地下连续墙接头止水技术综述及工程实践

杨 益

(中国水利水电第七工程局有限公司，四川 成都 610000)

0 引言

地下连续墙是由很多槽段连接形成的，单元槽段当中接头模式的选取与质量管理直接关系着墙体止水效果[1]。随着城市建设规模的不断升级，越来越多的超深超大型基坑在各种复杂的地质条件和水文环境下，止水防渗问题十分突出，稍有不慎可能酿成重大工程事故。为此地下连续墙槽段接头止水技术也在不断改进和创新。本文结合福州地铁5号线金环路站超深地下连续墙工程实例，通过对工程特点、设计要求和施工要求等方面的综合分析，选择满足工程要求的止水接头形式，并制定相应的施工控制措施。

1 地下连续墙槽段接头形式

地下连续墙的接头形式有许多种，目前在实际工程中常用的接头形式有接头管、接头箱、止水钢板接头、隔板式接头、预制构件接头等，其中本研究项目采用的是止水钢板接头。其包含十字、工字以及王字形等多种形式[1]，如图1所示，其形式的选择根据具体工程的水文地质条件及刚度、防渗等的要求来确定。

该类型的优点是：

1)具有较好的抗剪性能；

2)明显增长的渗水路径，止水效果较好。

其缺点在于：

1)接头处钢板用量较多，造价较高；

2)由于钢板接头的宽度稍小于地连墙槽段的宽度，因此在成槽浇筑混凝土时易产生绕流现象；

3)刷壁和清理侧壁泥浆具有一定的难度。

2 槽段接头止水技术的改进和创新

地下连续墙是由槽段连接起来的，槽段接头形式不同，其止水效果也不同。除了槽段接头本身具有一定的止水效果外，往往还需要通过改进接头形式等措施来提高止水效果，加强防渗能力。目前槽段接头止水效果改进技术大体上可以归纳为两类：一类是对槽段接头形式进行改进与创新，通过延长、阻断渗流路径提高止水效果；另一类是在槽段接头处内、外侧通过压浆加固等措施形成止水帷幕，提高止水效果。

2.1 槽段接头形式改进创新

通过对原槽段接头形式进行改进创新，以提高槽段接头挡土、承重、防渗的能力。主要的形式包括双止水钢板接头、燕尾型接头、套铣接头等，其中本研究项目采用的是双止水钢板接头。

蒋学文等[2]对地下连续墙双止水钢板接头形式进行了研究与实践，其原理是接头部位墙体的内外选择两块钢板用作接头止水，经阻止地下水的渗漏途径达到止水目的；钢板之间选择钢筋网融合快易收口网用作混凝土隔离网，以阻隔早期单元槽段混凝土浇筑时流进槽段，示意图如图2所示。接头时根据设计图纸加工，与钢筋网焊接为总体，总体起吊、放入，双止水钢板连续墙端部有定位、防水、围护和连接功能。双止水钢板在保证接头止水效果的同时，由于其取消了腹板，相较于工字钢接头用钢量、焊接工作量都大大减少，经济、快速、环保。

2.2 槽段接头处加固止水

本研究项目采用的是三管高压旋喷桩进行补充加固止水。该工艺始于20世纪70年代初，主要是利用旋转钻机将喷射注浆管下入到土层的预定部位，以高压射流直击、切割、损坏、剥蚀原地基物料，使水泥浆液与土粒颗粒强制搅拌混合至凝结硬化，从而形成较为稳定的固结体。由于地下连续墙的主要渗漏点在槽段接头处，高压旋喷桩可布置于地下连续墙槽段接头处的基坑外侧，在接头处形成一道止水帷幕从而达到接头止水的效果[3,4]。

3 工程案例

3.1 工程概况

福州地铁5号线一期工程金环路站位于金洲南路和凤冈路路口处，车站跨路口呈自西北向东南布置，为地下两层单柱两跨矩形框剪结构，采用岛式站台。车站外包总长206.5 m，标准段宽19.7 m，车站基坑深约17.46 m。车站主体采用明挖顺筑法施工，基坑采用地下连续墙+内支撑体系，地下连续墙共计80幅，厚墙800 mm/1 000 mm，最大深度达69 m(宽7.5 m，厚1 m)，50 m以上墙幅占总墙幅的46.5%。

3.2 地质与水文条件

1)地质条件。

金环路站项目基坑范围内主要为第四系人工填土层(包括杂填土和填石)、海积相淤泥、淤泥质土、淤泥夹砂、(含泥)中砂、粉质黏土层、燕山期花岗岩风化岩和基岩。

2)水文条件。

地勘报告揭露的地下水根据埋藏条件涉及上层滞水与承压水两类。而承压水根据赋存介质又能分成松散岩类间隙承压水与基岩孔隙裂缝承压水。基岩孔隙裂缝水是赋存在深度花岗岩的砂土状强风化带与碎块状强风化带内，基岩裂缝水赋存在深度花岗岩的碎块状强风化与中风化带中，受制于岩性与地质构造，渗水性与富水性比较弱，补给源头是含水层侧向补给与顶部含水层垂直提供，承压性较弱。

3.3 地连墙槽段接头止水方案

本工程的特点可归纳为：工期要求较紧、地连墙的施工深度大、地下水丰富且地层渗透性强(富水砂层和富水卵石层)，因此要求止水接头要施工速度快、结构强度和刚度好，同时又具有较好的止水防渗性能。

另外，本工程的地下连续墙存在特殊的变截面墙段，在变截面处仅用工字钢难以达到较好的止水效果，同时易存在应力集中现象，强度要求更高，因此，在变截面处创新性地选用“工字钢接头+旋喷桩”止水方案。

1)槽段接头止水方案。

本工程地下连续墙槽段接头选用的工字钢接头施工操作较方便，施工工艺较成熟，易于保证接头质量，且其止水效果较好。考虑到非对称型工字钢接头的渗径比对称型接头的渗径长很多，防渗性能要优于对称型工字钢接头，且非对称型工字钢接头在二期槽段施工时对钻头的导向性也较好，因此最终采用非对称型工字钢接头，其大样图如图3所示。

一期槽段建设时，因墙幅接头和端孔间存在间隙，为避免混凝土浇筑时绕过间隙充填后续槽段部位，导致后期槽段建设困难，工字钢两侧设止浆铁皮防止绕流影响。

2)变截面处接头止水方案。

本工程地下连续墙设计有两种墙厚，分别为800 mm和1 000 mm，为了确保地下连续墙变截面处的止水效果，在采用工字钢接头的情况下，在变截面处(外侧)采用3根φ800 mm@600 mm旋喷桩止水，深度为36 m，约为基坑开挖深度的2倍。

3.4 地连墙槽段接头施工控制

1)加强接头清刷与清底换浆工作。

地下连续墙成槽后要先用成槽机开展清孔与换浆工作，以去除槽底杂物，置换出槽中稠泥浆，直到沉渣厚度、槽中泥浆指标满足设计要求为止。然后通过吊车吊刷壁器来清理已浇墙段混凝土接头，指先用刷泥板清理接头泥土，然后用带短钢丝刷一头刷去接头杂质，上下刷壁至少10次，直至刷壁器的毛刷面没有泥为止，保证接头面混凝土接合密实。清底换浆时，要保证槽内一直充满泥浆，严格控制吸浆量与补浆量的平衡，不得使泥浆溢出槽外和令浆面小于导墙顶面之下0.5 m，以保障槽壁稳定。混凝土浇筑前，检验清槽质量，令槽底泥浆比重低于1.15，沉渣厚度不大于100 mm。

2)管理接头处混凝土质量。

接头处混凝土浇筑不密实会引起渗漏现象，所以要保证接头处混凝土有较高的和易性、流动性，科学配比混凝土材料。对于泥浆中混凝土的特点与泥浆对混凝土的影响，混凝土强度比设计强度增大5 MPa，在选料上尽量使用优质防水混凝土。运输时，在混凝土内加入一定的添加剂，降低水灰比，提高流动性，延迟初凝时间。浇筑混凝土时，适当提升施工作业面，提升料斗高度，以保障混凝土在水下的扩散压力。

3)立即施作接头附近支撑。

地下连续墙在开挖过程中若未及时施作接头处支撑，会导致地连墙产生较大变形，接头处变形尤为明显，从而造成接头处渗漏。故施工时要严格根据设计的开挖进度处理，及时安装支撑，加强现场生产监测。

4)严格控制钢筋笼的垂直度。

钢筋笼由于吊放时偏心、接头未清刷干净等原因会产生偏斜，钢筋笼偏斜会严重影响地连墙的整体刚度，影响接头处的止水效果。在本工程施工过程中，钢筋笼起吊采用双吊多点起吊法，对吊点加固钢筋和吊筋进行详细验算及严格验收。钢筋笼下放时保证垂直且缓慢，面临障碍物时要提起，摸清并清理障碍物后方可下放。

4 结语

地下连续墙具有挡土、承重、防渗等功能，已在深基坑项目中得到广泛使用。地下连续墙属于分槽段建设的，各槽段间通过接头实现衔接，而接头部分即是地下连续墙的薄弱部位，需要采取相应的措施提高其强度、刚度和防渗能力。

本文首先归纳总结了现有的地下连续墙接头形式以及在接头止水方面的改进和创新成果，然后根据工程案例——福州地铁5号线金环路站超深地下连续墙开展槽段止水接头选型、施工控制等研究。案例中墙厚变截面处创造性地选择“工字钢接头+旋喷桩”的接头及止水形式，并提出了相应的地下连续墙接头施工控制措施，以确保地下连续墙接头施工质量。

福州地铁5号线金环路站深基坑开挖后的实际情况表明，本工程地下连续墙接头质量良好，渗漏水情况极少，达到了预期的止水效果，节约后期堵漏成本约100万元。