虹梅南路站地下连续墙施工关键技术分析

虹梅南路站地下连续墙施工关键技术分析

陈磊磊

上海力宝力建设发展有限公司

摘要：地下连续墙施工具有振动小、噪音低、墙体刚度大、防渗效果好等特点，在地下空间建设中得到了广泛应用。本文结合上海市轨道交通15号线-虹梅南路站深基坑实例，从导墙形式制作、护壁泥浆制备、成槽挖土、钢筋笼吊装等方面，分析了地下连续墙施工要点，可供类似工程施工参考。

关键词：轨道交通；地下连续墙，钢筋笼，泥浆，质量控制

1工程概况

虹梅南路站位于银都路路中，西临虹梅南路，车站主体东西向布置。虹梅南路站为地下二层岛式车站，有效站台中心里程SK10+874.125，主体规模188.65m×19.64m（内净），站台中心处顶板覆土约3.5m，底板埋深约16.7m，站中心轨面标高为-10.410m。车站共设4个乘客出入口，2组风井：1号口设置于东北侧（2号高风井合建）；2号出入口设于东南角，华唐苑综合楼北侧，由于场地受限，2号出入口侵入道路红线；地铁3号出入口预留；4号出入口设置于西北角（1号高风井合建）。无障碍电梯结合4号出入口设置，冷却塔、VRV室外空调机组等地面设备布置在靠近主要设备管理区的地面2号风亭附近。

2地下连续墙设计

地下连续墙作为围护结构，并作为使用阶段侧墙的一部分承受侧向荷载，与内衬墙按照叠合墙设计，设计使用年限100年，结构安全等级为一级。地墙与内部结构的连接采用预埋直螺纹钢筋连接器的型式。标准段、端头井均采用800mm厚地下连续墙（目前设计图纸为锁口管接头，后期设计图纸可能变更为止水带接头），墙址位于第○72层粉砂土中。标准段基坑深度约16.5~16.9m，地下连续墙厚800mm，墙长29.5m+（6/8.5m构造段），32m+（3.5m构造段）。西端头井（1轴处）基坑深度约18.7m，地下连续墙厚800mm，墙长31.5m+（6.5m构造段）。东端头井（26轴处）基坑深度约18.4m，地下连续墙厚800mm，墙长31.5m+（4m构造段）。

3地下连续墙施工技术

3.1施工工艺流程

地下连续墙施工主要包含导墙施工、地下连续墙成槽施工、钢筋笼制作及地下连续墙混凝土灌注阶段。地下连续墙施工工艺如图1所示。

图1地下连续墙施工工艺流程图

3.2导墙施工

导墙浇筑施工应当在地下连续墙成槽之前进行，并且做到施工的精心细致。导墙的施工质量不仅会对连续墙的轴线和标高造成较大的影响，对成槽设备起到导向性作用，而且同时也能够对上部土体结构起到较好的稳定性作用，能够在很大程度上避免土体坍塌。

为了使导墙具有足够的刚度与良好的整体性，本工程导墙采用现浇钢筋砼结构，选用“┐┌”型导墙，高度为2.0m，翼厚0.2m，肋厚0.2m，槽宽较地墙厚度加宽5cm，导墙较设计外放12cm。导墙采用C20混凝土（为赶工期可适当提高混凝土标号和添加早强剂），内配双向钢筋，对杂填土等不良地质处导墙采用深导墙。导墙断面尺寸及配筋见下图2：

图2深导墙施工横断面图

导墙拆模后做好墙间支撑，内侧墙面垂直，平面位置允许偏差±10mm。墙面不平整度小于5mm。

3.3泥浆制备

地下连续墙泥浆系统采用集装式泥浆箱组，上搭棚架，并设防护栏杆。根据现场实际情况，计划本场地共设置1组泥浆池。盛装泥浆的泥浆池的容量应能满足成槽施工时的泥浆用量。泥浆池的容积计算：

Qmax＝n×V×K；

Qmax：泥浆池最大容量m3；

n：每个泥浆池同时成槽的单元槽段，数量为2.0；

V：单元槽段的最大挖土量（地下连续墙800mm厚39m深6m宽），最大按V＝187.2m3；K：泥浆富余系数，本工程取K＝1.2；

因此虹梅南路站施工的泥浆池最大需要容积为449m3，同时考虑循环泥浆的存贮和废浆存放，包括新浆池、循环池、沉淀池和废浆池，本工程地下连续墙施工期间，按富余一幅地墙泥浆计，泥浆池的容量设计为636m3，共需标准集装箱22个（标准集装箱尺寸为6m×2.5m×2.5m，容量为33m3，使用时按30m3计。）

3.3.1泥浆拌制

在进行泥浆拌制的过程中，首先需要对投入使用的原材料质量进行检查，在确认达到标准之后才能够投入使用，同时在操作中严格按照操作规程进行，确保配合比符合要求。通常情况下在进行大量泥浆拌制之前需要进行小样试验，当试验达到设计要求值之后，再进行批量性的拌制，以保证拌制的质量。在进行批量泥浆拌制时，在拌制完成之后，应当让泥浆在其中静置一段时间，使其能够充分的发酵。根据经验可以直接目测判断泥浆的发酵情况，主要通过泥浆面是否有板结块体产生来判断，一般静置时间需要在24小时以上。

3.3.2泥浆使用

泥浆拌制完成并经过充分的发酵之后才能够投入到使用之中。泥浆主要通过泵吸管路直接输送到成槽槽段之中。在整个成槽输入的过程中，应当对泥浆的液位进行较为严格的控制，确保泥浆的液位处于地下水位0.5米以上，而且不能够低于导墙顶面下0.2米，当液位出现下落的时候，需要及时做出补浆，以免因此引起塌方。

在整个泥浆使用过程中需要做到前后台之间联系的畅通，以便对泥浆供应量做到有效控制，避免供浆出现过多或者过少的情况，对施工过程造成不良。为降低施工成本，泥浆可以重复循环使用，但是在重复循环使用过程中，必然会使得泥浆的质量不断下降。因此为了保证整体的施工质量，还需要对重复循环使用的泥浆进行试验检测，如果发现泥浆达不到使用要求，需要对其采取必要的处理措施，当其各项指标都达到使用要求之后才能够投入到使用之中。在此过程中必然会产生较多的废浆，为了能够让整体泥浆液不出现减少，在后方还需要及时补充新的泥浆量，以满足施工的需求。

3.3.3废浆处理

对于其中受到水泥污染严重，已经不能够再进行处理使用的泥浆，应当使用全封闭的运浆车运送到指定的地点，保证整个城市的环境足够清洁。

3.4成槽施工

为掌握本车站地下连续墙在成槽过程中各种参数，调整泥浆的各项指标，避免正式成槽施工过程中槽壁的塌方、颈缩等，及时发现成槽过程中的各种问题，保证工程实施的连续性，因此在正式成槽之前进行试成槽施工。

3.4.1槽段划分

在本次工程中地下墙一共有槽段78幅（如图3所示）。对其具体的划分在完成导墙制作后还需要进一步核定。

图3虹梅南路站地下连续墙分幅图

3.4.2槽段放样

需要根据施工设计图纸对槽段尺寸进行核定，并且在完成的导墙上做好相应的分段标记，然后结合锁口管的实际尺寸，在导墙上将其具体位置标出，以便于后期成槽施工、锁口管安装等工作的顺利开展。

3.4.3成槽机垂直度控制

在开始成槽施工之前，需要使用水平仪来对成槽机的水平度进行调整，使用经纬仪成槽机抓斗的垂直度进行控制，而且在实际的成槽施工中，还需要通过成槽机上的自动纠偏装置和垂直度仪表来进行动态调控，从而确保成槽的垂直度。

3.4.4成槽挖土顺序

在成槽挖土施工过程中，每个槽段挖槽的幅数和次序需要根据实际的宽度尺寸来决定。通常对三序成槽的槽段，在进行施工时应当采用先两边后中间的顺序进行，对一些非标准槽段进行施工时候，则需要对挖槽的次序进行合理的安排，避免因为不对称情况造成抓斗在成槽中出现跑位情况，为锁口管的正常安装造成不良影响。如果遇到一些特殊槽段，不对称无法避免时，可以通过放置锁口管或者其它的靠件来防止其出现跑位的情况。

3.4.5成槽挖土

在实际的成槽施工中，抓斗在入槽和出槽时应当尽可能缓慢、稳当，同时需要加强对成槽机仪表的观察，做好对垂直度的纠偏工作。

3.4.6槽深度测量及控制

对于成槽深度主要依据导墙的标高来进行计算。对其测量主要使用标准的测绳，根据每幅成槽的实际宽度选择2-3点进行测量，同时还需要根据导墙的实际标高来控制挖槽的深度，使地墙的设计深度得到保证。在抓斗绳索上根据不同地下墙的深度作好标记，以控制槽段超挖。

在清底具体的操作中，先使用起重机将空气升液器悬吊到槽内，其中吸泥管需要采取由浅入深的方式，让空气升液器的喇叭口保持距槽底大约0.5米的位置，并在此高度上进行移动，将槽底部的土渣淤泥吸除。当使用空气升液器不再能够吸出土渣淤泥的时候，对槽底部的沉渣厚度进行检测，测得实际值低于10厘米时，便可以停止使用空气升液器，然后将底部不符合要求的泥浆置换出来。

3.5钢筋笼制作及吊装

地下连续墙钢筋笼在底模上整幅加工成型，制作全部采用电焊焊接，主筋采用闪光对焊。预埋钢板锚筋避开混凝土导管通道。为了防止钢筋笼在吊装过程中产生不可复原的变形，桁架筋的榀数在设计4榀的基础上增加1榀，增设水平筋和拐角形钢筋笼斜拉加强筋。焊接钢制垫块以保证钢笼的位置和垂直度。

本标段要求用声波投射法进行地下连续墙墙身进行质量检测，每个车站检测槽段数均不小于总槽段数的20%和不少于3个槽段，每个检测墙段的预埋超声波管数不应少于4个，布置在墙身截面的四边中点处。为满足均匀性的需要，采用跳槽埋设。材料选用φ50mm（t=3mm）钢管，接头除了套丝连接之外，还用胶带牢牢缠住，上口超出地面30cm盖住，以保证声测管不弯折、不堵死。

由于车站是有坡度的，所以预埋钢筋连接器的标高位置是渐变的，在每一幅地墙钢筋笼上两端头按照计算画好刻度，采用∠40×3角钢作为定位装置，先在焊接角钢在钢笼上，连接器的高低控制以角钢的边线为标准。连接器的位置必须准，面必须平，否则后期凿开后无法旋入结构钢筋。为保护连接器不受损，增加后期使用率，在连接器沿线方向增加薄钢板做成“L”条形的大封盖。支撑预埋钢板在锚筋上增设“L”筋使之与钢筋笼主筋相连，保证其位置的稳固。

异型幅吊装方案：在进行异型幅钢筋笼悬吊的过程中，除了需要设置纵向的起吊桁架、水平桁架和吊点之外，还需要另外设置斜撑杆和“人字”桁架，以此来防范钢筋笼在空中发生翻转时产生一定的变形。具体加固图见图4。

横向吊点设置：以水平笼边作为X轴，转角顶点作为原点，建立X—Y坐标系，对异性幅横截面求形心。

形心x=

形心y=

在形心分别对两条直角边做垂线则为吊点位置

水平钢筋笼边A=x斜钢筋笼边B=（sin+cos-tan）

其中为异型幅角度，

A为水平钢筋笼边吊点到转角顶点的距离

B为斜钢筋笼边吊点到转角顶点的距离

根据实际吊装情况对吊点位置做适当调整。

图4异型幅吊加强筋示意图

本工程地下连续墙钢筋笼最长37.9m，重量最终为27.5t，使用200吨、120吨履带吊各一台对其进行起吊。在进行起吊时，采用主钩挂住钢筋笼的中上部位，利用副钩挂住钢筋笼的中下部位，并且使用多组葫芦主副钩进行同时性工作。在上吊的过程中应当尽可能保持缓慢平稳，且在角度上保持垂直。当吊车将钢筋笼移动到槽段的边缘位置处后，按照设计的要求和标准将其放入槽内，在此过程中注意控制其标高。最终采用槽钢制作的扁担搁置在导墙上。

3.6水下混凝土灌注

本工程墙体混凝土为设计标号C35、抗渗等级P8的水下商品混凝土，坍落度为18～22cm，混凝土试件：每幅墙一组抗压，五幅一组抗渗试件。浇灌混凝土在钢筋笼入槽后的4小时之内开始。水下混凝土浇筑采用导管法施工，砼导管选用D=258mm的圆形螺旋快速接头型，浇筑前办理所必须的隐蔽工程验收单。用吊车将导管吊入槽段规定位置，导管上端安放方形漏斗，吊放导管时避免碰撞钢筋、接驳器。按规定要求在现场采样捣制和养护混凝土试块，及时将达到养护龄期的试块送交试验站作抗压与抗渗试验。

4结论

对于地下连续墙的施工建设，有着较高的复杂性，同时也是一个连续且紧密的施工过程，在连续施工作业中不仅能够有效保证地下连续墙的质量，而且也有助于后续施工的顺利展开。因此，在实际施工中应当加强施工关键技术的控制。

参考文献

[1].（DGTJ08-2073-2010）《地下连续墙施工规程》

[2].DG/TJ08-61-2010《基坑工程技术规范》

[3].浅谈地下连续墙的施工工艺[J].郭瑞霞，文俊巍，李刚.价值工程.2016（19）