超深地下连续墙施工技术及控制措施探讨

讨

摘要：在城市现代化超高层建筑数量日益增多的大环境下，超深地下连续墙施工技术在现代建筑工程项目中得到了广泛应用。同时，对超深地下连续墙施工也提出了更高水准的质量要求，需要各建设单位基于项目施工实际与设计要求，合理选用各种先进的新技术、新设备和新材料，认真搭建具有经济性与合理性的地下连续墙围护结构，由此来确保超深基坑结构的稳定性。鉴于此，文章围绕某工程项目超深地下连续墙施工案例展开研究，综合探讨超深地下连续墙施工的技术要点及其控制措施，希望相关企业后续开展超深地下连续墙施工作业提供一些全新的建设性意见。

关键词：超深；地下连续墙；控制措施 引言

现如今，随着国内城市地下空间的持续开发，超深地下连续墙施工技术在地下空间工程中的重要作用愈发显著，能够在有效预防和控制基坑安全事故的同时，切实保障超深基坑工程的建造质量。但在具体的应用过程中，由于超深地下连续墙施工技术是一项难度较大、变化较快的技术手段，加之超深地下连续墙施工对防水、抗渗、抗变形有着较高的质量要求，若任何一个环节的施工作业不够规范，将很容易造成深基坑失稳现象，进而对周边环境和居民构成较为严重的威胁。可见，加强对超深地下连续墙施工技术及控制措施的深度探析极具现实意义。因此，本文基于某工程的地下连续墙施工为例，深入探讨超深地下连续墙施工的技术要点及质量控制措施。

一 工程概况

某工程总用地面积约16万m²，地面规划包括8个地块和区域内道路，其中A地块为498.8m高超高层项目。A地块基坑设计方案如下：（1）总体方案：基

坑围护采用“两墙合一”地下连续墙，该结构既可以作为地下室的结构外墙，也可以作为基坑开挖阶段的挡土止水围护体；水平支撑采用四道钢筋混凝土支撑+两道钢支撑（塔楼坑中坑范围）；竖向支撑采用格构柱。（2）基坑围护：地墙墙厚1000mm、1200mm（西北角靠近塔楼范围采用1200mm地墙）。为降低基坑开挖阶段基坑降水对周边环境影响，地墙切断承压含水层，进入⑤-3中风化泥岩不少于1m。场地自然地坪相对标高为-1.000，墙底标高以入岩深度控制，通过超前钻提前确定每幅地墙墙底标高。地墙混凝土设计抗渗等级为P10，同时为进一步增强墙体防水性能，内侧涂刷1.5mm厚聚氨酯防水涂料。塔楼区域坑中坑位置另设排桩围护体系，排桩直径1100mm，净距550mm，排桩外侧采用高压旋喷桩挡土及止水。（3）基坑水平支撑：即沿着竖向设置4道混凝土支撑，水平支撑采用环撑体系，环撑半径m。塔楼坑中坑位置单位设置2道预应力钢支撑，第1道钢支撑施加600KN预应力，第2道钢支撑施加800KN预应力。（4）基坑竖向支撑：利用工程桩布置120根钢格构柱，另新增194根钢格构柱。根据受力不同，共设计3种格构柱，最大截面500mm×500mm。（5）基坑加固：超深地下连续墙两侧采用Φ850@600三轴水泥土搅拌桩对槽壁进行加固，采用套接一孔法施工，水泥掺加量为20%。三轴搅拌桩插入开挖面以下2m，外侧三轴搅拌桩兼做止水帷幕。

表1 工程超深地下连续墙基本信息

名称 建筑面积 度 基坑长基坑最大挖深 地下层数 超深地下连续墙 0000㎡ 32600m 34m 层 4二 超深地下连续墙施工特点与重难点

通常情况下，超深地下连续墙的施工厚度一般为800mm、1000mm和1200mm，本工程A地块围护结构地连墙厚度为1000mm、1200mm，地下连续墙最大成槽深度

为68.5m，需进入⑤-3层中风化泥岩层，以阻断上方承压含水层对基坑的影响。由于单幅地下连续墙的槽段深度较大，槽段成槽时间较长，这就需要合理选择符合超深地下连续墙施工需要的成槽设备，以确保后续施工作业得以规范开展。

本工程项目地下连续墙钢筋笼最大长度为67m，钢筋笼采用胎架分节加工，加工时在地面进行预拼装，受力钢筋采用直螺纹接驳器连接，其他钢筋采用焊接方式。经过详细测量计算，本项目钢筋笼最大质量为91t，常规的吊装方式风险系数相对较高。所以，超重、超长的钢筋笼吊装同样是本工程项目超深地下连续墙施工的技术难点。

另外，本项目超深地下连续墙作为支撑工程项目主体结构的重要围护结构，槽底成渣厚度应控制在100mm以内，成槽垂直度要求应满足 1/500，并且为了保证接缝止水的施工质量，需要采用“H”型钢接头方式，因而能否保证钢筋笼顺利下放至槽段设计的标准高度，对成槽与护壁施工质量提出了更高的严峻挑战。

三 超深地下连续墙施工过程及控制措施 （一）槽壁加固

根据上述工程超深地下连续墙施工的相关设计要求，在地下连续墙成槽前采用Φ850@600三轴搅拌桩方式对槽壁进行加固处理，最大加固深度30.56m，采用全断面套打方式进行施工，水泥掺量为20%。但在此环节中，由于三轴搅拌桩垂直度仅能控制在1/250，低于地墙成槽1/500垂直度要求，为避免槽壁加固施工完成后，形成引导效应，导致地墙成槽垂直度无法满足要求，三轴搅拌桩施工时两侧分别外扩8cm。同时施工时作业人员应使用精度较高的经纬仪或全站仪适当调整钻杆的垂直度，并在拼装主机时在上方悬挂垂直球，通过控制垂球与钻杆的前后左右位置，实现对槽壁加固垂直度进行科学。

（二）槽段施工 1.成槽设备选型

根据本项目工程施工区域的地质情况，深部具有较厚的砂层且较为密实，且需穿过③e中粗砂夹卵砾石层，进入⑤3中风化泥岩层，施工难度相对较大。施

工前选择了附带自动纠偏装置的金泰SG70A液压抓斗式成槽机进行试成槽，经试验上部可满足成槽质量要求，但③e层中存在大量胶结石块，抓槽至该处时，槽段出现了明显偏移，导致最终垂直度达不到1/500。为确保成槽质量，最终采用“抓铣结合”施工方式进行作业，上部土层采用金泰SG70A液压抓斗式成槽机进行施工，③e层及下部土层采用金泰 SX40双轮铣槽机开展作业。

2.成槽质量管控

在本项目超深地下连续墙冲抓成槽作业阶段，施工人员应严格按照以下流程进行施工：第一，根据抓斗斗体的开度，合理确定三步抓槽法，第一步第二步分别抓取槽段两侧土体，最三步抓取中间部位剩余土体。第二，为防止后方土体坍塌，施工前在场地内设置了12m宽度的重型车道，同时在挖槽机停靠前通过铺设厚钢板的方式，进一步增强异型幅转角处土体的承载力。第三，成槽机定位后，抓斗平行于导墙内侧面，待抓取时自行坠入导墙内。成槽设备上配置纠偏装置及电子测量系统，成槽过程中可随时测量成槽深度及垂直度，如垂直度不满足可及时修槽，确保成槽精度符合设计要求。第四，在成槽施工时，通过在槽壁两侧堆码沙袋的方式，有效规避地表水的侵入，并指派专职人员负责泥浆变化情况的监测、记录、补浆工作。第五，抓至中粗砂夹卵砾石层后，更换铣槽机进行铣槽，至槽底时，利用洗槽机自带的泵吸反循环系统进行第一次清渣工作。第六，待成槽结束后，及时检查槽深是否符合设计要求，待检验达标后采用“抓撩法”清槽作业。清槽后立即采用超声波成槽仪测量槽段垂直度、深度、沉渣等。

3.接头清刷

对于接头型钢壁上残留的泥皮、回填碎石、绕流混凝土等，成槽结束前，需采用刷壁器对接头部位反复清刷。在本项目的接头清刷作业中，在抓斗上焊接特质刷壁器，刷壁器采用钢板制作刮板，并在刮板上方设置钢丝刷。刷壁时成槽机司机采用特制刷壁器的进行多次、反复清刷处理，直至完全清除泥皮和土渣后继续反复刷壁3次后方可将特质刷壁器提起。特质刷壁器采用20mm厚的钢板制作，宽度较H型钢腹板小2cm，依靠抓斗的重量，形成强制刷壁，可有效处理难以清理的绕流大块混凝土，刮板上部的钢丝刷可有效清理侧壁的泥皮。

（三）钢筋笼加工及吊装 1.钢筋笼吊点设置

本工程外围地墙钢筋笼的最大长度67m，最大重量高达91t，加之地墙钢筋笼下放采用整幅起吊、分节吊装以及槽口拼接，受力段钢筋笼重量达70t，需采用1台400t履带吊与250t履带吊进行双机16点抬吊，隔水段钢筋笼重量达21t，采用同样的2台履带吊进行8点抬吊。因此，本工程外围钢筋笼的吊点布置如图1所示。

图1工程地墙钢筋笼吊点布置示意图 1. 钢筋笼吊装作业流程

在钢筋笼加工及吊装作业过程中，要想避免因钢筋笼安装不当而引发的质量问题，必须采用“Π”形圆钢对钢筋笼的主吊吊点和所有搁置点进行加固。与此同时，在吊装钢筋笼的过程中，双机应平行放置在钢筋笼一侧的施工便道，然后采用铁扁担穿滑轮组的方式进行同步作业，待钢筋笼缓慢吊离地面后，逐步改变笼子角度使之垂直；然后，拆下副机钢丝绳，并由主机吊车将钢筋笼缓慢移动至已经挖好的槽段处，待钢筋笼放置到设计标高后，再利用铁扁担将其搁置在导墙上。

1. 异型钢筋笼预防散架的方式

在制作异形钢筋笼前，相关施工人员应使用全站仪对实际槽宽进行测量，以防相邻槽段施工时发生绕流问题，必要时可通过锤击槽段两侧混凝土的方式，确保钢筋笼得以下放到位。在此基础上，为有效预防钢筋笼在吊装过程中可能发生的变形问题，可以在其吊装位置增设斜拉杆和“人”字桁架进行加强同时加设斜

撑，并根据三维数字建模确定钢筋笼的实际重心位置，尽可能避免钢筋笼在空中翻转时发生变形，具体的优化设计如2所示。

图2 拐角钢筋笼加强方法示意图 （四）混凝土浇筑防绕流

本工程外围与内部的地下连续墙最大厚度为1200mm，成槽厚度相对较大，结合以往类似的超深地下连续墙施工经验和实践结果不难发现，在进行砼浇注作业时很容易发生混凝土绕流现象，进而给后续槽段的施工作业造成重重阻碍。为此，本工程采用H型钢接头的形式，并在H型钢处设置止桨铁皮。待钢筋笼下放至设计要求的标高处，在H型钢外侧回填袋装碎石，防止混凝土浇筑时钢筋笼偏移同时进一步防止混凝土绕流后产生大的混凝土块。

（五）施工质量

三轴搅拌桩及地墙施工完成后，取芯、超声波等各项检测均合格。

基坑开挖后，三轴搅拌桩施工成型质量较好，成明显的连续柱状。地墙表面较为平整，且无明显渗漏。具体质量详见图3、图4。

图3三轴搅拌桩开挖后成型效果

图4地墙成型及止水效果

四 超深地下连续墙施工的经验总结分析

文章通过对某工程的地下连续墙施工研究发现，施工过程中往往会面临不同类型的质量安全事故，加之超深地下连续墙开挖成槽的工作难度相对较高、工程量比较庞大、持续周期较长，要想保证超深地下连续墙施工作业的建造效率与总体质量，必须优先选择较为先进的超深地下连续墙施工技术和成槽装备，结合施工区域类似规模的地下连续墙成槽施工经验，合理确定超深地下连续墙成槽施工阶段的泥浆配置技术参数，不断完善地下连续墙成槽阶段泥浆性能的检测、净化、品质维护等管理措施，严格按照超深地下连续墙的相关性能要求，认真做好超深地下连续墙的压浆处理与止水控制工作。

另外，由于超深地下连续墙施工作业中所应用的钢筋笼重量较大，连同吊装履带总重量高达几十吨乃至上百吨，为有效防止钢筋笼受力变形或散落的情况，建筑施工企业不仅应深入研究钢筋笼分节垂吊条件下的拼接技术措施，进一步完善钢筋笼吊装情况下的临时刚度控制措施，还应根据场内施工通道的布局情况，精准核算钢筋笼起吊、运输和入槽时的地基承载力，提前采用高性能的压路机对施工便道下的地基进行分层压实处理，并对施工范围进行硬化，以确保超深地下连续施工作业得以安全、高效开展。

结语：

综上所述，我国关于超深地下连续墙施工技术的实践研究虽已取得了十分显著的突破，但由于各区域的地理位置、降水条件、气候环境等因素存在较大差异，个别区域的超深地下连续施工活动中仍存在着较为明显的质量安全问题。因此，在今后的地下空间工程建设施工过程中，建筑企业必须结合实测数据分析可能影响超深地下连续墙施工作业的相关因素，并依托最为先进的超深地下连续墙施工技术、建造工艺和成槽设备，认真做好超深地下连续墙施工作业，不断提高深基坑支护结构的稳定性与安全性，从而切实保障整个工程项目的建造质量及使用安全。

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