超深地下连续墙施工关键技术及风险控制

超深地下连续墙施工关键技术及风险控制
发布时间：2023-02-13T06:52:31.525Z 来源：《建筑设计管理》2022年第15期作者：张瑜[导读] 地下连续墙施工在深基坑工程施工建设中意义重大，其施工情况直接影响着基坑工程的施工质量。

张瑜
浙江宝成基础工程有限公司浙江杭州 311225
摘要：地下连续墙施工在深基坑工程施工建设中意义重大，其施工情况直接影响着基坑工程的施工质量。

所以，针对超深地下连续墙施工关键质量控制进行深入研究尤为重要。

本文充分结合位于中心地带的某工程，针对其关键技术及风险控制进行分析，为日后工程项目的顺利开展提供参考与保障。

关键词：超深地下连续墙；关键技术；风险控制
前言：伴随地下空间开发规模的不断扩展，地下连续墙在深基坑工程的施工建设中具有越来越广泛的应用。

地下连续墙具备较强的整体性，较大的刚度、较好的耐久抗渗效果等优势，其施工直接影响着深基坑工程后续的施工条件和深基坑工程的整体建设质量。

怎样加强各个施工部分的优化，提升工程项目的施工质量，为深基坑工程后续施工具有安全可靠的施工条件属于如今的重要课题。

所以，作者充分结合自身工作经验，分析了超深地下连续墙施工关键技术及风险控制，希望为后续工程的开展提供参考。

1工程介绍
整体工程占地面积48公顷，规划建设地下建筑面积约98.87万㎡，其中：拟建地下商业34 万㎡，地下停车58 万㎡，公共空间、地铁（包含11号线、13号线、15号线及地铁4 号线西延段的部分土建）及地下综合管廊（土建部分）等共6.87万㎡。

本期施工为地下六层标准侧式车站，独立建设范围内为四跨三柱矩形框架结构，柱距9米，采用半顺半逆法施工，其中地下一~三层结构体系采用顺作施工，地下负四~六层采用逆作施工，钢管混凝土柱在基坑开挖前地表直接施工；地下一层为人行层，地下二层为车道层及停车场，地下三层为停车场，地下四层为站
厅层，地下五层为设备层，地下六层为站台层，有效站台宽度11m，车站外包总长238.65m，标准段外包宽34. 2m 和38. 2m，顶板覆土厚度约1.9m。

标准段底板底埋深44. 49m，左端集水坑底板埋深46.49m，右端大盾构井底板埋深48m。

本站共设3个地面出入口、2组风亭。

本工程地下连续墙墙厚1200mm，墙深约75m，进入中风化岩3m，地下连续墙土中成槽方量59757.76m3，岩中成槽方量6340.35m3。

地下连续墙采用“工字钢”接头，接缝位置采用MJS全方位高压喷射工法进行加固止水。

2超深地下连续墙的施工关键技术
2.1了解当地的地质情况，明确技术方案
本工程主体地下连续墙深度深，墙深约75m，墙趾位于中风化岩上（平均入中风化岩约3m），车站主体连续墙入岩。

本工程连续墙接头采用铣接头，即连续墙跳幅施工，一期先施工连续墙土中部分采用液压抓斗成槽、入岩部分采用双轮铣成槽，二期后施工连续墙采用双轮铣成槽，连续墙接头通过二期套铣搭接墙体而成。

如二期墙两侧的一期地下连续墙龄期相差过大而出现一侧软一侧硬、一期墙钢筋笼定位不精准导致钢筋笼侵入搭接部分、一期地下连续墙垂直度不够及二期地下连续墙垂直度不够等均可能出现铣接头地下连续墙施工功效低、损耗大甚至套铣失败，及铣接头分叉出现夹泥空洞等缺陷。

同时，本工程地下连续墙深度深，且存在入岩情况，使施工难度及施工风险水平大幅提升。

2.2超深地下连续墙成槽
（1）结合本工程主体连续墙均入岩的特点，合理进行机械设备选型。

本工程地下连续墙施工成槽：一期墙采用上抓下铣工艺成槽，即上部土层成槽采用德国宝峨 GB60成槽机，下部入岩成槽采用德国宝峨BC40双轮铣；二期墙成槽采用宝峨 BC40双轮铣、铣轮配备锥形铣刀，以满足中风化岩中成槽和套铣墙体施工要求。

（2）地下连续墙相邻槽段之间严格按照先后顺序跳槽施工，一期墙浇注完成并达到70%强度以上，方可进行相邻墙幅的施工。

（3）一期、二期地下连续墙施工垂直度控制技术措施
a、在导墙口设置导向架定位，在双轮铣开孔过程中固定铣头，起到导向的作用。

b、二期槽段施工时需套铣一期墙两端的接头混凝土，两端砼强度较高，一旦形成偏斜将很难处理，则开孔时铣头的导向定位十分重要。

开孔时铣轮采取大扭矩低转速，铣削至一定深度，导向稳定以后再加快铣削速度，避免因开孔过快形成偏斜。

c、为了保证二期槽开孔导向准确，采用接头板定位施工工艺；即在一期槽浇筑砼前，在孔口接头位置下设长 6m 的导向板，混凝土初凝后拔出，预留出二期槽孔的准确位置，起到良好的导向作用。

d、由于一期槽段施工必然存在先后顺序，则二期槽段在套铣施工时，两侧的一期墙龄期必然存在差异。

如两侧的一期墙龄期相差较大，套铣施工过程中双轮铣将偏向龄期较短、强度较低的一侧。

因此，为确保二期槽段的垂直度，必须尽可能减小其两侧一期墙混凝土龄期差异，必须保持一期墙龄期差不大于7d，两侧一期墙龄期均在 7~14d 内。

2.3超深地下连续墙泥浆的制作与废浆
泥浆作为地下连续墙施工中深槽槽壁稳定性的重中之重，需依靠自身的重力和在槽壁表面形成的不透水泥皮充分发挥护壁作用，充分结合地质条件与水文资料，采用优质的膨润土、纯碱、CMC按一定比例配制，膨润土5%～7%；纯碱 0.2%~0.4%；CMC 0.05%~0.15%，制备泥浆的水选用纯净的自来水，按一定的比例配制而成，新配置连续墙泥浆比重控制在1.05~1.08之间，循环泥浆比重控制在1.08~1.15之间，施工期间槽内泥浆必须高于地下水位1.0m以上，而且不低于导墙顶面0.5m。

严格控制比重、含砂率和粘度等泥浆性能，指标超标后经改良仍无法达标即按废浆处理。

配置宝峨泥浆分离系统，采用槽底泵吸反循环清理沉渣等方式确保泥浆和清底质量。

在清槽过程中不断置换泥浆，清槽后，槽底以上 0.2m 处的泥浆比重不大于
1.10，含砂率不大于 4%，粘度不大于 25s。

2.4超深地下连续墙钢筋笼吊装安全控制（1）分析本工程地下连续墙深度约 75m，单幅钢筋笼重度大，属超重地下连续墙钢筋笼，钢筋笼起吊安装风险水平高。

在钢筋笼吊装过程中，存在以下风险因子： 1）钢筋笼安放不到位； 2）钢筋笼起吊过程中发生变形、散架； 3）吊车起吊过程中倾覆。

综上所述，进行吊具、起吊方法的合理选择，确保超重地下连续墙钢筋笼吊装安全。

（2）对策 1）本工程地连墙采用主吊400T（三一SCC4000）+副180T（中联QUY180）双机抬吊，空中回直，分两节入槽的方法吊装，有效降低钢筋笼吊装施工风险水平。

2）钢筋笼吊放采用双机抬吊，空中回直。

先双机平抬钢筋笼，将其水平吊起离开地面，再缓慢、平稳使之处于垂直状态，通过主吊车移动、调整将钢筋笼放入挖好的槽段中。

起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼重心相重合，保证起吊平衡，避免钢筋笼倾覆。

3）钢筋笼安放不到位针对性控制措施钢筋笼下放困难，其可能原因有：a. 端头倾斜将钢筋笼卡住、b. 槽壁两侧土体径缩将钢筋笼卡住、c. 在下放钢筋笼过程中突然发生塌方造成槽壁深度不到位等。

①如果是端头倾斜造成钢筋笼下放不到位时，必须事先用超声波测量端头垂直度，得出端头侵入钢筋笼的程度，然后适当割除分布筋，收缩主筋，主筋数量不变，然后再放钢筋笼。

②当钢筋笼被卡住的时候，不能强行冲击下放，当钢筋笼反复上下松动多次不能放到位的，需将钢筋笼全部拎出，查明原因并处理好后再重新下放。

4）钢筋笼起吊过程中发生变形、散架针对性控制措施钢筋笼起吊过程中，若有大变形情况发生时，必须马上疏散附近施工人员，同时将钢筋笼放下，对变形钢筋笼进行整形、加固后方可重新起吊。

钢筋笼起吊过程中发生变形、散架事故通常有如下情况：①第一道吊点范围钢筋笼头部向上弯曲发生原因： a、纵横向桁架软弱；b、桁架和分布筋电焊不牢固；
c、吊点钢筋焊接不牢固。

控制措施：
a、主吊前两道吊点范围的桁架钢筋、主筋和分布筋全部电焊加固，桁架钢筋和分布筋相交的两个点更要全部焊接；
b、加强第一道吊点的横向桁架，可以用双排Ф25 以上的“×”形钢筋加强。

②主吊和副吊之间的钢筋笼部分发生弯曲、断裂发生原因：
a、纵向桁架薄弱，钢筋笼较宽；
b、主、副吊之间的距离过长；
c、起吊过程中两部分吊车配合不当；
d、桁架钢筋、桁架与分布筋焊接不牢固。

控制措施：
a、增加纵向桁架的数量；
b、调整吊点位置，将主、副吊之间的距离缩短；
c、双机配合起吊，避免两部吊车拉扯钢筋笼；
d、加强焊接质量。

③转角幅钢筋笼“包饺子” 发生原因：
a、斜撑拉杆强度不够或焊接不牢固；
b、转角幅内边分布筋未和所经过的钢筋焊接牢固；
c、开始起吊过程中，钢筋笼发生倾翻。

控制措施： a、合理设置斜撑拉杆，着重加强每一道吊点之间的斜撑，尤其第一道吊点处斜撑，斜撑钢筋必须要拉到两榀桁架处；
b、转角幅内边对穿的分布筋与经过的每根钢筋都必须焊接牢固；
c、若转角幅一边竖起来较高，为避免在开始起吊钢筋笼过程中，为避免钢筋笼侧翻，可用副吊的副钩吊一根钢丝绳拉住钢筋笼。

5）吊车起吊过程中倾覆针对性控制措施
①主要原因
a、因严重超载，致使对起重机倾覆边的倾覆力矩大于稳定力矩，导致起重机倾覆。

b、起重机未安装起重力矩限制器安全保护装置，操作人员无法准确掌握重物实际重量，致使超载运行导致倾覆。

c、起重指挥人员未经安全技术培训，不熟悉起重吊装作业安全基本知识，特别是在作业前未向起重机司机进行安全技术交底，无实际起吊重量说明，即在重量不清的情况下，违章指挥，违章操作。

②控制措施
a、起重机安全保护装置必须按规定配置，必须安装起重量显示器，其误差不大于 5％。

b、严格按起重机的额定起重量表和起升高度曲线作业，起吊物品不能超过规定工作幅度和相应的额定起重量，严禁超载作业。

c、在进行起重吊装作业前必须制定作业指导书，并对起重机司机及相关人员进行安全技术交底。

起重机械指挥、操作人员应经培训合格后持证上岗，并应熟悉所操作机械的操作规程，以及相关的安全规定。

起重机械作业时，指挥、操作人员必须认真负责，注意力集中。

d、定期加强对起重机械操作人员的安全意识和责任感的培训，通过事故案例讲解和学习，增强其安全意识，提高其操作和防事故能力及起重相关人员紧急情况下的避险能力。

e、前期对施工场地进行调查，确定起吊设备工作场地地基承载力要求，及时对不满足要求的场地进行硬化加强。

6）钢筋笼吊装过程中其它注意事项
a、在钢筋笼起吊前必须重新检查吊点和搁置板的焊接情况，确保焊接质量满足起吊要求后方可开始起吊。

b、在起吊前仔细检查吊具、钢丝绳的完好情况，必须符合安全规范要求。

对于吊具的检查重点是对滑轮及钢丝绳质量的检查，如发现钢丝绳有小股钢丝断裂或滑轮有裂纹现象，一律不得使用。

c、在起吊前检查导管仓内是否有异物，如有必须清除。

d、检查导管仓内导向钢筋的连接情况，确保焊接牢固。

e、起吊前必须清除钢筋笼内的杂物，避免在起吊钢筋笼过程中发生高空坠物的事故。

f、起吊必须服从起重工的指挥，确保钢筋笼平稳、安全起吊。

g、钢筋笼在入槽过程中割除导管仓内的加固钢筋，确保导管仓顺直、畅通。

h、钢筋笼在入槽过程中仔细检查接驳器的完好情况，如有发生接驳器或钢筋脱焊和接驳器帽子脱落现象必须马上弥补后再入槽。

i、如钢筋笼下放困难切不可强行冲击下放，必要的时候将钢筋笼重新拎出，对槽段重新处理后再入槽。

在钢筋笼的吊放中，钢筋笼发生变形，笼子在空中发生摇摆，吊点中心和槽段中心不发生重合。

就会使吊臂出现摆动，很容易导致笼在插入槽内碰撞槽壁出现坍塌，吊点中心和槽段中心发生很大的偏差，钢筋笼无法顺利沉放到槽底等。

2.6混凝土的浇筑施工清孔作为保障混凝土浇筑的重要组成部分，科学合理的选择施工工艺，及时清除成孔底部的淤泥，加强成孔高度的严格控制，避免出现夹层。

混凝土根据设计图纸标准要求开展，混凝土标号为C35，即抗渗混凝土，抗渗等级超过8级，塌落度处于180毫米-220毫米之间。

控制浇筑时间通常是两个小时左右，严禁超出四个小时，如需必要应进行二次清槽处理。

混凝土浇筑时，重视导管在混凝土中的埋入深度，
应超过150厘米，详细观察混凝土的凝结时间为之后工作和应急时间预留足够的时间。

详细观察混凝土在溜槽中的流动状态和粘滞度，目测大颗粒的均匀分布。

例如：应和实验室加强联系，开展技术确认。

确保槽孔验收符合标准以后，利用设备开展泵吸法清底。

将孔底的泥浆输送到地面上的泥浆净化，除掉加大的颗粒，净化粉细砂。

回流到槽孔内部满足标准，还可及时在其中补充新浆，有效增强泥浆的性能，进而保障质量。

3超深地下连续墙施工过程中的风险控制 3.1地连墙塌槽的预防控制措施在超深地下连续墙的施工过程中，确保槽壁的稳定性，避免槽壁发生塌方。

若是出现塌方，不但会出现“埋机”危险、机械倾覆，而且还会导致周边地面发生塌陷，为周边的建筑物和管线的安全造成影响。

预防地下连续墙的塌槽通常分为成槽前的预防措施与成槽过程中的控制措施。

3.1.1成槽之前的预防控制成槽之前的预防措施通常是以对地连墙两侧的土体实施加固为主，如今最为常见的方法就是运用水泥搅拌桩对墙体两侧的软弱地层实施加固硬化，避免地连墙成槽施工中发生槽壁塌方。

3.1.2成槽过程中的预防控制在成槽过程中严格控制槽壁塌方应依靠泥浆的护壁作用。

现如今，地下连续墙运用的护壁泥浆通常为膨润土型泥浆。

3.2地连墙渗漏水的预防控制措施因为连续墙施工工艺的因素，接缝位置在地连墙施工的薄弱部分。

接缝处的渗漏水作为地下连续墙渗水的重要形式。

为了防止基坑开挖之后的接缝位置渗漏水，通常要在地连墙成槽中采用刷壁清理接头位置，成墙之后开挖之前应采用接缝注浆与接缝位置施工高压旋喷桩的方式。

3.2.1成槽过程中的绕流与刷壁清理在进行混凝土的浇灌中，在接头箱与止水钢板夹缝中很容易出现或者混凝土砂浆与进入砂性土体等混合形成结牢物。

在成槽以后悬浮于泥浆之中的砂颗粒快速沉淀于工字钢板的内侧，沉积之后，又产生较为坚硬的胶结物。

3.2.2接缝注浆与接缝位置的高压旋喷桩施工措施在地连墙钢筋笼的加工制作过程中，在接缝位置预留两根通常的袖阀管，地连墙施工顺利完成以后，运用两根袖阀管在接缝处高压注入超细水泥浆，封堵地连墙接缝，避免地连墙接缝位置发生渗漏水。

3.2.3地连墙渗漏水的其它预防措施地下连续墙在混凝土浇筑过程中，要严格控制混凝土浇筑导管的提升高度，一般而言，混凝土导管要在混凝土浇筑面下2～4m。

防止导管拔空出现墙体夹泥、空洞等现象，造成后期地下连续墙的渗漏水。

3.3地下连续墙渗漏水的预防控制措施接缝位置若是发生少量渗漏水应先明确渗漏位置，及时清除渗漏位置松散的混凝土、夹泥、夹砂。

然后手工凿出“V”形槽，严格控制深度在50毫米-100毫米。

根据水泥：水=1:0.3-0.35（重量比）配置双快水泥浆当做堵漏料并搅拌到均匀细腻，将堵漏料捏成料团，放置一点时间之后塞入“V”形槽，并进行挤压，轻砸之后让其向着四周挤实。

地下连续墙身发生大面积的湿泽时，应先对基面上的突起、松散混凝土、灰尘、水泥浮浆实施清理，用水刷洗干净。

之后用水保持基面的湿润性，将结晶水泥干粉与水按照1:0.22-0.24（重量比）进行混合，并均匀的搅拌，采用鬃毛刷将混合完成的涂料涂抹在地下连续墙有湿泽的基面，拌料应在25分钟内顺利用完。

结束语：
概而言之，伴随社会经济的突飞猛进，因为地下连续墙在具体的施工中具有众多优势，如其在施工过程中具有小振动、低噪声，比较适用在城市施工，并且相对于传统的施工模式具备更强的安全性等，让地下连续墙获得广泛运用。

有鉴于此，加强超深地下连续墙的风险控制，有助于推动地下连续墙的良好发展，推动我国工程的可持续发展。

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