刍议地下连续墙施工技术在建筑工程中的重要性

杨  照

摘  要：近年来，随着我国建筑业的进一步发展，建筑施工企业先后引进大量的先进技术，建筑工程中的施工技术得到了大幅度提高，在建筑施工过程中，对基础施工的质量要求极为严格，而地下连续墙施工技术则是基础工程中的一个重要内容，本文笔者结合建筑施工技术理论与自身工作实践，分析了地下连续墙施工技术的方法与措施。
关键词：地下连续墙；施工技术；方法 ；措施
1 地下连续墙的大致分类
(1)按墙的用途可分为防渗墙、临时挡土墙、永久挡土(承重)墙和作为基础用的地下连续墙。
(2)按开挖情况可分为地下连续墙(开挖)和地下防渗墙(不开挖)。
(3)按成墙方式可分为桩校式、槽板式和组合式。
(4)按墙体材料可分为钢筋混凝土墙、塑性混凝土墙、固化灰浆墙、自硬泥浆墙、预制墙、泥浆槽墙(回填砾石、黏土和水泥三合土)、后张预应力地下连续墙、钢制地下连续墙。
2 地下连续墙的优缺点分析
2．1 优点
(1)地下连续墙施工时振动频率与幅度较小，而且噪声也相对比较低，适于在城市施工中使用。
(2)地下连续墙墙体的刚度大，厚度一般为O.6～1.3m (国外已达2.8m)，已经成为深基坑支护工程中重要的挡土支护结构。
(3)由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水，地下连续墙的防渗性能很好。
(4)可以贴近施工：目前已有在距离楼房外100mm的地方建成了地下连续墙的实例。
(5)可用于逆做法施工：地下连续墙刚度大，易于设置埋件，很适合于逆做法施工。
(6)适用于多种地基条件：地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的沙砾层，各种软岩和硬岩等所有地基都可以建造地下连续墙。
2．2 地下连续墙的不足
(1)在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土、含漂石的冲积层和超硬岩石等)，施工难度很大。
(2)如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题。
(3)地下连续墙如果用作临时的挡土结构，此方法所用的费用要更高些。
(4)在城市施工时，废泥浆的处理相对会比较困难。
3 地下连续墙施工技术要点
3．1 施工前的准备工作
在进行地下连续墙设计和施工之前，必须认真调查现场情况和地质、水文等情况，以确保施工的顺利进行。
(1)现场情况调查的目的是为了解决下述问题：施工机械进入现场和进行组装的可能性，挖槽时弃土的处理和外运，给排水和供电条件，地下障碍物和相邻建(构)筑物情况，噪声、振动和污染等公害引起的有关问题等。
(2)地下连续墙的设计、施工和完工后的使用性能，在很大程度上取决于事先是否对水文、地质情况有全面、正确的了解。因此，必须认真进行地质勘探，要根据工程情况、挖槽长度、地形起伏等正确确定钻孔位置，钻孔深度应超过地下连续墙的设计深度。地质勘探中应注意收集有关地下水的资料，如地下水位及水位变化情况、地下水流动速度、承压水层的分布与压力大小，必要时还需对地下水的水质进行分析。
3．2 地下连续墙施工技术
(1)修筑导墙。导墙是地下连续墙挖槽之前修筑的临时结构，对挖槽起重要作用。
作挡土墙：在挖掘地下连续墙沟槽时，接近地表的土极不稳定，容易塌陷，而泥浆也不能起到护壁的作用，因此在单元槽段挖完之前，导墙就起挡土墙作用。
作为测量的基准：它规定了沟槽的位置，表明单元槽段的划分，同时亦作为测量挖槽标高、垂直度和精度的基准。
作为重物的支承：它既是挖槽机械轨道的支承，又是钢筋笼、接头管等搁置的支点，有时还承受施工设备的荷载。
存蓄泥浆：导墙可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。泥浆液面应始终保持在导墙面以下0.5m，并高于地下水位1.0m以上，以稳定槽壁。此外，导墙还可防止泥浆漏失，防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，施工时还起一定的补强作用。在路面下施工时，可起到支承横撑的水平导梁的作用。
导墙的形式一般为现浇的钢筋混凝土结构。但亦有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，可多次重复使用。不论采用哪种结构，都应具有必要的强度、刚度和精度，而且一定要满足挖槽机械的施工要求。
(2)导墙施工。现浇钢筋混凝土导墙的施工顺序为：平整场地→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋、支模板→浇注混凝土→拆模并设置横撑→导墙外侧回填土(如无外侧模板，可不进行此项工作)。当表土较好，在导墙施工期间能保持外侧土壁垂直自立时，则以土壁代替模板，避免以防槽外地表水渗入槽内。如表土开挖后外侧土壁不能垂直自立，则外侧亦需设立模板。导墙外侧的回填土应用黏土回填密实，防止地面水从导墙背后渗入槽内，引起槽段坍方。
导墙的厚度一般为0.15～0.20m，墙趾不宜小于0.20m，深度一般为1.0～2.Om，导墙的水平钢筋必须连接起来，使导墙成为整体，导墙施工接头位置应与地下连续墙施工接头位置错开。
导墙面应高于地面约100mm，可防止地面水流入槽内污染泥浆。两侧导墙的中心线应与地下连续墙纵向轴线重合，允许偏差±10mm。内外导墙面的净距，应为地下连续墙设计墙厚加30～50mm，其允许偏差为±10mm，墙面应垂直。导墙顶面应水平，全长范围内的高差应小于±10mm，局部高差应小于5mm。导墙的基底应和上面密贴，以防槽内泥浆渗入导墙后面。
现浇钢筋混凝土导墙拆模以后，应沿其纵向每隔1m左右加设上、下两道木支撑(常用规格为50mm×80mm或60mm×120mm)，将两片导墙支撑起来，在导墙的混凝土达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以防导墙受压变形。导墙的混凝土强度等级多为C20，浇筑时要注意捣实质量。
挖槽是地下连续墙施工中的关键工序。挖槽约占地下连续墙工期的一半，因此提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。地下连续墙挖槽的主要工作包括：单元槽段划分：挖槽机械的选择与正确使用；制定防止槽壁坍塌的措施与工程事故和特殊情况的处理等。
挖槽结束后，悬浮在泥浆中的土颗粒将逐渐沉淀到槽底，此外，在挖槽过程中未被排出而残留在槽内的土渣，以及吊放钢筋笼时从槽壁上刮落的泥皮等都堆积在槽底。在挖槽结束后清除槽底沉淀物的工作称为清底。清底是地下连续墙施工中的一项重要工作，必须做好。
清底的方法，一般有沉淀法和置换法两种。沉淀法是在土渣基本都沉淀到槽底之后再进行清底：置换法是在挖槽结束之后；对槽底进行认真清理，然后在土渣还没有再沉淀之前就用新泥浆把槽内的泥浆置换出来，使槽内泥浆的相对密度在1.15以下，目前多用置换法进行清底。
(3)成墙施工。在清底完成并经验收合格以后，才能进行浇筑工作。在浇筑混凝土之前，如果孔底淤积物厚度超过了允许值，应进行第二次清孔。
钢筋笼加工：钢筋笼应根据地下连续墙墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。钢筋笼最好按单元槽段做成一个整体。如果地下连续墙很深或受起重设备起重能力的限制，需要分段制作，接头宜用绑条焊接，纵向受力钢筋的搭接长度如无明确规定时，可采用60倍的钢筋直径。制作钢筋笼时要预先确定浇注混凝土用导管的位置，由于这部分要上下贯通，因而周围需增设箍筋和连接筋进行加固。尤其在单元槽段接头附近插入导管，由于此处钢筋较密集，更需特别加以处理。加工钢筋笼时，要根据钢筋笼重量、尺寸以及起吊方式和吊点布置，在钢筋笼内布置一定数量(一般2～4榀)的纵向桁架。
钢筋笼吊放：钢筋笼的起吊、运输和吊放应周密地制定施工方案，不允许在此过程中产生不能恢复的变形。钢筋笼起吊应用横吊梁或吊架，吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形。插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段的中心，垂直插入槽内。
混凝土浇注：地下连续墙的混凝土是靠导管内混凝土面与导管外泥浆面之间的压力差和混凝土本身的良好流动性，不断填满原来被泥浆占据的空间而形成连续墙体的。由此可见，要得到质量优良的地下连续墙，必须具备以下几个条件：
首先，要生产出品质优良的混凝土拌和物，具有良好的流动性和缓凝的特性，要连续不断地供应足够数量的混凝土；
其次，槽内泥浆性能要好，即密度要小，稳定性好(沉渣少)，抗污染能力强：地下连续墙施工所用混凝土，除满足一般水下混凝土的要求外，尚应考虑泥浆中浇注的混凝土的强度随施工条件变化较大，同时在整个墙面上的强度分散性亦大，因此，混凝土应按照比结构设计规定的强度等级提高5MPa进行配合比设计。
最后，对于混凝土的原材料，为避免分层离析，要求采用级配良好的河砂，粗骨料宜用粒径5～25mm的碎石：水泥采用42.5或52.5级的普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。槽段间墙的接头：地下连续墙的槽段间的接头一般分为柔性接头、刚性接头和止水接头。
柔性接头：柔性接头是一种非整体式接头，它不传递内力，主要为了方便施工，所以又称施工接头，如锁口管接头、V形钢板接头、预制钢筋混凝土接头等。为了适应这种接头的特点，在构造上主要处理好钢筋笼的设计，使钢筋笼在凹凸缝之间、拐角墙、折线墙、十字交叉墙、丁字墙等处的钢筋笼端部能紧贴接头缝，同时又不影响施工为宜。刚性接头：刚性接头是一种整体式接头，它能传递或部分传递内力，如一字形、十字形穿孔钢板式刚性接头，钢筋搭接式刚性接头等。
一字形穿孔钢板式接头，由于它只能抗剪，故在工程中较少使用：十字形穿孔钢板式，能承受剪拉，在较多情况下可以使用，如在格式、重力式地下连续墙结构的剪力墙上，各墙段间接头就同时承受剪力和拉力。这种形式的接头，在构造上又有端头板和无端头板之分：当接头要求传递平面剪力或弯矩时，可采用带端板的钢筋搭接接头，将地下连续墙连成整体。
穿孔钢板的尺寸宜根据试验的受力状况确定。钢板厚度一般由强度计算确定，但不宜太厚；穿孔钢板在墙接缝处应骑缝对称放置，钢板在接缝一侧的墙体内的长度，一般为墙体水平向钢筋直径的25～30倍。钢板的穿孔面积与整块钢板面积之比；宜控制在1／3；止水接头一般情况下可以使用锁口管和V形钢板等接头形式达到防渗效果。
4 结语
通过对某工程施工实践证明，地下墙墙顶超低工艺的研究应用是比较成功的，达到了预期目标，今后随着城市建设工程向更深层次的发展，该工艺还需通过今后在实践中进一步积累经验，进一步完善工艺，以便达到一个新的高度。