淺論地下連續墻施工質量控制
　　
陳萬里
[摘要] 隨著基坑工程的規模及難度加大，施工條件也受到各種因素的限制，當采用常規的開挖、支護方法難以進行施工，或者施工會給鄰近建（構）筑物及設施帶來危害時，則需采用更穩妥的施工工藝來適應工程需要，地下連續墻工藝就是有效的方法之一。本文對地下連續墻施工技術進行了探討。
[關鍵詞] 地下連續墻；施工技術；挖槽
一、施工組織設計
施工設計應根據工程地質調查報告和現場調查資料編制地下連續墻施工組織設計，從而確定地下連續墻的設計、施工方案以及完工后的工作性能，主要包括挖槽方法的選擇、泥漿循環工藝方案、鋼筋籠的制作與吊放方法、槽段接頭型式、砼澆注方法及接頭管的拔出方法等工程施工設計。
二、施工前的準備
①場地準備：確定和安排機械所需作業面積：主要包括泥漿攪拌設備（泥漿攪拌設備以水池為主，水池總量為挖掘一個單元槽段土方量的2—3倍左右，即300—450m3）；鋼筋籠加工及臨時堆放場地（其地基做加固）；接頭管和混凝土澆注導管的臨時堆放場地以及其他用地。②場地地基加固：在地下連續墻施工中，挖槽、吊放鋼筋籠和澆注砼等都要使用機械，安裝挖槽機的場地地基對地下墻溝槽的精度有很大影響，所以安裝機械用的場地地基必須能夠經受住機械的振動和壓力，應采取地基加固措施（換填表面軟弱土層，整平和碾壓地基，用瀝青混凝土做簡易路面為臨時便道等）；③給排水和供電設備：根據施工規模及設備配置情況，計算和確定工地所需的供電量，并考慮生活照明等，設置變壓器及配電系統，地下連續墻施工的工程用水是十分龐大的工程，全面設計施工供水的水源及給水管系統。④護壁泥漿的穩定：泥漿的主要作用是護壁，其次是攜沙、冷卻和潤滑，泥漿具有一定的密度，在槽內對槽壁產生一定的靜水壓力，相當于一種液體支撐，槽內泥漿面如高出地下水位0.6米—1.2米，能防止槽壁坍塌，關于地下連續墻的槽壁穩定性問題可以通過計算公式確定如梅耶霍夫的溝槽穩定臨界高度公式；
三、修筑導墻 　　在開挖溝槽時，表層土極不穩定且易坍塌，而護壁泥漿對其維護作用不大，此時主要靠導墻維護槽口土壁的穩定。為了防止導墻因受側壓力作用而產生位移，往往需在導墻內側設置支撐（以5cm×10cm或10cm×10cm的方木，按1m左右的水平間距設上下兩道支撐），當溝槽附近地面有較大荷載時，還應按一定間距設置鋼支撐（支撐兩端加設鋼板）。 施工中采用較多的是現澆鋼筋混凝土導墻。若需考慮多次重復使用，則可采用鋼制或預制鋼筋混凝土裝配式導墻。為了使挖槽機械能正常作業，各種結構及形式的導墻，其強度、剛度及精度均應滿足要求。導墻施工中當場地平整及測量定位工作完成后，即可沿地下墻走向進行施工導墻的挖槽工作。當導墻范圍內土體的自立高度能滿足導墻施工要求時，則可用土模替代導堵外側模板；當槽壁土體不穩定時，則應設置導墻外模板。導墻外模拆除后的空隙應用粘土回填密實，內模拆除后即可設置橫支撐。為了防止導墻變形受損，在混凝土達到設計強度之前，禁止使導墻附近地面承受較大的超載。 　　四、泥漿制備與處理 　　地下連續墻的深槽開挖作業，必須在泥漿護壁的條件下進行。成槽過程中，要對泥漿的性能進行維護以保證成槽質量及施工的順利進行。所選用的制漿材料既要考慮其護壁效果，又要盡可能地利用當地材料，以降低工程造價。 　　1、施工中所采用的護壁泥漿，并非一般的泥水混合物，而是以特殊材料（如膨潤土、質量合格的粘土或粉質粘土，并摻入一定比例的外加劑）與不合有害成分的凈水配制而成。膨潤土（主要成分為蒙脫石）是最常用的制漿材料，當膨潤土顆粒遇水膨脹后，形成具膠體性能的泥漿，其護壁效果好。膨潤土的性能隨產地的不同而不同，使用前應作配比試驗。當有合適的粘土時，以該粘土制漿可降低工程造價。為了使泥漿具備物理和化學的穩定性、合適的流動性、良好的泥皮形成能力及適當的密度，應對制備的泥漿及循環過程中的泥漿進行檢測及質量控制。
2、制漿前，應對土層及其分布情況、各土層的穩定性及其透水性或可能漏漿程度進行分析判斷；調查地下水位及其變化情況、地下水的流速、地下水中易使泥漿性能變壞的有害離子含量（如鈣離子及其他鹽分）、pH值等。
3、在成槽及混凝土灌注過程中，泥漿與地下水、土、混凝上接觸，使泥漿中的膨潤土及外加劑等有效成分有所消耗，且泥漿中混入土碴及電解質離子等，使泥漿受污染而質量惡化。被污染且性質惡化的泥漿經處理后可重復使用，對嚴重污染的泥漿難以處理或處理不經濟時則作廢漿舍棄。泥漿的質量惡化程度及廢漿產生量與挖槽方法、土類別、地下水質及混凝土演筑工藝等有關，特別是受挖槽方法的影響更大。據國內多項工程的統計，采用反循環多頭鉆成槽時，澎潤土泥漿的廢漿當量約為0.8，同樣的泥漿若采用抓斗法成槽時，所產生的廢漿當量約為0.4。泥漿處理方法可分為土碴分離處理（物理再生處理）和污染泥漿化學處理兩類。進行土碴分離時，可采用重力沉降處理和機械處理兩種方法，若兩種方法結合使用則效果更佳。 　　五、挖槽施工 　　挖槽施工是最關鍵的工序，其工期約占地下連續墻施工總工期的l/2。因此，合理選擇挖槽機械并正確使用，制定出維護槽壁穩定的施工措施，對提高挖槽效率、縮短工期相當有利。挖槽施工前，預先沿地下墻的長度方向將地下墻劃分為若干一定長度的單元槽段，每個單元槽段依機械作業情況可分為一個或幾個挖掘段（挖掘機械的一次挖土長度），所以，單元槽段的最小長度不得小于一個挖掘段。為了減少槽段的接頭數量，增加地下墻的整體性及防水性，提高工效，根據設計要求及結構特點，可適當增加單元槽段的長度。 　　挖槽施工時，若送入槽內的泥漿量未減少而漿液水位明顯下降，則說明泥漿已大量漏失，當較穩定的漿液面出現異常擾動或有大量泡沫產生、導墻及附近地面出現沉降、排土量明顯大于設計斷面的土方量時，則說明槽內土壁已發生坍塌。坍方一旦發生，不僅可能造成理鉆，使工期拖延；同時也可能引起地面沉陷使挖槽機傾覆，對鄰近建筑物及地下管線造成破壞。當吊放鋼筋籠后或者在混凝土灌注過程中出現坍方，會使上體混入混凝土內造成墻體缺陷，甚至會使墻體內外貫通而成為管涌的通道。可見，施工中出現槽壁坍方是極為嚴重的事故。當出現漏漿現象時，應及時堵漏和補漿，以保證泥漿面的高度，防止槽壁坍塌，這對深度小于15m的溝槽開挖作業顯得尤為重要。當因槽壁坍塌引起多頭鉆或蚌式抓斗升降困難時，應及時將挖槽機具提升至地面，避免被埋入地下，并迅速補漿提高液面高度、回填粘性土，持回填土穩定后再重新開挖。 　　六、清底與鋼筋籠吊放 　　在灌注混凝土之前，應將槽底的沉淀物清除。當槽底的沉淀物達到一定厚度時，會給下道工序的施工質量留下隱患。例如：沉碴會使水下灌注時的混凝土流動性降低，影響灌注速度，甚至會引起鋼筋籠上浮，或者會使鋼筋籠不能落到設計位置，使地下墻的結構配筋發生變化；當沉碴過多且混入混凝土中會使混凝土強度降低，隨混凝土帶至單元槽段接頭部位的沉碴會使接頭部位的強度及抗滲性能變差；由于沉碴難以被澆筑的混凝土置換出來而留存在槽底，使地下墻的承載力降低，墻體的沉降量會增大，而且使墻體底部的防滲能力大減，成為產生管涌的隱患，致使還需進行注漿處理；另外，沉碴較多時會加速灌注過程中的泥漿變質，使灌注過程后期的浮漿量增加。清底的方法有沉淀法和置換法。前者是在土碴已基本沉淀至槽底后再進行清底；后者是在挖槽結束后，土碴未沉淀前立即用新泥漿把槽內的泥漿置換出來。清底完畢后即可將接頭管吊放入槽內端部就位，準備吊放鋼筋籠。 　　鋼筋籠根據地下連續墻墻體配筋圖及單元槽段的尺寸進行制作，最好按單元槽段尺寸制作成整體。制作時，鋼筋的質量、數量、間距及位置必須符合設計要求，各部位的焊接按規范要求進行，鋼筋籠成型時所用的臨時扎結鐵絲應在焊接后全部拆除。 　　為了防止因起吊使鋼筋籠變形，吊點布置應合理，且應采用吊梁或吊架配合起吊，籠下端不能在地面拖引。當向墻內吊人時，鋼筋籠中軸線應與地下墻中軸線重合，起吊動作平穩，避免因鋼筋籠擺動而破壞槽壁。分段制作的鋼筋籠對接時，應將上下段鋼筋籠豎直對齊。當全部鋼筋籠已插入槽內，應對其軸線位置及頂標高進行檢查、調整宜至符合設計要求，并將其牢靠地懸吊在導墻上。當向槽內吊放鋼筋籠受阻且難以插入時，應吊出鋼筋籠，查明原因并處理。如需進行修槽處理時，應在處理后重新吊放，不能強行插放，否則會引起槽壁坍塌、鋼筋籠變形及槽底產生大量沉碴等，使處理工作更加困難。 　　七、混凝土灌注 　　為了便于混凝土向料斗內供料及裝卸混凝土導管，施工時一般采用能跨在導培上沿軌道移動的混凝土灌注機架進行灌注。灌注時，導管下口應始終埋入混凝土中不少于1.5m。隨著混凝土面的上升，應逐節拆卸導管，防止導管提空。為了保證單元槽段端部的澆注質量，導管距槽段端部的距離不得大于2m。若兩根導管的間距過大，則兩根導管中間部位的混凝土面較低，易使泥漿卷入混凝土中。所以，當采用多根導管同時灌注時，應使各導管處的混凝土面基本處于同一標高。由于混凝土上升面與泥漿接觸，形成必須棄除的浮漿層，當灌注工作接近尾聲時，應將實際混凝土面灌至設計頂標高以上0.3m~0.5m，待混凝土硬化后，再將不符合強度要求的浮漿層鑿除，使設計標高處的混凝土強度完全符合要求。 　　 　　參考文獻 　　[1] 朱合華《地下建筑結構》[M]中國建筑工業出版社，2006.　　[2]林漢楚.地下連續墻的工藝及質量控制[J].廣東建材，2006(10).     [3]叢靄森《地下連續墻的設計施工與應用》[M]中國水利水電出版社，2004.
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