地下连续墙入基岩冲抓工艺施工工法

冲抓工艺地下连续墙施工工法1 前言

地下连续墙围护结构由于对周围环境影响小，墙体刚度大，止水性能好，是深基坑工程常用的围护方法之一。在实际施工过程中还可根据设计要求，地下连续墙既可作为施工阶段的围护结构，亦可做结构正式复合墙体的一部分，因此在深基坑工程施工中具有较为广泛的应用范围。

根据基岩的坚硬程度和不同的设备组合，地下连续墙的成槽施工常采用三种施工工艺：纯钻法，先由冲击反循环钻进主孔，副孔采用钻劈法或平打法，该法较适合中等强度的基岩；钻凿法，该法用冲击反循环钻机与机械式抓斗配重凿联合作业，即由冲反钻机钻主孔，副孔由重凿多点破碎，排渣方法可由抓斗直接抓取或用泵吸反循环，该法较适合坚硬的基岩；凿铣法，即用重凿对基岩多点破碎后用液压铣削，每一循环进尺15~20cm，该法适合各种基岩，成槽质量高，但成本亦高。

在广州地铁五号线科韵路站的地下连续墙施工中，针对本工程地层软硬互生、微风化入岩的情况，我们采用了钻—抓—钻—冲—抓的成槽施工工艺，最大限度的利用了大型成槽的的机械使用率，加快了连续墙的成槽速度，最快实现了一台成槽机单个槽段六天成槽、一天一个槽段进行灌注的施工进度，三个多月完成本项目的全部地下连续墙的施工，取得了较好的社会效益和经济效益。

2 工法特点

（1）围岩适应性广：针对不同的岩层，采用抓、抓冲抓、钻抓冲抓等不同的施工工艺，在软质~硬质岩层的地层施工中均可实现连续墙的成槽施工。

（2）机械化程度高：本工法的施工过程中，充分发挥关键大型机械设备的使用，尽量减少人工或成孔效率相对较低的钻孔作业，尽量利用关键设备——槽壁机，提高作业效率。

（3）成槽速度快：针对软硬互生岩层，采用导抓孔进行抓槽施工，解除了硬岩夹层对抓斗作业的限制，由于充分发挥了关键设备槽壁机的使用效率，加快了成槽进度。

（4）成槽质量好：由于采用抓斗进行槽段成型，成型质量较好，较传统的冲孔成槽及方锤冼槽成型好，保证了槽段成型质量；连续墙的墙面平整度较好。

（5）大型吊装设备进行钢筋笼吊放，减少钢筋笼的现场焊接作业，保证连接质量。

（6）双导管法进行水下混凝土灌注，保证连续墙水下混凝土灌注质量。

3 适应范围

本工法较适宜于中硬以下的各类地层的地下连续墙施工，包括土层，全风化岩层、强风化岩层、中风化岩层及以上各种地质的互生岩层的成槽施工。特别是对软硬互生的岩层的成槽施工，本工法更有其适用性，可极大拓展成槽机的施工适用性，提高连续墙施工成槽效率和进度。

特别注意，本工法不太适宜于坚硬以上的岩层（如微风化的花岗岩等）的成槽施工，对该类地层的连续墙成槽，可采用其它的成槽施工工艺。

4 工艺原理

本工法根据围岩的情况不同，采取不同的成槽施工工艺，主要针对入岩后的中硬以下岩层，采取冲抓工艺进行成槽施工。针对中硬以下互生岩层的力学性能，结合机械施工能力及充分发挥机械施工性能，采取先冲导抓孔及进行抓槽施工，提高机械成槽效率。对中硬岩层先冲击成孔破坏原有岩层，利用冲抓工艺施工的关键设备——抓斗成槽机的机械切削能力进行入岩部分的槽段成形施工。

5 技术难点

该工法的基本原理是在拟建地下连续墙的地面上，先构筑导墙，液压抓斗沿导墙壁挖土，并以倾斜仪测定抓斗的垂直度．然后通过操作纠偏液压推板调整液压抓斗的垂直状况，以控制成槽精度。在挖槽同时用泥浆护壁，防止壁面土体坍落。在成槽结束后，通过扫孔清孔工序，清除槽底浮渣，提高墙体承载力。最后放入钢筋笼，进行水下混凝土浇筑。

采用冲抓工艺的地下连续墙施工存在以下技术难点：

⑴槽孔建造方面：

基于复杂的地质条件和墙体在开挖过程中要起围护和封水双重作用，槽孔建造要解决的难题有：在土砂层中保证槽壁的稳定；钻挖硬岩(不允许爆破)所需的机具和工艺；提高成槽精度（孔斜率，超、欠挖率），确保钢筋笼下设到位；提高清孔换浆质量，保证混凝土浇筑质量，减少接缝夹泥。

⑵墙体防水方面：

选择合理可靠的墙段连接方法是地下连续墙防水和结构稳定的关键，为保证相邻槽段的无缝可靠连接，常规采用的方法是工字钢连接法和锁口管连接法。因此，做好工字钢接头防水（或锁口管接头防水）是墙体防水的关键。

6 工艺流程及操作要点

6.1 冲抓工艺连续墙施工工艺流程

结合以上工艺原理，采用冲钻工艺施工地下连续墙的施工工艺流程如下：

6.2

6.2.1

1

2

3

4）导墙上口高出地面140mm ，以防止垃圾和雨水冲入导槽内污染或稀释泥浆；

5）导墙开挖土方时，如果外侧土体能保持垂直自立时，则以土壁代替外模板，避免回填土。否则外侧设模板。砼强度达到设计要求后，墙背用粘土夯填密实，防止地表水渗入槽内，引起槽段塌方；

6）导墙施工完成后，在槽底铺上40mm 厚50＃水泥砂浆，在槽段未开挖前可作临时储浆或换浆沟用。

7）拆模后每隔2米安设上下两道支撑，支撑采用≥80mm 直径的圆木与［10槽钢支撑。同时严禁重型机械在砼未达到设计强度之前靠近导墙行走，防止导墙变形。导墙结构如下图：

，由于材料性质的变

24小时后，放

重力沉淀3）成槽过程中，及时根据地层变化情况对泥浆参数进行检验、调整。泥浆的储备量为挖槽最大单元体积的1.5～2倍。泥浆质量控制的试验项目、取样时间与位置见下页表：

泥浆检验时间、位置及试验项目

导墙结构图

6.2.3成槽施工

1）成槽是地下连续墙施工中的关键工序，约占地下连续墙工期的一半时间，因此是提高工效缩短工期关键，同时成槽精度又是保证地下连续墙质量关键之一。针对不同地质情况，连续墙主成槽可采用不同的施工工艺方法，施工中一般采用冲抓工艺施工，即钻—抓—钻—冲—抓的方法，成槽工艺流程如下：

2

（1800

性；

需随时检测钻杆的垂直精～1/300。（2钻完导孔后，用槽壁机进行挖槽，槽壁机上有垂直最小显示装置，当偏差大于1/500时，则进

行纠偏工作。抓斗工作宽度2.7m ，连续墙预埋工字钢槽段的开控长度为7.0米，一个标准槽段需要三幅抓才能完成，通过砂层时，挖槽速度不宜太快。对较硬的中风化岩和微风化岩，抓斗刃切削不动，需进行钻或冲槽，单元槽段成槽见下页图。

（3）钻切线孔

从中风化岩面开始，在槽段导孔之间补切线钻孔，钻至墙底标高下0.1m 深，然后用槽壁机挖槽，能挖到底标高时则进行换浆工作，否则需冲槽（孔）。

（4）冲槽

冲槽采用国产ZP-3冲击钻机施工，配备方形冲锤，冲锤平面尺寸为0.76m ×1.2m ，整体铸钢，重量在钻机牵引功能限制下尽量选用重锤。对一个槽段，平面上从一端冲到另一端，每冲0.5m 厚的一层岩，用槽壁机清一次沉碴，这样可提高冲击效率。冲槽至设计底标高下0.1m ，用槽壁机抓斗清完沉碴后即可换浆。 6.2.4连续墙接头施工

连续墙接头是极其重要的施工环节，施工难度大，处理不好，将会给主体开挖及结构施工带来很多麻烦和困难，也会给围护结构留下长期质量隐患。

1）接头形式选定

根据设计要求选定，连续墙接头一般采用预埋工字钢接头。

连续墙成槽施工工艺流程图