浇筑中断的间隔时间进行控制，确保混凝土的浇筑质量。

3 地连墙施工质量控制措施

本工程是国内第一个采用T形地连墙结构的港口工程，在结合以往板桩码头地连墙的质量控制措施的基础上，针对T形地连墙质量控制的重点、难点，研发了一系列新技术，施工质量得到有效控制。

3.1 槽壁稳定控制措施

通常保证槽壁稳定的控制措施为：采用强夯工艺进行预处理，提高地基土的密实度，为槽壁稳定创造条件；在地连墙海侧和陆侧打设降水井降低地下水位，增加地连墙泥浆液面和地下水的水头差，确保槽壁稳定；控制好泥浆质量，保证其护壁能力。

根据T形地连墙的特点及本工程地质条件，除了采用常规的保证槽壁稳定的措施，更重要的是创新引入水泥搅拌桩进行护壁。

T形地连墙海陆侧打设水泥搅拌桩，水泥搅拌桩桩径为550 mm，桩长3.7～4.7 m，桩边距离导墙的最小距离为50 mm。水泥搅拌桩具体布置见图2（图中①桩为阳角护壁桩）。水泥搅拌桩水灰比为0.6，水泥掺量为12%，制浆材料为海水和P.O32.5普通硅酸盐水泥，28 d无侧限抗压强度标准值≥1 MPa。

3.2 阳角保护控制措施

为防止阳角位置坍塌，甚至槽壁局部失稳，在每个阳角位置打设3根水泥搅拌桩，水泥搅拌桩桩径为550 mm，桩长10 m，相邻桩搭接20 cm，水泥搅拌桩具体布置见图2。

3.3 成槽垂直度

成槽设备选用地连墙施工领域内应用最广、技术先进的液压抓斗。经过方案比选后，确定了先抓翼墙后抓腹墙的成槽方式，见图3。

本方案具有成槽垂直度精度高、施工效率高、投入设备少、施工成本低的优点。

为保证成槽垂直度精度高、满足钢筋笼顺利安装要求，将垂直度偏差控制在10 cm以内，即垂直度允许偏差为1/360，远小于规范要求的1/150（24 cm），研发了以下质量控制措施：

1）加大液压抓斗厚度。地连墙厚度为800 mm，将抓斗厚度加大到820 mm，成槽厚度能达到约840 mm厚，以此来确保钢筋笼顺利安装；

2）第3幅开挖过程中，考虑翼墙土体已经开挖，抓斗导向架一侧临空后会造成另一侧开挖土面槽壁不垂直，向槽内倾斜，故第3幅开挖长度为2 600 mm，比设计要求的开挖长度2 500 mm大100 mm，以此来部分抵消槽壁垂直度偏差。同时确定了两点措施进行垂直度的控制：一是抓斗在卷扬机钢丝绳悬吊状态下挖土，抓斗在钢丝绳起吊力的作用下不会向翼墙方向滑溜；二是利用抓斗自身装置将抓斗垂直度微调，使抓斗出现负角度，斗齿向腹墙陆侧方向略微倾斜，开挖出的土面向陆侧倾斜。

3.4 钢筋笼吊装垂直度控制

钢筋笼吊装除通常使用的起吊扣，创新加入控制扣。主吊索为起吊扣和控制扣相结合的方式，主吊索共6根吊索，其中4根吊索拴在翼墙上作为起吊扣，2根吊索拴在腹墙上作为控制扣。起吊钢筋笼过程中，4根起吊扣均同时受力，2根控制扣不受力，钢筋笼翻转呈垂直状态的一瞬间，2根控制扣开始受力，此后6根主吊索均全部受力，钢筋笼呈竖直状态（要求起吊扣与控制扣钢丝绳长度必须匹配），以此解决钢筋笼偏心吊的难题，保证钢筋笼在竖直状态下入槽。见图4。

3.5 二次沉渣控制与清除

在以往工程中，采用气举反循环进行二次沉渣的清理，清渣范围有一定局限性，清渣并不彻底，清渣效果不理想。本工程中，除了保证泥浆护壁携渣能力、尽量减少钢筋笼入槽时对槽壁的刮蹭等常规措施外，主要研发并实施了如下质量控制措施：

1）成槽、修槽并刷壁结束后，进行清渣换浆，采用两种工艺进行清渣，首先利用抓斗进行清槽，将修槽过程中掉入槽壁的土体清出，之后使用砂泵将槽底沉渣、黏稠泥浆抽出，直至抽出的泥浆物理性能指标同新鲜泥浆，方可停止清渣换浆[4]。

2）首次使用污水污物潜水电泵进行地连墙的二次清渣。钢筋笼安装完成后出现沉渣，对此情况下的沉渣清理称为二次清渣。采用污水污物潜水电泵进行二次清渣，由于潜水电泵外径约40 cm，能顺着钢筋笼孔下放到槽底并进行泵举反循环清渣，清渣快速、彻底。

3.6 混凝土浇筑质量控制

除了对混凝土坍落度、坍损、扩散度、初凝时间、和易性加强控制外，还对混凝土浇筑工艺进行了创新：

1）“三导管法”浇筑T形地连墙水下混凝土

摒弃以往使用1台罐车通过分料斗向多根导管分灰浇筑的方法，根据T形地连墙单元槽段的平面尺寸以及单根导管浇筑影响范围[5]，研发“三导管法”浇筑混凝土，即3台罐车分别向3根导管内同时灌注混凝土，确保混凝土浇筑同步上升，同时浇筑速度大大提升，浇筑时间较以往缩短一半以上。“三导管法”浇筑T形地连墙水下混凝土的导管布置见图5、混凝土浇筑见图6。

2）实现浇筑中断间隔时间控制在20 min以内

水下混凝土浇筑对中断时间有严格的规定，必须保证混凝土浇筑连续[6]，在本工程中，将混凝土浇筑中断时间控制在20 min以内，混凝土罐车配置9台，在正常情况下能满足混凝土浇筑中断间隔时间控制在20 min以内。一旦出现道路堵塞、拌合机出现故障等意外情况，在后面罐车未到达现场的情况下，对正在放料的罐车进行控制放灰，每个导管内放料1 m3左右后，停滞20 min，再放料，再停滞20 min后放料，直至后面的罐车到达现场，以此避免混凝土浇筑中断间隔时间长造成堵管甚至断桩等质量问题的出现。

4 地连墙施工质量控制效果评价

1）水泥搅拌桩护壁达到了保证槽壁（尤其是阳角位置）稳定性、防止土体坍塌的目的；

2）研发的成槽垂直度技术保证措施和质量控制措施是正确的，成槽垂直度偏差控制在10 cm以内，为钢筋笼顺利安装、避免二次沉渣提供了保障。

3）钢筋笼吊装主吊起吊扣与控制扣相结合的创新方式，保证了钢筋笼吊起后的垂直度，避免了偏心吊造成钢筋笼安装困难、出现沉渣的问题，也为钢筋笼顺利安装、避免二次沉渣提供了保障。

4）沉渣控制与清除新举措的实施，很好地控制了二次沉渣的产生，采用污水污物潜水电泵进行二次清渣，解决了多年来不能有效实施二次清渣的顽症。

5）研发的“三导管法”大大缩短了混凝土浇筑时间，保证了混凝土浇筑质量；通过严格执行混凝土浇筑间隔时间控制，有效避免了因混凝土浇筑间隔时间过长而引起的导管堵塞和断桩问题。

5 结语

唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货泊位工程采用T形地连墙作为码头岸壁，在国内尚属首例。在临海高水位及深厚软弱土层情况下的施工，相比同等条件下的一字形地连墙困难得多。通过采取积极有效的质量控制新措施，T形地下连续墙实施顺利，槽壁未出现塌方现象，槽壁的垂直度偏差达1/350～1/700，钢筋笼吊装就位1次成功率达100%，完成1个T形地下连续墙的时间控制在12～24 h，墙体混凝土钻芯取样及声测管检测合格率100%。其质量控制经验对今后类似条件下的T、L、Z形等地连墙施工具有重要的借鉴意义。

[1]中交第一航务工程勘察设计院有限公司.唐山港曹妃甸港区文丰通用杂货泊位工程地质勘察报告[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.,Ltd.Geological investigation report on Wenfeng general cargo berth engineering in Caofeidian port area of Tangshan Port[R].2012.

[2]徐志发.超深地下连续墙施工关键技术及风险控制[J].市政技术，2010，28（5）：95-97. XU Zhi-fa.Key technologies and risk control of extra deep diaphragm wall construction[J].Municipal Engineering Technology, 2010,28(5):95-97.

[3]王盼，莫海鸿，曾子明.T形地下连续墙阳角处槽壁稳定性分析[J].路基工程，2010（4）：218-220. WANG Pan,MO Hai-hong,ZENG Zi-ming.Analysis on trench wall stability in external corner of T-shaped underground continuous wall[J].Subgrade Engineering,2010(4):218-220.

[4] 王敖，田自民.改进泥浆工艺提高地下连续墙的沉渣控制[J].港工技术，2005（12）：64-65，76. WANG Ao,TIAN Zi-min.Enhancing deposit control in diaphragm wall trenches by improving slurry[J].Port Engineering Technology, 2005(12):64-65,76.

[5]JTJ 303—2003，港口工程地下连续墙结构设计与施工规程[S]. JTJ 303—2003,Design and construction technicalcode for diaphragm wall structure of port engineering[S].

[6] JTS 202—2011，水运工程混凝土施工规范[S]. JTS 202—2011,Specification for concrete construction of port and waterway engineering[S].

New measures for quality control of diaphragm wall

WANG Hai-dong1,MA Jin-guang2
（1.SDC Waterway Construction Co.,Ltd.,Ningbo,Zhejiang 315200,China; 2.No.5 Engineering Co.,Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.,Ltd.,Qinhuangdao,Hebei 066000,China）

Wenfeng general cargo berth project in Caofeidian port area of Tangshan Port is a diaphragm retaining wall structure of sheet pile wharf,which is the new T-shaped structure.There are a series of difficulties in constructing T-shaped diaphragm wall,such as:large area of trench wall facing air,corner stress concentration,resulting in trench wall easy to collapse;reinforcement cage hoisting by plane is more limited,into the groove vertical degree requirements strictly,and requires high precision of groove wall verticality;when pouring concrete,the pouring process is unreasonable,it is easy to cause the mud in the corner position,and domestic lack of the complete sets of construction technology for port engineering T-shaped diaphragm wall.On the basis of the previous diaphragm retaining wall quality control measures,we developed a series of new technologies,controlled the quality of the stability of trench wall,trench verticality,reinforcement cage hoisting verticality, second sediment prevention and removal,concrete pouring and other aspects,and achieved good results.It has a high value of popularization.

the stability of trench wall;trench verticality;reinforcement cage hoisting;sediment prevention and removal; concrete pouring

U656.112

B

2095-7874（2017）03-0061-05

10.7640/zggwjs201703013

2016-10-05

2016-12-26

王海东（1985— ），男，河南商丘人，工程师，港口航海与海岸工程专业。E-mail：316853964@qq.com