同济大学土木工程学院生产实习《地下连续墙槽段接头研究》

一、概述

随着城市化进程加快，施工技术朝着安全、实用、经济、环保的方向发展。支护方案不仅必须保证挡土止水的围护功能，还应具有主体结构承重的功能。

地下连续墙，目前集挡土止水、支护和结构承重墙于一体的结构物，即常言的“三合一墙”。该结构物作为地下主体结构的组成部分，必须保证永久耐用、结构整体、无渗无漏、受力均衡。而其中组成地下连续墙单元槽段间的连接结构——槽段接头是该体系核心环节。

二、槽段接头功能

任何形式槽段接头都具有止水、挡砼、传递应力、抗剪切等功能。

止水——视构成槽段的接头形式以及流水路线长短和阻力大小而定。

挡砼——依靠槽段间的挡体辅助其它成熟的工艺，基本满足施工要求。

传递应力——视槽段接头形式而定，结合墙顶锁口梁和支撑体系，能满足设计要求。

抗剪切——由单元槽段之间的联接形式自身的强度而定，一般都能达到设计要求。

止水和传递应力是决定地下连续墙结构稳定的主要因素，它们都由槽段接头形式而定的。因此必须研究槽段接头形式，而选择最佳流水线路和最大限度重叠两单元槽段的刚性联接是保证地下连续墙具有防漏抗渗、传递应力的前提。

三、槽段接头形式

施工接头是指地下连续墙单元槽段之间的连接接头。根据受力特性地下连续墙施工接头可分为柔性接头和刚性接头。能够承受弯矩、剪力和水平拉力的施工接头称为刚性接头，反之不能承受弯矩和水平拉力的接头称为柔性接头。

3.1柔性接头

工程中常用的柔性接头主要有圆形（或半圆形）锁口管接头、波形管（双波管、三波管）接头、楔形接头、钢筋混凝土预制接头和橡胶止水带接头.接头平面形式如图1所示。

3.1.1锁口管接头

圆形（或半圆形）锁口管接头、波形管（双波管、三波管）接头统称为锁口管接头，锁口管接头是地下连续墙中最常用的接头形式，锁口管在地下连续墙混凝土浇筑时作为侧模，可防止混凝土的绕流，同时在槽段端头形成半圆形或波形面，增加了槽段接缝位置地下水的渗流路径。锁口管接头构造简单，施工适应性较强，止水效果可满足一般工程的需要。

3.1.2钢筋混凝土预制接头

钢筋混凝土预制接头可在工厂进行预制加工后运至现场，也可现场预制。预制接头一般采用近似工字型截面，在地下连续墙施工流程中取代锁口管的位置和作用，沉放后无需顶拔，作为地下连续墙的一部分。由于预制接头无需拔除，简化了施工流程，提高了效率，有常规锁口管接头不可比拟的优点。特别适用于顶拔锁口管困难的超深地下连续墙工程。

3.1.3工字形型钢接头

该接头形式是采用钢板拼接的工字形型钢作为施工接头，型钢翼缘钢板与先行槽段水平钢筋焊接，后续槽段可设置接头钢筋深入到接头的拼接钢板区。该接头不存在无筋区，形成的地下连续墙整体性好。先后浇筑的混凝土之间由钢板隔开，加长了地下水渗透的绕流路径，止水性能良好。工字形型钢接头的施工避免了常规槽段接头施工中锁口管或接头箱拔除的过程，大大降低了施工难度，提高了施工效率。

3.2刚性接头

刚性接头可传递槽段之间的竖向剪力，当槽段之间需要形成刚性连接时，常采用刚性接头。

在工程中应用的刚性接头主要有一字或十字穿孔钢板接头、钢筋搭接接头和十字型钢插

入式接头。接头平面形式如图2所示。

3.2.1十字穿孔钢板接头

十字穿孔钢板接头是地下连续墙工程中最常用的刚性接头形式，是以开孔钢板作为相邻槽段间的连接构件，开孔钢板与两侧槽段混凝土形成嵌固咬合作用，可承受地下连续墙垂直接缝上的剪力，并使相邻地下连续墙槽段形成整体共同承担上部结构的竖向荷载，协调槽段的不均匀沉降；同时穿孔钢板接头亦具备较好的止水性能。

采用十字穿孔钢板接头应注意以下几个问题：

a）为了防止混凝土浇筑过程中出现从侧面绕流，影响相邻槽段施工，十字穿孔钢板应沿槽段深度通长设置，且应嵌入槽底沉渣内一定深度，彻底隔断混凝土的绕流路径。对于设计上需要地下连续墙加深隔断地下水的槽段，应将钢筋笼加深至槽底，以固定十字钢板。

b）当采用十字穿孔钢板刚性接头时，如墙体钢筋笼超长，在钢筋笼吊装和沉放过程中用易出现十字穿孔钢板弯曲变形，而使十字钢板无法沿接头箱槽口顺利下行，影响钢筋笼沉放。因此在超过40m 深的超深地下连续墙槽段中一般不宜采用十字穿孔钢板接头。

c）当地下连续墙采用“两墙合一“时，为了确保地下连续墙的防渗性能，在满足受力的条件下，十字钢板穿孔应尽量设置在基底以下，以减少地下连续墙基底以上渗漏的可能性。

3.2.2钢筋搭接接头

钢筋搭接接头采用相邻槽段水平钢筋凹凸搭接，先行施工槽段的钢筋笼两面伸出搭接部分，通过采取施工措施，浇灌混凝土时可留下钢筋搭接部分的空间，先行槽段形成后，后施工槽段的钢筋笼一部分与先行施工槽段伸出的钢筋搭接，然后浇灌后施工槽段的混凝土。这种连接形式在接头位置有地下连续墙钢筋通过（水平钢筋和纵向主筋），为完全的刚性连接。有关试验研究表明其结构连接刚度和接头抗剪能力均优于开孔钢板接头。

3.2.3十字型钢插入式接头

十字型钢插入式接头是在工字形型钢接头上焊接两块T 形型钢，并且T 形型钢锚入相邻槽段中，进一步增加了地下水的绕流路径，在增强止水效果的同时，增加了墙段之间的抗剪性能，形成的地下连续墙整体性好。

四、槽段接头特点

4.1柔性接头

该接头具有一定的抗剪能力，能起止水挡砼的作用，但因与墙体无刚性连接，传递应力差，缺乏抵抗弯矩的能力，同时因流水路线直而短，阻力小，易出现渗、漏水现象，作为地下结构物的外墙须筑内衬墙，才能体现其优点，加工方便，但安装易偏，起拔难度较大，附属设备多。模具接头宜用于深度16-18m以内的地下连续墙；预制接头可适用于深度40m左右的连续墙。

4.2刚性接头

刚性接头流水线路长，路线凹凸多、阻力大，不易出现渗、漏水的现象，止水效果佳，相邻两槽段钢筋笼衔接良好，传递应力好，具有较强的抗剪和抗弯曲能力；接头泥皮粘土易处理，接头砼强度得到保证，整体刚性好，但加工较复杂、安装容易，精度高，是目前国内外最常用的结构墙接头形式，该接头适用于所有深度的地下连续墙。

五、施工接头选用原则

由于地下连续墙施工接头种类和数量众多，在实际工程中在满足受力和止水要求的前提下，应结合地区经验尽量选用施工简便、工艺成熟的施工接头，以确保接头的施工质量：

(1) 由于锁口管柔性施工接头施工方便，构造简单，一般工程中在满足受力和止水要求的条件下地下连续墙槽段施工接头宜优先采用锁口管柔性接头；当地下连续墙超深顶拔锁口管困难时建议采用钢筋混凝土预制接头或工字形型钢接头。

(2) 当根据结构受力要求需形成整体或当多幅墙段共同承受竖向荷载，墙段间需传递竖向剪力时，槽段间宜采用刚性接头，并应根据实际受力状态验算槽段接头的承载力。

六、接头渗漏原因分析及预防措施

6.1接头未清刷干净

只要施工中对先浇槽段接触面的清刷工作稍有松懈，或因为泥浆护壁效果不佳，清刷和下笼过程中不小心碰塌了侧壁的土体，都会使槽段接头处滞留沉渣或局部夹泥，从而导致渗漏水。预防措旋有：精心配制槽段内的护壁泥浆，泥浆储量耍足够，确保成槽及清槽过程中槽壁的土体稳定；成槽机在成槽过程中必须保证垂盲匀速上下，尽量减少对侧壁土体的扰动；槽段两端的清刷作业必须仔细进行，清刷过程中严禁碰撞两侧土体，严禁未清刷干净即进行下一工序。

6.2钢筋笼偏斜

某些槽段由于条件的限制。不能采用跳跃式施工，只能顺序施工相邻槽段，致使后施工的槽段钢筋笼不对称，吊放时因偏心作用产生偏斜；由于接头处未清刷干净，留有前期槽段留下的混凝土块，仍强行吊放钢筋笼，从而产生偏斜。预防措施主要有：尽量避免相邻槽段的连续施工。消除偏心钢筋笼所造成的影响；钢筋笼下放过程中必须垂直、缓慢，如遇障碍物必须提起，摸清情况、清除障碍物后再行下放，切不可强行插入。

6.3支撑架设不及时

由于基坑开挖过快，支撑架设不及时，地下连续墙变形过大造成接头处渗漏水。尤其是对接头管接头，由于接头刚度较小，对基坑变形更为敏感。预防措施主要有：严格控制开挖进度，及时架设支撑，加强监测。