地下连续墙深基坑支护的施工工艺及技术措施

地下连续墙深基坑支护的施工工艺及技术措施

发表时间：2012-12-20T15:07:24.233Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年9月Under供稿作者：黄炎生

[导读] 然后总结经验，加强对质量通病的防范，才能缩短工期、降低工程造价、保证工程质量。

黄炎生

身份证号码：440782************

摘要：本文结合工程实例，重点对深基坑支护地下连续墙施工工艺和主要技术措施进行了分析探讨。

关键词：高层建筑；深基坑；地下连续墙；施工工艺

Underground continuous wall of deep foundation pit supporting construction technology and technical measures

Huang Yansheng

ID number: 440782************

Abstract: combining with the project examples, focusing on supporting of deep foundation pit underground continuous wall construction technology and main technical measures are discussed.

Key words: high-rise building; deep foundation pit; underground continuous wall; construction technology

1 概述

随着我国建筑事业的发展，城市高层建筑、以及各种大型地下建筑基础埋深的增加与周围环境和施工场地的限制，地下连续墙逐渐被广泛应用于深基坑工程施工。地下连续墙施工是指在地面上使用挖槽设备，在泥浆护壁的作用下，沿着深开挖工程的周边，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并浇筑混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙的施工过程。地下连续墙技术分类复杂，按成墙方式可分为：桩排式、槽板式、组合式，按开挖情况：地下连续墙、地下防渗墙。地下连续墙具有很多优点，如刚度大，既挡土又挡水，施工时无振动，噪音低，适用于城市密集建筑群及夜间施工。浇筑混凝土时无须支模和养护，墙体刚度大于一般挡土墙，能承受较大土压力，可避免地基沉陷和塌方，其不足之处在于需用专门设备进行施工，成本较高，一次性投资大，技术难度较大。

2 工程概况

某高层建筑工程，其基坑内平面面积约9500m2，开挖深度9.80m，是安全等级为一级的基坑支护工程。综合考虑场地条件、工程地质、开挖深度和周围环境，确定采用钢筋混凝土地下连续墙作为支护、止水结构，地下连续墙同时作为地下室的外墙，而且部分单元墙段上设有承力柱。地下连续墙墙厚0.8m，墙顶标高-1.750m，墙底标高为-20.40m，地下墙混凝土强度等级为C35，混凝土抗渗等级为S8，墙身垂直度偏差不大于1/250。由于基坑地质条件复杂，因此基坑的支护对工程的安全至关重要。

3 工程水文地质条件及周边环境

拟建工程表面覆盖层均为湿度较大的杂填土，场地土由上至下分别为：第四系人工堆积杂填土（含建筑垃圾）、含有机质填土、第四系坡残积有机质黏土、第四系坡和残积红黏土。土层的重度在17.4～20kN/m3 之间，抗剪切系数C 在10～45.7kPa 之间，膨胀角在9～26°之间。土层力学参数偏低。现场勘察表明场地下方埋有大量的地下管线，且周边为繁华商业街和居民区，场地环境条件对施工较为不利。为防止成槽施工和基坑土方开挖引起地基沉降，带来管线折断下沉、房屋倾斜等一系列问题，在施工中须采取有效措施确保安全。

4 施工工艺及主要技术措施

4.1 工艺流程

地下连续墙施工工艺流程，如图1所示。

图1 地下连续墙施工工艺流程图

4.2 成槽加固

因场地地质有深厚的淤泥或淤泥质土分布到基坑底下3ｍ，此范围内为防止地下连续墙成槽塌孔和地面沉陷，采用水泥土搅拌桩对连续墙及导墙两侧的土体进行加固，来提高土体强度和抗渗性。

4.3 导墙施工

导墙主要作用包括：挡土、作为测量的基准、作为重物的支承、存蓄泥浆，此外，导墙还可防止泥浆漏失，阻止雨水等地面水流入槽内。地下连续墙距离现有建筑物很近时，施工时还起一定的控制地面沉降和位移的作用。导墙设计采用常规倒“L”型设计，深1 200mm，宽950mm，向基坑内侧翻边800mm，向基坑外侧翻边600mm；配筋采用直径12 mm 的二级螺纹钢，纵、横向间距200mm；混凝土C20，厚150mm。导墙面至少高于地面约100mm，以防止地面水流入槽内污染泥浆。导墙施工工序，如图2所示。

图2 导墙施工工序图

4.4 泥浆护壁

在地下连续墙挖槽过程中，泥浆起到护壁防止坍方、携渣、冷却机具、切土润滑的作用。因此护壁泥浆生产循环系统的质量控制，是保证成槽的安全与质量关键的一个环节，同时对保证混凝土的浇灌质量起着极其重要的作用。根据现场的土质情况确定泥浆配合比，本工程的泥浆性能指标（表1）及配合比（表2）设计为：

表1 新鲜泥浆性能指标表

项目粘度（s）比重PH值失水量

（cc）滤皮厚（mm）

指标24～28 1.068～9≤10≤2

表2 新鲜泥浆配合比表

泥浆材料膨润土纯碱CMC清水

1m3投料量（kg）116.6 4.6640.583949.3

泥浆池采用集装式泥浆箱，有利于安全文明施工。泥浆循环采用3LM 型泥浆泵输送，4PL型泥浆泵回收，并和D100软管组成泥浆循环管路。在地下连续墙施工过程中，要对循环泥浆进行分离净化（使泥浆比重小于1.15，含沙量小于,4％为止）和再生处理（向净化泥浆中补充膨润土、纯碱和CMC 等成分），并应同新鲜泥浆掺合在一起使用。经过多次重复使用后，劣化泥浆（粘度和比重已经超标却又难以分离净化使其降低粘度和比重的超标泥浆）先用泥浆箱暂时收存，再用罐车装运外弃。

4.5 连续墙成槽施工

连续墙成槽施工，先进行幅间钻（冲）导向孔，再进行抓槽机的作业。抓槽深度至岩层时，利用冲击钻进入冲击和修槽完成，冲击时，按主、副孔跳打成槽，最后用方锤冲打修边和冲刷槽间钢接头。每幅槽段配备冲击钻机两台，每两台冲击钻机配备一台泥浆泵进行泥浆循环。连续墙进入岩层时采用冲击钻机成槽，先用Φ1 000冲桩锤分序排孔冲槽，冲槽后，用方锤修齐槽壁，使槽段符合设计要求。冲槽施工中，及时调整泥浆比重等指标，防止塌孔。

槽段成槽后，要按设计检查槽段位置、尺寸、垂直度及槽底岩样，符合设计与规范要求后才能清槽换泥浆。采用空气吸泥法清槽孔，先将吸泥管插入槽孔底部，再将压缩空气送至吸泥管底端，利用空气射流作用将槽孔底部比重大的含砂、石泥浆通过吸泥管喷出来。在槽段顶部不断补充新鲜泥浆，经过一段时间的泥浆置换循环，就能用新鲜泥浆全部置换出带砂、石的泥浆，槽底沉渣厚度控制在规范允许值以内。在清底换浆时，要保持槽内始终充满泥浆，以维持槽壁稳定，避免塌孔。槽底清理和置换泥浆结束后，槽底泥浆比重要求小于1.1，沉渣厚度要求小于10 cm。工字钢接头处，采用带钢丝刷的方锤在工字钢一侧的凹槽内来回地进行上下仔细清刷，将工字钢侧面附着的泥块、泥皮彻底清除干净，以确保工字钢接头处不夹泥，保证接头的防水性能。

4.6 安放锁口管与吊放钢筋笼

每幅地下连续墙之间接头采用锁口管，使用履带吊将锁口管分段起吊入槽，在槽口逐段拼接成设计长度后，下放到槽底并且插入土体少许。对另一端前段混凝土接头处用特制清扫工具，用吊车吊入上下刷壁2～3遍，清除残留泥皮后，进行二次清槽。根据设计要求每一槽段为一幅钢筋笼，为保证钢筋笼的整体性与刚度，要求采用统长整体制作加工成型，纵向要预留2根导管插入通道（至少大于导管外径5㎝），钢筋笼底部作收口处理。该幅钢筋笼重量超过8ｔ，高9ｍ，因此吊装钢筋笼配备50T汽车吊，将钢筋笼水平吊起，将钢筋笼凌空吊直入槽，用吊梁穿入钢筋笼最终吊环内，搁置在导墙顶面上。

4.7 浇筑地下连续墙混凝土

槽段钢筋入槽后至浇筑混凝土时，总停置时间不应超过4 h。槽段进行水下浇筑混凝土时，应采取措施防止流态混凝土挤入相邻槽段内。每幅槽段从底到顶连续浇筑，中途不得长时间间断。混凝土应浇筑密实，防止出现蜂窝麻面现象。地下连续墙采取跳槽施工，先期槽段混凝土达到80%强度以上，才能进行相邻槽段的成槽及下一步施工。

为了保证槽段混凝土浇筑时，混凝土与泥浆的接触面基本水平、混凝土顶面均匀上升，采用两组导管进行槽段混凝土灌注，浇筑时，导管下端不能离开混凝土顶面且导管埋入混凝土不得小于2 m。槽段内砼面上升速度>2 m/h，高低差<0.3 m，中途因故停顿时间<30 min。每幅墙的混凝土应按规范要求制作试块做混凝土的抗压与抗渗试验。

4.8 顶拔锁口管

正式开始顶拔锁口管的时间，应以开始浇灌混凝土时做的混凝土试块达到终凝状态所经历的时间为依据，如没做试块，开始顶拔锁口管应在开始浇灌混凝土7ｈ以后，如商品混凝土掺加过缓凝型减水剂，开始顶拔锁口管时间还需延长。锁口管由液压顶管机顶拔，履带吊协同作业，分段拆卸。顶拔锁口管后完成一幅地下连续墙施工，周而复始完成所有地下连续墙的施工。