高層建筑深基坑地下連續(xù)墻施工技術

薛國強

廣東電白建設集團有限公司 廣東茂名 525000

摘要：本文主要針對高層建筑深基坑地下連續(xù)墻的施工技術展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實例，對施工難點作了簡要概述，并對相應的連續(xù)墻施工技術作了系統(tǒng)的分析，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：高層建筑；地下連續(xù)墻；施工技術

引言

所謂的地下連續(xù)墻，是基礎工程在地面上采用一種挖槽機械，由于其具有著工效高、工期短、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點，在高層建筑的施工中得到了廣泛應用。但是在實際的應用中，地下連續(xù)墻仍然存在著一定的問題，需要引起我們的重視，采取有效措施保障工程的施工質(zhì)量?；诖?，本文就高層建筑深基坑地下連續(xù)墻的施工技術進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

某大廈工程基礎土層分布為雜填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉砂中層、風化巖，地下水位較高，設計地下連續(xù)墻深度60m以上，屬超深地下連續(xù)墻，墻體需穿過各土層并嵌入風化巖中。地下連續(xù)墻設計全長397.705m，兩墻合一，墻厚1.0m。設計鋼筋籠共分為A，B，C，D4種結(jié)構形式，首開槽鋼筋籠最長59.05m。地下連續(xù)墻設計鋼筋籠頂標高-2.050m，槽底設計標高分為-60.500，-61.100m兩種。原設計采用的是型鋼接頭法中的工字鋼形式，跳槽法施工。槽段形式中有L形槽段8個，“一”形槽段61個，合計69個槽段。設計為機械抓斗成槽、鋼筋籠和工字鋼整體連接下放再澆筑混凝土，形成地下連續(xù)墻。

2 施工難點

根據(jù)同類工程和地下連續(xù)墻的施工經(jīng)驗，工字鋼接頭形式的鋼筋籠由于受兩端工字鋼約束，首開幅鋼筋籠呈剛性整體，在下放過程中易因槽壁的硬性阻擋而無法下放，深度越大越容易出現(xiàn)卡籠現(xiàn)象，一旦深度超過45m，其下放的難度將急劇增加，很難下放至設計標高，過程中出現(xiàn)的問題超出想象，處理的措施往往是以犧牲地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量為代價，并且極易出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量和安全事故，造成不良社會影響，影響工程質(zhì)量、工期和企業(yè)形象，后期處理難度加大且事故處理費用無法估計。

3 地下連續(xù)墻接頭施工方案優(yōu)化

為了有效解決超深地下連續(xù)墻施工中存在的難題，經(jīng)過分析研究、反復探索并借鑒其他工程的地下連續(xù)墻做法，決定將原設計工字鋼接頭優(yōu)化為II形型鋼柱接頭，將原設計整體鋼筋籠與接頭整體下放優(yōu)化為鋼柱接頭先行下放，然后再開槽施工槽段。采用這種施工方法，槽段的鋼筋籠可以取消下部構造鋼筋，接頭與槽段鋼筋籠分成3部分分別施工，減少了單次吊裝質(zhì)量，降低了鋼筋使用量和配套道路的規(guī)格，原設計接頭施工順序如圖1所示，優(yōu)化的接頭施工順序如圖2所示。

圖1 原設計地下連續(xù)墻施工順序及接頭

圖2 優(yōu)化后的接頭施工順序及接頭

4 地下連續(xù)墻II形接頭施工工藝流程

（1）地下連續(xù)墻施工前首先進行導墻施工，導墻施工完成并達到強度要求后開始施工接頭鋼柱，首先進行鋼柱的中心位置放線，確定其位置并在導墻混凝土上做好明確標識。

（2）泥漿池供應泥漿，液壓抓斗中心點對正鋼柱放線位置并開始開挖，液壓抓斗挖至設計槽底標高后停挖，改由旋挖鉆機在中心點向下繼續(xù)引孔1.4m，鋼柱成孔。

（3）鋼柱最下層一段加工時加長1.0m，下設到位后距孔底部0.4m，呈懸空狀態(tài)，鋼柱頂端與導墻臨時固定。采用超聲波檢測鋼柱的垂直度，根據(jù)檢測結(jié)果微調(diào)鋼柱使之符合垂直度

（4）鋼柱空腔內(nèi)下設導管，澆筑底部嵌固端混凝土，拔出導管并逐步均勻回填鋼柱兩側(cè)土方至導墻頂高度，然后再次下設導管澆筑鋼柱內(nèi)部剩余混凝土。

（5）上述II形地下連續(xù)墻接頭的施工流程如下：

成槽機第1抓，施工方鋼柱下設槽位；旋挖機在設計槽底高程居中向下旋挖1.4m用于固定方鋼柱底端；方鋼柱施工頂端臨時固定于導墻，底端距嵌固孔底0.4m，依據(jù)超聲波檢測數(shù)據(jù)調(diào)整方鋼柱直到垂直度合格，然后固定頂端，鋼柱內(nèi)澆筑5m3混凝土將底端嵌固，嵌固混凝土終凝鋼柱兩側(cè)均勻回填土至導墻高度，再澆筑方鋼柱內(nèi)混凝土至設計高度。

5 地下連續(xù)墻II形接頭施工技術

5.1 鋼柱接頭加工及對接要求

鋼柱接頭采用12mm厚鋼板切割下料，工廠拼接焊成20m一段，每根鋼柱接頭分3段組成，鋼柱接長在現(xiàn)場進行，對接焊縫呈Z字形，即翼緣板焊縫水平位置相互錯開，對接做法如圖3所示，接頭鋼柱的成型質(zhì)量標準如表1所示。

表1鋼柱成型質(zhì)量標準

圖3 II形鋼柱對接示意

5.2 下放鋼柱的槽段施工

5.2.1 泥漿制備

泥漿配合比：膨潤土，水質(zhì)量的8%左右；CMC（羧甲基纖維素鈉），水質(zhì)量的0.05%；純堿（分散劑），水質(zhì)量的0.3%左右。泥漿制作采用泥漿攪拌機攪拌，先將CMC浸泡在水中稀釋，再按規(guī)定數(shù)量加入攪拌筒內(nèi)與膨潤土、純堿一起攪拌，攪拌好后存入新漿池。為充分發(fā)揮泥漿的作用，泥漿攪拌后必須儲存在新漿池24h后方可使用，新配置泥漿性能如表2所示。

表2 泥漿性能

5.2.2 定位開槽

槽段開挖長度2.8m，標準槽段間距6.42m，先在槽段分幅位置用紅漆打點，然后在標記位置電鉆成孔并埋設鋼筋頭作為開槽中心點。分幅點定位時的位置允許偏差為+10mm。

5.2.3 成槽施工質(zhì)量要求

以鋼柱中心作為成槽機開挖定位的中心，依據(jù)測量所得的導墻頂高程，確定挖槽深度，成槽機按照操作規(guī)程開挖。清理底部沉渣后成槽結(jié)束，成槽質(zhì)量驗收標準如表3所示。

表3 成槽質(zhì)量驗收標準

在成槽過程中，每隔2h檢測1次槽內(nèi)泥漿質(zhì)量，施工過程中循環(huán)泥漿和廢棄泥漿的控制標準及檢測方法如表4所示，對于不合格泥漿必須及時調(diào)整，確保槽段土體穩(wěn)定。

表4 泥漿控制標準

5.2.4 鋼柱嵌固孔施工

抓斗成槽至設計槽底高度后，采用旋挖鉆機在鋼柱對應位置向下引孔1.4m，形成直徑1m、深1.4m的嵌固孔。

5.3 下放鋼柱施工工藝要求

5.3.1 鋼柱起吊

將鋼柱底部1m長度范圍腹板兩側(cè)翼緣割除，采用QUY160履帶式起重機吊起鋼柱使其對正槽段中心下設。鋼柱底部1m嵌入旋挖機所引孔中，底端離孔底0.4m，將鋼柱接頭固定于導墻上（如圖6所示），使鋼柱接頭處于懸空垂直穩(wěn)定狀態(tài)。

5.3.2 固定方法

鋼柱下放完成后，在固定前對鋼柱垂直度進行超聲波檢測。如檢測發(fā)現(xiàn)垂直度偏差超標，則提起鋼柱重新按照檢測結(jié)果調(diào)整鋼柱接頭位置使之達到合格標準后再固定。

在鋼柱接頭頂端四側(cè)翼板上按照計算所得的位置開口，將工字鋼穿過4個開口橫擔于導墻上。為防止鋼柱接頭位移，使用L形角鋼與導墻用膨脹螺栓固定牢固，再用10將所有鋼柱接頭沿地下連續(xù)墻方向水平嵌拉。

5.3.3 清渣

固定后開始安裝導管和清孔設備，采用正循環(huán)方法進行清孔換漿，注意及時補漿，柱內(nèi)泥漿面不得低于導墻以下2m。

5.3.4 澆筑嵌固混凝土

清孔完成，澆筑5m3混凝土將槽段底部充滿，使鋼柱底端埋入混凝土內(nèi)。澆筑完成后通過檢查柱內(nèi)外混凝土面高度判定鋼柱的實際嵌固深度和嵌固效果。

5.3.5 柱槽回填

封底混凝土終凝后，將黏土均勻地回填于鋼柱兩側(cè)，使用挖機緩慢回填，保持兩側(cè)回填高度的均勻與同步，回填高度至導墻面高程?；靥钸^程中注意及時回收槽內(nèi)泥漿并通過除砂器濾除泥漿內(nèi)雜質(zhì)。

5.3.6 澆筑柱內(nèi)混凝土

回填完成后澆筑柱內(nèi)混凝土，首先下設導管至底部，然后采用正循環(huán)方法清除底部泥漿沉淀，澆筑前柱內(nèi)沉渣厚度≤100mm，最后澆筑水下混凝土至設計標高。地下連續(xù)墻的槽段施工另行論述。

6 結(jié)語

綜上所述，地下連續(xù)墻施工是一個復雜的施工過程，技術要求較高。但是只要我們因地制宜，針對實際情況采用相應有效的措施進行施工，并對施工中出現(xiàn)的問題加以分析，總結(jié)經(jīng)驗，相信通過這樣肯定縮短工期、降低工程造價、保證工程質(zhì)量。

參考文獻：

[1]陳遠景.淺析地下連續(xù)墻施工技術[J].科技創(chuàng)新與應用.2013（34）.

[2]李道斌.高層建筑深基坑地下連續(xù)墻施工技術研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè).2010（21）.

上接第11頁

的范圍內(nèi)收，以便放置鋼筋籠（即閉合段），如兩相鄰槽段一端未施工，一端已施工，在加工鋼筋籠時，未施工端鋼筋籠需焊接工字鋼，已施工端鋼筋籠水平主筋在50cm的范圍內(nèi)收，以便放置鋼筋籠（即連接段）。

2.7 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠采用整幅成型起吊入槽，為了增加鋼筋籠的剛度和強度，采用增設縱、橫向鋼筋桁架及主筋平面上的斜拉筋等措施。鋼筋起吊點用28mm圓鋼加固。鋼筋籠起吊采用一臺120T履帶式起重機做主吊，50T履帶吊做副吊，主副鉤同時工作，使鋼筋籠慢慢離開地面，并不斷改變它的角度，直到垂直，當?shù)踯囈苿拥绞逛摻罨\對準槽段的中部時，再緩緩入槽，不能強行入槽。

鋼筋籠被吊起時，主吊機掛到頂端和距頂端8m處的兩道吊點上，共6個吊點，副吊機掛到最下一道吊點，共4個吊點。主副吊鉤同時工作，在鋼筋籠以水平狀態(tài)提升到一定高度后，主吊鉤繼續(xù)提升，副吊鉤緩慢放松，使鋼筋籠由水平狀態(tài)轉(zhuǎn)成垂直懸吊，拆去副吊鉤，再對位沉放到槽中。為防止鋼筋籠吊起后在空中搖擺不定，這時要在在鋼筋籠的下端系上拽引繩，用人力操縱。在吊起的時候不能讓鋼筋籠下端在地面上拖拉。

2.8 水下砼灌注

砼澆灌采用龍門架配合砼導管完成，導管采用內(nèi)置絲扣連接式，導管連接處用橡膠墊圈密封防水。導管安裝前應檢查每根導管的絲扣和密封圈是否完好，及有無砼漿粘在絲扣上，如果有砼漿粘在上面，就要用鋼絲刷刷凈后再安裝，安裝時應用搬手卡緊，以防假接，在砼灌注過程中脫掉。導管在第一次使用時，應在地面先作水密封試驗，壓力為0.6～1.0MPa。導管在砼澆注前先在地面上將每根導管拼裝成兩節(jié)，用吊機直接吊入槽中砼導管口，再將兩節(jié)導管連接起來，導管下口距離槽底30～50cm，導管上口接上方形漏斗。

砼澆注中砼面上升速度控制在3～4m/h，保持砼連續(xù)均勻下料，導管下口在混凝土內(nèi)埋置深度控制在2～4.0m，在整個澆筑過程，端頭井控制在7～9h之間。標準段澆筑時間控制在6～7h之間，并隨時觀察、測量砼面標高和導管的埋深，嚴格防止將導管口提出砼面。并且通過測量掌握砼面上升情況、導管埋入深度和澆筑量，防止造成泥漿涌入導管。當混凝土澆搗到地下連續(xù)墻頂部附近時，導管內(nèi)混凝土不易流出，這樣，一方面要降低澆筑速度，另一方面可將導管的最小埋入深度減為1.5m左右，若混凝土還是澆搗不下去，可以把導管上下抽動，但上下抽動范圍不能超過30cm。

3 質(zhì)量及驗收標準

3.1檢測項目

（1）鋼筋籠制作的長、寬、高和鋼筋間距、焊接、預埋件位置及鋼筋籠吊裝、入槽深度及位置。

（2）泥漿配制及循環(huán)泥漿和廢棄泥漿的處理。

（3）槽段成槽后的寬、深和垂直度及清底和接頭壁清刷。

（4）混凝土配合比、坍落度、導管布置及混凝土灌注。

3.2 質(zhì)量標準

（1）混凝土抗壓強度和抗?jié)B壓力應符合設計要求，墻面無露筋、露石和夾泥現(xiàn)象。

（2）連續(xù)墻鋼筋籠制作允許偏差應符合表1的要求。

（3）墻體結(jié)構允許偏差應符合表2的要求。

表1 鋼筋籠制作允許偏差

表2 地下連續(xù)墻各部位允許偏差值表

4 結(jié)語

綜上所述，該地鐵施工根據(jù)相關的要求，結(jié)合實際施工情況，合理安排施工計劃和工期，做好地下連續(xù)墻的施工管理和關鍵工序的質(zhì)量控制，保證了整個工程建設工期的實現(xiàn)，通過將整個車站分成三個工區(qū)同時建設，使建設目標能夠?qū)崿F(xiàn)，工程質(zhì)量得到提高，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻：

[1] 陜中華.淺談城市地下空間開發(fā)和施工新技術[J].科技資訊，2013（23）：42.

[2] 于峰.地下連續(xù)墻在深基坑圍護中應用探析[J].工程與建設，2014（1）：88-90.