建筑深基坑工程地下连续墙施工处理技术研究
刘加芹
上海申海建设监理有限公司 上海 200030
在现代建筑深基坑工程中，地下连续墙是一项常用的深基坑支护技术，可以在建筑基坑周围构筑成连续性墙体结构，同时发挥截水、挡水、承重与防渗等多重效果。与此同时，地下连续墙技术也存在工艺繁琐、作业难度大、施工精度要求高的局限性，施工期间容易产生各类质量问题。因此，为保证保障工程建造的安全和质量，防范各类问题的发生，确保建筑工程的效益目标实现，必须加大对地下连续墙施工技术的重点研究。
1.1 技术原理
地下连续墙是在建筑基础周边地面沿轴向来挖设适当深度与尺寸的深槽，在槽内放入钢筋笼与浇筑混凝土，待混凝土凝结硬化后形成独立单元槽段，再把相邻单元槽段相互连接为整体性墙体结构。地下连续墙在建筑深基坑工程中，具备挡水、截水、承重等多重使用功能，有效满足深基坑围护需求，大幅降低了坑底突涌水、坑壁塌陷等工程事故的出现率。同时，可以根据成墙方式或使用用途将地下连续墙划分为若干类别。例如，在以成墙方式作为分类依据时，将地下连续墙分为桩排式、组合式与槽板式等种类。而在以使用用途作为分类依据时，则将地下连续墙分为永久挡土墙、防渗墙和临时挡土墙等种类。
1.2 技术特点
第一，可贴近施工，施工人员可以在建筑深基坑外围区域或是贴近建筑物位置来修建地下连续墙，作业区域并未超过建筑红线，无须额外扩增工程建设面积。第二，防渗性强，墙身由混凝土现浇成型，并通过提前设置与后续拔出接头管来连接相邻单元槽段，使得地下连续墙结构有着十分优异的防渗性能，有效拦截地表水、地下水侵蚀深基坑结构。第三，墙体刚度大，在深基坑开挖与暴露期间，由地下连续墙承受一部分的土压力，避免出现深基坑塌方或是地基沉降等工程事故。第四，适用范围广，地下连续墙技术对工程现场的地基条件较为宽泛，在绝大多数情况下都具备应用此项技术的前提条件。同时，也可选择将地下连续墙作为建筑工程的刚性基础结构，替代桩基础等原有基础型形[1]。
此外，地下连续墙技术也存在造价高、特殊地基条件下作业难度大、相邻墙段易漏水的局限性。例如，在工程现场修建临时性地下连续墙时，造价成本略高于其他临时支护结构的造价成本。在工程现场分布淤泥质土、超硬岩石层等特殊地基时，会大幅提高地下连续墙施工难度。而在相邻单元槽段连接不当时，槽段交界面形成防渗薄弱部位。
1.3 施工注意事项
第一，对于渗漏预防问题，提前检查泥浆、混凝土等材料的性能质量，禁止使用稠度不达标的泥浆、存在离析现象的混凝土。随后，在成槽完毕后清理槽底垃圾杂质和淤泥，观察混凝土浇筑期间是否存在导管拔空、中断浇筑等问题，并在连接相邻单元槽段时清刷接缝表面附着物，避免在接缝部位形成防渗薄弱环节。第二，对于清孔质量问题，施工人员可采取泥浆正循环法，在槽底放入管路，通过管路持续向槽内注入稠度达标的泥浆，由泥浆携带槽底沉渣涌出槽体，待注浆量与注浆时间达标后，停止清槽作业，静置一段时间后测量槽底沉渣层厚度，如果测量结果超标，则继续开展正循环泥浆清槽作业，必要时使用钢丝刷头反复刷洗连接墙接头等部位表面的附着物。同时，也可选取抓斗法开展清槽作业，但需要重点控制抓头下放角度与速度，不得破坏槽体表面保护泥皮[2]。第三，对于成槽精度问题，在现场弹放控制线与设置若干控制桩点，将测放成果作为后续挖槽作业的施工参照物，使用超声波测试仪等仪器测量槽坑断面情况。
2.1 测量放线
在测量放线环节，测量人员前往工程现场实地考察，对照施工图纸内容与现场环境情况是否相符。确定无误后，使用水准仪、全站仪等仪器设备，在工程深基坑周边区域设置闭合平面导线，依次布设各处闭合线与基准点，并设立水准点与测量控制点，要求所布设控制点处于主轴中，后续按照测放成果来引导、约束导墙修筑作业开展。最后，考虑到地下连续墙在施工期间会产生一定的位移量，进而影响到周边基准点布放结果，因而需要测量人员后续定期对各处导线与轴线参基准点开展复核校正作业。
2.2 导墙修筑
导墙是地下连续墙施工必不可少的构造物，一般是为钢筋砼结构，结构成槽状，导墙深度一般在1.5～2.0m左右，主要为地下连续墙施工进行导向，防止地下连续墙施工偏移，在施工期间，导墙经常承受钢筋笼、浇注砼用的导管、钻机等静、动荷载的作用。导墙形式有预制及现浇两种，现浇导墙形状有“L”型或倒“L”形，可根据不同土质选用，应根据工程情况与施工要求来选择导墙结构形式。地下连续墙成槽以前，对地下连续墙成槽过程中容易发生塌孔等现象不良地质情况，在槽壁两侧进行预先土体加固，形成较稳定的槽壁结构，一般采用三轴搅拌桩进行加固。经槽壁加固处理的地下连续墙也被俗称为“夹心饼墙”。在选择现浇钢混结构形式时，施工人员在现场指定位置浇筑10cm厚度的素混凝土垫层，在垫层上方支设模板，清理模板内部积水与表面附着物，在模板内部绑扎钢筋或放入双层钢筋网片、模板壁面涂刷脱模剂，随后在模板两侧对称浇筑混凝土。砼达到一定强度后可以拆模，同时在内墙上面分层支撑100mm×100mm方木，防止导墙向内挤压，方木水平间距1.5m，上下间距为0.8m。而在选用预制导墙结构形式时，则在预制导墙起吊至安装面上方悬停，待导墙水平位置与垂直度调节完毕后，将墙体缓慢下落，在墙体背部分层回填与夯实黏性土。最后，对导墙外观质量、所处位置与规格尺寸进行仔细检查，要求导墙两侧净距中心线和连续墙中心线保持重合状态、各个单元槽段内导墙预留不少于1个的溢浆孔、相邻导墙间距略大与地下连续墙身厚度、导墙中心线偏差值在±10mm内、导墙内壁垂直度偏差值不超过0.5mm，对不达标部位进行返工处理[3]。
2.3 泥浆制备
提前在现场修建泥浆池、废浆池与搭设防护雨棚，泥浆池负责持续回收地下连续墙施工期间产生的泥浆并投入循环使用，废浆池负责临时存储性能不达标的废弃泥浆、避免污染现场环境，防护雨棚则起到泥浆保护作用，避免泥浆存储期间的使用性能发生改变。在泥浆池内制备新鲜泥浆，选用膨润土作为原料，向膨润土中加水与投加各类外加剂，使用设备搅拌一段时间，需要根据地下连续墙施工情况来确定泥浆制备量，泥浆制备后一定时间内投入使用，不得使用存储时间过长的泥浆。最后，在泥浆使用前，检查泥浆的相对密度、pH值、黏度与含砂率等性能是否达标，正常情况下，要求使用黏度为15s～18s、含砂率小于4%、pH值在8.0～10.5区间内、相对密度在1.04～1.15的泥浆。
2.4 挖槽
根据工程情况在现场划分若干单元槽段，明确各处单元槽段的位置、长度，后续按顺序依次开挖各处单元槽段的槽坑，可采取跳槽开挖方法，分多抓开挖成槽，要求单抓宽度在2.5m以内，且单元槽段长度大于挖掘段宽度。随后，根据施工需要在现场配备挖槽机械，当前主要使用钻头式挖槽机或是抓斗式挖槽机。最后，施工人员操纵挖槽机在所划定单元槽段内开挖槽坑，重点控制抓斗角度与挖槽速度，要求适中保持槽孔垂直状态、抓斗两侧斗齿与土壤表面保持紧密贴合状态，重复测量槽坑水平位置与垂直度，对偏差部位进行纠偏处理。待各处槽坑挖设完毕后，向槽内注入泥浆，控制泥浆用量与注入速度，持续把槽内泥浆回收至泥浆池进行循环利用。
2.5 清底换浆
在成槽完毕后立即向槽内注入适量的泥浆，在注浆期间持续清除槽内沉渣，确定清槽质量达标、槽底沉渣层厚度未超过设计标准后，再进入下道工序。同时，施工人员应重点关注槽内泥浆液面高度问题，严格控制注浆量与注浆速度，禁止在清底换浆期间出现槽内泥浆液面高度大幅变化情况，并确保槽内充满泥浆，避免因此影响到槽壁结构稳定性。
2.6 安装接头管
在槽内指定位置安放接头管，要求在槽底土层中插入接头管底部，对接头管外露部分采取固定措施，避免接头管后续因钢筋笼吊放、混凝土浇筑而出现偏位、错位情况。随后，对不浇筑一侧的接头管开展回填夯实作业，后续检查接头管两侧混凝土液面高度是否和回填料高度一致，必要时调整混凝土浇筑速度，避免因二者形成高度差而造成接头管位移后果。
2.7 钢筋笼制作与安放
准备钢筋开展下料加工作业，将钢筋切割为适当长度节段，清理钢筋表面的灰尘污渍与残留锈迹，磨平表面毛刺。随后，按照图纸内容将钢筋进行绑扎连接，可采取焊接方式来处理各处接头部位，如果钢筋笼尺寸较大，可采取分段制作与吊装方法。最后，仔细检查钢筋笼规格尺寸与质量是否达标，如检查受力钢筋搭接长度、接头数量、焊缝焊接质量等，对质量不达标部位进行返工处理。
在槽内放置钢板定位垫块，用于表明钢筋笼安放位置和固定钢筋笼，避免出现钢筋笼偏位、上浮等问题。随后，操纵吊机将钢筋笼缓慢起吊至槽坑上方，测量校正钢筋笼水平位置，使钢筋笼和所处槽段中心保持对准状态，再缓慢将钢筋笼下放就位，保持钢筋笼与两侧槽壁安全间距，避免钢筋笼刮伤槽壁[4]。在钢筋笼尺寸、重量较大情况下，则在工程现场配备主副两台吊机，开展钢筋笼整体起吊作业。最后，待钢筋笼放置就位后，重复测量校正钢筋笼设置，要求钢筋笼端部和周边接头管间距不小于15cm，确定无误后，再将钢筋笼固定在钢板垫块上。
2.8 浇筑混凝土
浇筑混凝土前要制备混凝土材料，选用标号不低于42.5的硅酸盐水泥、河卵石等作为原料，在搅拌过程中投加适量外加剂与掺和料，后续检查混凝土材料的坍落度与水灰比等性能是否达标，要求混凝土坍落度在180～220mm区间内，禁止使用水灰比超过60%或是离析状态的混凝土。随后，施工人员在槽坑内下放导管，可选用钢制导管，导管底部与槽底保持0.3m～0.5m间距，清理导管内壁残留浆液，把导管润湿，避免混凝土粘连。最后，通过导管匀速向槽内灌注混凝土，将混凝土液面上升速度与液面高度差分别控制在2m/h以内和0.3m以内，如果混凝土中途停顿浇筑时间超出0.5h，则挖除已浇筑混凝土，重新开展浇筑作业[5]。
2.9 拔起接头管
观察混凝土凝固情况，合理选择拔管时机，分多次提升接头管，避免在接头管提升期间破坏混凝土结构状态。一般情况下，施工人员需要在混凝土初凝后适度活动接头管，每隔15min上提一次接头管，单次提升距离把控在0.15～0.3m，并在混凝土浇筑完毕8h内将接头管全部拔出，预防接头管固结在混凝土墙身内部。同时，在拔出最后节段接头管时，使用钢筋等材料插试混凝土结构，在钢筋前端反馈明显硬感后，可完全拔出接头管。
综上所述，在建筑深基坑工程中，地下连续墙施工技术的应用推广是必然发展趋势，也是营造安全施工环境、改善基础工程施工条件的重要举措。建筑企业务必提高对地下连续墙施工技术的重视，树立正确技术应用思路，了解施工注意事项，全面掌握技术操作要点，并做到对各道重要工序作业质量的严格把控。确保地下连续墙技术在建筑深基坑工程建设活动中得到有效应用，也为工程建设质量与作业安全提供技术保障。
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