地下连续墙刚性接头软连接施工关键技术

张燕鹏，刘爱国

（1.天津深基工程有限公司，天津 300222；2.中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220)

引言

随着大量大型基坑工程的涌现，地下连续墙结构需要向超深的方向发展，然而现行施工规范尚无较为适合超深地下连续墙的施工方法，特别是接头施工常出现混凝土绕流的现象，另外地下连续墙接头处理技术的发展也明显滞后于挖掘技术的提高，这些都制约着地连墙向超深方向的发展。为此，本文提出了地连墙刚性接头软连接施工关键技术，该技术在防止地下连续墙接头渗、漏水方面效果显著。

1 工程概况

1.1 工程概况

于家堡交通枢纽配套市政公用工程车站主体基坑最深达28.5 m，围护结构采用地下连续墙结构[1]，其最大设计深度达61.5 m，是当时天津市最深的地下连续墙，并且存在L 型、Z 型、T 型等平面形状各异的地下连续墙。地下连续墙接头采用工字钢板刚性连接，由于异型地下连续墙的存在，进一步提高了地下连续墙刚性接头垂直度的要求，因此本工程地下连续墙的接头处理成为本工程的重中之重。

1.2 工程施工重难点

结合本项目及现场实际情况，具体有以下重难点：

1）现有工艺对地下连续墙施工对刚性接头和土体垂直度的要求高，施工中控制难度大；

2）现有工艺容易造成混凝土绕流，给后续成槽作业增加难度；

3）地下连续墙刚性接头上容易附着绕流混凝土和泥皮，造成地连墙接缝处渗、漏水现象；

4）刚性接头需承受较大的流态混凝土侧压力，如果成槽槽体接头部位超挖则造成刚性接头承受较大的流态混凝土侧压力，造成钢筋笼变位，给工程质量带来隐患。

充分考虑以上各种因素，为提高工效、降低安全风险、提高地连墙接头位置质量，确保履约，提质增效，经反复研究分析和工艺试验，实现了地连墙刚性接头软连接工艺技术创新。

2 地连墙刚性接头软连接工艺原理

1）利用柔性填充物的柔软性和流动性，将地下连续墙刚性接头与土体间的空隙填充密实且均匀，从而降低了地下连续墙槽体对刚性接头和槽体土体垂直度的要求，对预防混凝土绕流有显著成效[2]。其工艺原理见图1 所示。

图1 刚性接头软连接施工工艺原理

2）利用发明的专用工具“地下连续墙刚性接头刮壁器”，清除附着于地下连续墙刚性接头上较大体积的柔性填充材料及少量已绕流的混凝土。其工艺原理见图2 所示。

图2 刮壁器工艺原理

3）利用发明的专用工具“地下连续墙刷壁器”，清刷附着在地下连续墙刚性接头上的残余编织袋、少量填充物材料及泥皮。

3 施工工艺流程

地下连续墙刚性接头软连接施工工艺流程：

选择编织袋和填充物材料→人工向编织袋填装填充物材料→装卸柔性填充物→人工抛填柔性填充物→压实柔性填充物→后续槽段成槽接头清刷。

4 施工方法

4.1 选择编织袋和填充物材料

1）选择编织袋

编织袋应该综合考虑人工装填方便、柔性填充物流动性、柔性填充物不宜过大等多方面因素，一般选择长50 cm、宽40 cm 的编织材料袋。编织袋的抗破损能力：所选用的编织袋在抛填和压实过程中不能出现损坏现象，否则散落的填充物材料将流入先行槽段中，造成先行槽段沉渣过厚的后果。

2）选择填充物材料

填充物材料的来源：填充物材料可以选用现场或附近得到的无成本或低成本材料，如砂土、工业废渣等（可以使用其中一种或几种）。为了保证柔性填充物的柔软性和流动性，填充物材料严禁采用不可分割的材料，如粘土、较大的建筑垃圾等。

4.2 人工填装柔性填充物材料

使用人工向编织袋内装填袋容量占比约为30 %至70 %的柔性填充材料，以确保柔性填充物具备较好的流动性。

4.3 人工抛填柔性填充物

1）抛填时发现编织袋已破损或袋口未扎牢的严禁使用。

2）冬季施工时，严禁抛填已经冻结的柔性填充物，否则填充物会由于失去柔软性和流动性而使刚性接头与土体的接缝处不能填充密实，甚至会卡在接缝较窄的位置。

3）采用人工随机抛填的方法，将柔性填充物抛填至接头接缝处。

4）先行槽段两端都存在刚性接头时，抛填时两侧的柔性填充物高差不宜超过2 m，防止钢筋笼一侧受力过大产生位移，如图3。

图3 双刚性接头抛填

4.4 压实柔性填充物

1）用测深仪器测量柔性填充物实际顶高程，若柔性填充物上升速率超过理论抛填速率，说明发生柔性填充物卡在半空中现象，此时需要用压实器进行压实冲击，确保柔性填充物被压实，保证柔性填充物抛填密实。

2）压实过程中严禁快速冲击。

3）开始抛填时每0.5～1 m 用压实器压实几次；抛填上升一定高度后每1～2 m 用压实器压实几次至压实器不再下降为止。

4）柔性填充物抛填至刚性接头顶高程位置时停止抛填，并使用压实器压实。

4.5 后续槽段成槽接头清刷

第一步先进行刮壁施工；使用液压成槽机配合我公司的发明专利“地下连续墙刚性接头刮壁器”[3]，施工时需要将刮壁器下放入刚性接头内，并沿着接头凹槽进行上下紧贴刮除作业，以达到刮除接头上大体积柔性填充物及少量部分绕流混凝土。刮壁器结构如图4 所示。

图4 刮壁器结构

第二步进行刷壁施工；使用履带吊配合我公司的发明专利“地下连续墙刷壁器”[4]，施工时需要将刷壁器下放入刚性接头内，并将刚性毛刷紧贴刚性接头凹槽，沿着接头凹槽进行上下紧贴刷除作业，以达到刷除接头上的残余泥皮、少量柔性填充物等，最终保证接头处清洁。

5 施工关键点

5.1 柔性填充物抛填

1）人工抛填柔性填充物采用随机抛填的方式将柔性填充物随机抛入刚性接头与土体的接缝处。严禁为了施工方便，将柔性填充物抛填入同一点。

2）先行槽段两端都存在刚性接头时，抛填时两侧的柔性填充物高差不宜超过2 m，防止钢筋笼一侧受力过大产生位移。

3）在抛填过程中随时量测柔性填充物上升速度，并根据抛填方量和槽体体积进行核算，随时掌握柔性填充物是否被卡住。并及时对柔性填充物进行压实。

4）压实过程中严禁快速冲击。开始抛填时每0.5～1 m 用压实器压实几次；抛填上升一定高度后每1～2 m 用压实器压实几次。柔性填充物抛填至刚性接头顶高程位置时停止抛填，并使用压实器压实。

5.2 二期槽段接头清刷

在二期槽段成槽完成后，需要将刮壁器沿着刚性接头凹槽进行从上到下多次刮壁，刮除槽壁上的柔性填充物，此过程需要多次重复，以确保接头处残余编织袋、少量填充物材料及泥皮被全部清除。

6 技术应用效果

6.1 施工效率

在传统的地连墙刚性接头施工工艺中，一期槽段浇注过程中混凝土容易绕流到接头结构工字钢与二期槽段连接处，在施工二期槽段时液压成槽机斗体遇到一期槽段绕流的混凝土后会降低成槽效率，采用地连墙刚性接头软连接施工工艺后避免了混凝土绕流现象，提高了二期槽段的成槽效率，缩短了项目的整体工期。

6.2 工程质量

采用地连墙刚性接头软连接技术后有效地保证了超深地下连续墙的墙体质量，接头处无夹渣、孔洞等现象，基坑开挖后地连墙接缝处连接紧密、平顺，无渗水、漏水现象。

7 结语

本关键技术保证了地下连续墙结构在走向超深发展过程中的墙体质量，通用性强且施工工期短，技术经济效益显著。

填充物材料选用现场或附近得到的无成本或低成本材料，强调了环境友好材料对循环经济发展的重要性，环境效益明显。

采用“地下连续墙刚性接头软连接施工”思路新颖，有针对性地解决了超深地下连续墙接头易绕流的施工难题，为类似工程提供了有效的参考依据，值得大力推广。