建筑深基坑工程地下連續(xù)墻施工處理技術(shù)研究

劉加芹

上海申海建設(shè)監(jiān)理有限公司 上海 200030

引言

在現(xiàn)代建筑深基坑工程中，地下連續(xù)墻是一項常用的深基坑支護技術(shù)，可以在建筑基坑周圍構(gòu)筑成連續(xù)性墻體結(jié)構(gòu)，同時發(fā)揮截水、擋水、承重與防滲等多重效果。與此同時，地下連續(xù)墻技術(shù)也存在工藝繁瑣、作業(yè)難度大、施工精度要求高的局限性，施工期間容易產(chǎn)生各類質(zhì)量問題。因此，為保證保障工程建造的安全和質(zhì)量，防范各類問題的發(fā)生，確保建筑工程的效益目標實現(xiàn)，必須加大對地下連續(xù)墻施工技術(shù)的重點研究。

1 地下連續(xù)墻施工處理技術(shù)概述

1.1 技術(shù)原理

地下連續(xù)墻是在建筑基礎(chǔ)周邊地面沿軸向來挖設(shè)適當(dāng)深度與尺寸的深槽，在槽內(nèi)放入鋼筋籠與澆筑混凝土，待混凝土凝結(jié)硬化后形成獨立單元槽段，再把相鄰單元槽段相互連接為整體性墻體結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻在建筑深基坑工程中，具備擋水、截水、承重等多重使用功能，有效滿足深基坑圍護需求，大幅降低了坑底突涌水、坑壁塌陷等工程事故的出現(xiàn)率。同時，可以根據(jù)成墻方式或使用用途將地下連續(xù)墻劃分為若干類別。例如，在以成墻方式作為分類依據(jù)時，將地下連續(xù)墻分為樁排式、組合式與槽板式等種類。而在以使用用途作為分類依據(jù)時，則將地下連續(xù)墻分為永久擋土墻、防滲墻和臨時擋土墻等種類。

1.2 技術(shù)特點

第一，可貼近施工，施工人員可以在建筑深基坑外圍區(qū)域或是貼近建筑物位置來修建地下連續(xù)墻，作業(yè)區(qū)域并未超過建筑紅線，無須額外擴增工程建設(shè)面積。第二，防滲性強，墻身由混凝土現(xiàn)澆成型，并通過提前設(shè)置與后續(xù)拔出接頭管來連接相鄰單元槽段，使得地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)有著十分優(yōu)異的防滲性能，有效攔截地表水、地下水侵蝕深基坑結(jié)構(gòu)。第三，墻體剛度大，在深基坑開挖與暴露期間，由地下連續(xù)墻承受一部分的土壓力，避免出現(xiàn)深基坑塌方或是地基沉降等工程事故。第四，適用范圍廣，地下連續(xù)墻技術(shù)對工程現(xiàn)場的地基條件較為寬泛，在絕大多數(shù)情況下都具備應(yīng)用此項技術(shù)的前提條件。同時，也可選擇將地下連續(xù)墻作為建筑工程的剛性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，替代樁基礎(chǔ)等原有基礎(chǔ)型形[1]。

此外，地下連續(xù)墻技術(shù)也存在造價高、特殊地基條件下作業(yè)難度大、相鄰墻段易漏水的局限性。例如，在工程現(xiàn)場修建臨時性地下連續(xù)墻時，造價成本略高于其他臨時支護結(jié)構(gòu)的造價成本。在工程現(xiàn)場分布淤泥質(zhì)土、超硬巖石層等特殊地基時，會大幅提高地下連續(xù)墻施工難度。而在相鄰單元槽段連接不當(dāng)時，槽段交界面形成防滲薄弱部位。

1.3 施工注意事項

第一，對于滲漏預(yù)防問題，提前檢查泥漿、混凝土等材料的性能質(zhì)量，禁止使用稠度不達標的泥漿、存在離析現(xiàn)象的混凝土。隨后，在成槽完畢后清理槽底垃圾雜質(zhì)和淤泥，觀察混凝土澆筑期間是否存在導(dǎo)管拔空、中斷澆筑等問題，并在連接相鄰單元槽段時清刷接縫表面附著物，避免在接縫部位形成防滲薄弱環(huán)節(jié)。第二，對于清孔質(zhì)量問題，施工人員可采取泥漿正循環(huán)法，在槽底放入管路，通過管路持續(xù)向槽內(nèi)注入稠度達標的泥漿，由泥漿攜帶槽底沉渣涌出槽體，待注漿量與注漿時間達標后，停止清槽作業(yè)，靜置一段時間后測量槽底沉渣層厚度，如果測量結(jié)果超標，則繼續(xù)開展正循環(huán)泥漿清槽作業(yè)，必要時使用鋼絲刷頭反復(fù)刷洗連接墻接頭等部位表面的附著物。同時，也可選取抓斗法開展清槽作業(yè)，但需要重點控制抓頭下放角度與速度，不得破壞槽體表面保護泥皮[2]。第三，對于成槽精度問題，在現(xiàn)場彈放控制線與設(shè)置若干控制樁點，將測放成果作為后續(xù)挖槽作業(yè)的施工參照物，使用超聲波測試儀等儀器測量槽坑斷面情況。

2 建筑深基坑工程中地下連續(xù)墻施工技術(shù)要點

2.1 測量放線

在測量放線環(huán)節(jié)，測量人員前往工程現(xiàn)場實地考察，對照施工圖紙內(nèi)容與現(xiàn)場環(huán)境情況是否相符。確定無誤后，使用水準儀、全站儀等儀器設(shè)備，在工程深基坑周邊區(qū)域設(shè)置閉合平面導(dǎo)線，依次布設(shè)各處閉合線與基準點，并設(shè)立水準點與測量控制點，要求所布設(shè)控制點處于主軸中，后續(xù)按照測放成果來引導(dǎo)、約束導(dǎo)墻修筑作業(yè)開展。最后，考慮到地下連續(xù)墻在施工期間會產(chǎn)生一定的位移量，進而影響到周邊基準點布放結(jié)果，因而需要測量人員后續(xù)定期對各處導(dǎo)線與軸線參基準點開展復(fù)核校正作業(yè)。

2.2 導(dǎo)墻修筑

導(dǎo)墻是地下連續(xù)墻施工必不可少的構(gòu)造物，一般是為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)成槽狀，導(dǎo)墻深度一般在1.5～2.0m左右，主要為地下連續(xù)墻施工進行導(dǎo)向，防止地下連續(xù)墻施工偏移，在施工期間，導(dǎo)墻經(jīng)常承受鋼筋籠、澆注砼用的導(dǎo)管、鉆機等靜、動荷載的作用。導(dǎo)墻形式有預(yù)制及現(xiàn)澆兩種，現(xiàn)澆導(dǎo)墻形狀有“L”型或倒“L”形，可根據(jù)不同土質(zhì)選用，應(yīng)根據(jù)工程情況與施工要求來選擇導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)形式。地下連續(xù)墻成槽以前，對地下連續(xù)墻成槽過程中容易發(fā)生塌孔等現(xiàn)象不良地質(zhì)情況，在槽壁兩側(cè)進行預(yù)先土體加固，形成較穩(wěn)定的槽壁結(jié)構(gòu)，一般采用三軸攪拌樁進行加固。經(jīng)槽壁加固處理的地下連續(xù)墻也被俗稱為“夾心餅墻”。在選擇現(xiàn)澆鋼混結(jié)構(gòu)形式時，施工人員在現(xiàn)場指定位置澆筑10cm厚度的素混凝土墊層，在墊層上方支設(shè)模板，清理模板內(nèi)部積水與表面附著物，在模板內(nèi)部綁扎鋼筋或放入雙層鋼筋網(wǎng)片、模板壁面涂刷脫模劑，隨后在模板兩側(cè)對稱澆筑混凝土。砼達到一定強度后可以拆模，同時在內(nèi)墻上面分層支撐100mm×100mm方木，防止導(dǎo)墻向內(nèi)擠壓，方木水平間距1.5m，上下間距為0.8m。而在選用預(yù)制導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)形式時，則在預(yù)制導(dǎo)墻起吊至安裝面上方懸停，待導(dǎo)墻水平位置與垂直度調(diào)節(jié)完畢后，將墻體緩慢下落，在墻體背部分層回填與夯實黏性土。最后，對導(dǎo)墻外觀質(zhì)量、所處位置與規(guī)格尺寸進行仔細檢查，要求導(dǎo)墻兩側(cè)凈距中心線和連續(xù)墻中心線保持重合狀態(tài)、各個單元槽段內(nèi)導(dǎo)墻預(yù)留不少于1個的溢漿孔、相鄰導(dǎo)墻間距略大與地下連續(xù)墻身厚度、導(dǎo)墻中心線偏差值在±10mm內(nèi)、導(dǎo)墻內(nèi)壁垂直度偏差值不超過0.5mm，對不達標部位進行返工處理[3]。

2.3 泥漿制備

提前在現(xiàn)場修建泥漿池、廢漿池與搭設(shè)防護雨棚，泥漿池負責(zé)持續(xù)回收地下連續(xù)墻施工期間產(chǎn)生的泥漿并投入循環(huán)使用，廢漿池負責(zé)臨時存儲性能不達標的廢棄泥漿、避免污染現(xiàn)場環(huán)境，防護雨棚則起到泥漿保護作用，避免泥漿存儲期間的使用性能發(fā)生改變。在泥漿池內(nèi)制備新鮮泥漿，選用膨潤土作為原料，向膨潤土中加水與投加各類外加劑，使用設(shè)備攪拌一段時間，需要根據(jù)地下連續(xù)墻施工情況來確定泥漿制備量，泥漿制備后一定時間內(nèi)投入使用，不得使用存儲時間過長的泥漿。最后，在泥漿使用前，檢查泥漿的相對密度、pH值、黏度與含砂率等性能是否達標，正常情況下，要求使用黏度為15s～18s、含砂率小于4%、pH值在8.0～10.5區(qū)間內(nèi)、相對密度在1.04～1.15的泥漿。

2.4 挖槽

根據(jù)工程情況在現(xiàn)場劃分若干單元槽段，明確各處單元槽段的位置、長度，后續(xù)按順序依次開挖各處單元槽段的槽坑，可采取跳槽開挖方法，分多抓開挖成槽，要求單抓寬度在2.5m以內(nèi)，且單元槽段長度大于挖掘段寬度。隨后，根據(jù)施工需要在現(xiàn)場配備挖槽機械，當(dāng)前主要使用鉆頭式挖槽機或是抓斗式挖槽機。最后，施工人員操縱挖槽機在所劃定單元槽段內(nèi)開挖槽坑，重點控制抓斗角度與挖槽速度，要求適中保持槽孔垂直狀態(tài)、抓斗兩側(cè)斗齒與土壤表面保持緊密貼合狀態(tài)，重復(fù)測量槽坑水平位置與垂直度，對偏差部位進行糾偏處理。待各處槽坑挖設(shè)完畢后，向槽內(nèi)注入泥漿，控制泥漿用量與注入速度，持續(xù)把槽內(nèi)泥漿回收至泥漿池進行循環(huán)利用。

2.5 清底換漿

在成槽完畢后立即向槽內(nèi)注入適量的泥漿，在注漿期間持續(xù)清除槽內(nèi)沉渣，確定清槽質(zhì)量達標、槽底沉渣層厚度未超過設(shè)計標準后，再進入下道工序。同時，施工人員應(yīng)重點關(guān)注槽內(nèi)泥漿液面高度問題，嚴格控制注漿量與注漿速度，禁止在清底換漿期間出現(xiàn)槽內(nèi)泥漿液面高度大幅變化情況，并確保槽內(nèi)充滿泥漿，避免因此影響到槽壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.6 安裝接頭管

在槽內(nèi)指定位置安放接頭管，要求在槽底土層中插入接頭管底部，對接頭管外露部分采取固定措施，避免接頭管后續(xù)因鋼筋籠吊放、混凝土澆筑而出現(xiàn)偏位、錯位情況。隨后，對不澆筑一側(cè)的接頭管開展回填夯實作業(yè)，后續(xù)檢查接頭管兩側(cè)混凝土液面高度是否和回填料高度一致，必要時調(diào)整混凝土澆筑速度，避免因二者形成高度差而造成接頭管位移后果。

2.7 鋼筋籠制作與安放

準備鋼筋開展下料加工作業(yè)，將鋼筋切割為適當(dāng)長度節(jié)段，清理鋼筋表面的灰塵污漬與殘留銹跡，磨平表面毛刺。隨后，按照圖紙內(nèi)容將鋼筋進行綁扎連接，可采取焊接方式來處理各處接頭部位，如果鋼筋籠尺寸較大，可采取分段制作與吊裝方法。最后，仔細檢查鋼筋籠規(guī)格尺寸與質(zhì)量是否達標，如檢查受力鋼筋搭接長度、接頭數(shù)量、焊縫焊接質(zhì)量等，對質(zhì)量不達標部位進行返工處理。

在槽內(nèi)放置鋼板定位墊塊，用于表明鋼筋籠安放位置和固定鋼筋籠，避免出現(xiàn)鋼筋籠偏位、上浮等問題。隨后，操縱吊機將鋼筋籠緩慢起吊至槽坑上方，測量校正鋼筋籠水平位置，使鋼筋籠和所處槽段中心保持對準狀態(tài)，再緩慢將鋼筋籠下放就位，保持鋼筋籠與兩側(cè)槽壁安全間距，避免鋼筋籠刮傷槽壁[4]。在鋼筋籠尺寸、重量較大情況下，則在工程現(xiàn)場配備主副兩臺吊機，開展鋼筋籠整體起吊作業(yè)。最后，待鋼筋籠放置就位后，重復(fù)測量校正鋼筋籠設(shè)置，要求鋼筋籠端部和周邊接頭管間距不小于15cm，確定無誤后，再將鋼筋籠固定在鋼板墊塊上。

2.8 澆筑混凝土

澆筑混凝土前要制備混凝土材料，選用標號不低于42.5的硅酸鹽水泥、河卵石等作為原料，在攪拌過程中投加適量外加劑與摻和料，后續(xù)檢查混凝土材料的坍落度與水灰比等性能是否達標，要求混凝土坍落度在180～220mm區(qū)間內(nèi)，禁止使用水灰比超過60%或是離析狀態(tài)的混凝土。隨后，施工人員在槽坑內(nèi)下放導(dǎo)管，可選用鋼制導(dǎo)管，導(dǎo)管底部與槽底保持0.3m～0.5m間距，清理導(dǎo)管內(nèi)壁殘留漿液，把導(dǎo)管潤濕，避免混凝土粘連。最后，通過導(dǎo)管勻速向槽內(nèi)灌注混凝土，將混凝土液面上升速度與液面高度差分別控制在2m/h以內(nèi)和0.3m以內(nèi)，如果混凝土中途停頓澆筑時間超出0.5h，則挖除已澆筑混凝土，重新開展?jié)仓鳂I(yè)[5]。

2.9 拔起接頭管

觀察混凝土凝固情況，合理選擇拔管時機，分多次提升接頭管，避免在接頭管提升期間破壞混凝土結(jié)構(gòu)狀態(tài)。一般情況下，施工人員需要在混凝土初凝后適度活動接頭管，每隔15min上提一次接頭管，單次提升距離把控在0.15～0.3m，并在混凝土澆筑完畢8h內(nèi)將接頭管全部拔出，預(yù)防接頭管固結(jié)在混凝土墻身內(nèi)部。同時，在拔出最后節(jié)段接頭管時，使用鋼筋等材料插試混凝土結(jié)構(gòu)，在鋼筋前端反饋明顯硬感后，可完全拔出接頭管。

3 結(jié)束語

綜上所述，在建筑深基坑工程中，地下連續(xù)墻施工技術(shù)的應(yīng)用推廣是必然發(fā)展趨勢，也是營造安全施工環(huán)境、改善基礎(chǔ)工程施工條件的重要舉措。建筑企業(yè)務(wù)必提高對地下連續(xù)墻施工技術(shù)的重視，樹立正確技術(shù)應(yīng)用思路，了解施工注意事項，全面掌握技術(shù)操作要點，并做到對各道重要工序作業(yè)質(zhì)量的嚴格把控。確保地下連續(xù)墻技術(shù)在建筑深基坑工程建設(shè)活動中得到有效應(yīng)用，也為工程建設(shè)質(zhì)量與作業(yè)安全提供技術(shù)保障。