地下连续墙施工技术与应用

一、引言

地下连续墙发源的地点在欧洲，当初从打井和钻石油井时使用泥浆加水下浇注混凝土的方法而逐步发展起来。1950年意大利首都米兰修建大坝和贮水池的防渗墙时首创使用了地下连续墙技术，我国1958年开始使用这项技术，起初是用于修建水库大坝，70年代开始逐渐用于建筑工程邻域。继上海开始大量使用地下连续墙技术，以后全国各地应用更为广泛，地下连续墙逐渐取代基坑悬臂式支护体系成为地下工程和深基础施工中先进技术。经过这么多年来的发展和运用，此项技术得到了大量推广，包括市政工程、建筑工程等，大约已建成地下连续墙200万平方米以上。目前，地下连续墙已被大量用作结构的一部分暨我们通俗说法二墙合一结构。地下连续墙顾名思义，我们可以理解成为是一种类似于地下结构中的钢筋混凝土剪力外墙，不同的地方在于它是沿着基坑外侧一圈闭合的连续钢筋混凝土墙结构。它的整体强度高、抗渗性能好的特点使它在地下结构中能起到截水、挡土、支护的良好效果。

二、地下连续墙施工技术与控制要点

2.1  槽壁加固施工技术与控制要点

1、测量定位

应随时做好桩位定位放线复核工作，保留书面的复核数据记录，设置现场平面网坐标控制点，在施工过程中随时校核，确保孔位偏差不大于5厘米。如槽壁加固方案确定外扩的，则需明示外扩具体尺寸和参照标准（如以地连墙内侧边线位置往外侧扩，或以地连墙中心线为参照标准分别往两侧扩）确保槽壁加固水泥搅拌桩位置和导墙及连续墙结构位置不发生相对冲突，以利于成槽施工。

2、桩身垂直度控制

（1）龙门架垂直度应采用经纬仪校正，开钻前对搅拌桩机机身的垂直度和平整度进行认真严格的测量，测量校正合格后方可开钻，且施工过程中应对桩机机身的垂直度和平整度随时进行检测，保证孔斜偏差小于250分之一。

（2）开机前须清除施工槽内及地下可以发现的一切障碍物，桩机每次移位后开钻前都必须校核垂直度，以确保搅拌桩成桩质量最大偏斜率在正常范围内，以免影响槽壁垂直度导致成槽时出现施工困难影响工期和结构质量。

3、水泥浆水泥掺量控制

（1）按施工设计要求控制喷浆量和桩机下沉、提升速度，在水泥浆拌制后台处悬挂根据设计参数与现场试验确定的水泥浆配合比标识牌，施工人员严格按照水灰比及水泥掺量设计参数配制水泥浆液，管理人员不定时与定时抽查后台水泥浆比重。

（2）所使用的水泥浆液不能发生离析，严格按预定配合比配制水泥浆液。为防止灰浆离析，放浆前，必须搅拌30秒后再倒入存浆桶中。对停置时间超过2小时及以上的水泥浆禁止使用。

（3）钻杆提升速度和钻头喷浆量应严格按设计要求控制，钻杆提升速度宜控制在0.8～1米/分钟范围内，并保持匀速提升与匀速下沉，并一次性完成本幅喷浆作业，确保喷浆量和水泥掺入比满足设计要求。

4、搅拌桩桩身质量控制

（1）压浆过程中不允许发生断浆现象，输浆管道要保持畅通，全部桩身必须注浆均匀，不能发生夹心层。

（2）发生管道堵塞时应立即停浆处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0米范围后方可继续注浆，待10～20秒后恢复正常搅拌作业，以防止发生断桩。

（3）桩身土体应搅拌均匀，严格控制钻杆下沉速度，使原土充分搅拌破碎到位以利于同水泥浆液充分拌和。喷浆时提升速度严格按照技术要求实施，先在桩底喷浆30～60秒，并在桩底上下活动1m范围一次，再按正常提升速度作业。

5、冷缝处理

在施工过程中，必然会产生冷缝，专项施工方案内应充分考虑。施工前首先要将出现的冷缝位置在图纸上和现场标注出来，后续处理时，在产生冷缝位置的外侧，补打两根φ850@600的三轴搅拌桩，搅拌桩参数同槽壁加固设计参数。具体施工方法见图3.1-1。

2.2  泥浆性能及槽底沉渣控制技术

1、泥浆性能指标控制

地下连续墙护壁泥浆在泥浆池和地连墙单元槽段之间通过泥浆管和泥浆泵进行循环，整个地连墙泥浆循环系统中，各环节由泥浆池、泥浆泵、搅拌机、振动过滤机、除砂机、输送管、沉淀池等组成。槽内孔壁的稳定性主要依靠泥浆的护壁性能来决定。

2、槽底沉渣厚度控制

槽底沉渣厚度控制直接关系到成墙质量。槽底沉渣厚度取决于泥浆的含沙量，槽底沉渣清理一般采用泥浆循环除砂法、沉淀抓除法、泥浆置换法。清底分一清和二清，二清建议采用泵吸（反循环法）或导管气举工艺清底（应重点控制两墙合一地连墙的清底质量，避免成墙后发生差异沉降）。验收沉渣厚度及槽深时，一般选取单元槽段内的左、中、右三点部位测量，成孔后槽底沉渣厚度按要求应小于100毫米，此时的槽底泥浆比重应小于1.2。

2.3  墙体防水抗渗技术与控制要点

由于地下连续墙需分槽段施工而不能一次性连续浇筑完成，所以地下连续墙墙幅之间必然会存在施工冷缝，因此地下连续墙墙幅（单元槽段）与墙幅（单元槽段）之间接头位置是地连墙工程的重点薄弱部位也是防渗漏的关键部位，特别是设计中当地连墙作为地下室永久性结构外墙时，即通俗叫法为两墙合一使用时，接头要具备更好的止水构造。据笔者收集了解，实际工程中人们采用了多种止水技术措施，其中不乏一些创新技术、新材料，时地连墙工程在接头部位的防渗止水效果总体较好。但是我们知道，由于施工过程中各种不可控的因素存在，难免会发生一些局部的渗漏情况。笔者主要对“两墙合一”地下连续墙结构形式，粗略探讨一下此种结构在防水措施中采取几点技术措施：

（1）目前地下连续墙接头采用较多的止水方式是使用可靠性高的工字形刚性接头即工字钢接头，并在墙体槽段接缝处外侧使用大直径高压旋喷桩采用 RJP、MJS工法，以加强每幅槽段接缝处的抗渗能力和效果。

（2）在地连墙槽幅段分缝位置内侧设置扶壁柱，扶壁柱通过预先在地连墙内预留的钢筋与地墙形成整体连接，从而增强扶壁柱与地连墙的整体性达到提高接缝位置的防水抗渗的止水效果。

（3）在地下连续墙内侧一定范围内施工一道满堂砖砌体内衬墙，即在地连墙内侧一定范围内通长设置内衬墙。砖衬墙内壁重点要做好防水处理措施，同时在每层墙与墙之间设置排水措施，用立管将各层排水通道连通。这样，若发生细微渗漏时，可通过立管和导流沟将积水引至积水坑并排出。地连墙与顶板、底板接缝位置设刚性止水片、止水带等措施以确保接缝止水抗渗。内衬墙也可以根据不同情况使用低配筋钢筋砼衬墙。

（4）渗漏处理措施：

当基坑开挖后，地连墙体出现如下几种渗漏情况使，笔者认为可以采取如下对应措施：

a、地连墙接缝处或墙身有水渍

地连墙接缝：对接缝处表面可能存在的夹砂、夹泥现象进行清除，并开凿打毛成“V”型槽口，槽口深度为50-100毫米，然后用堵漏王快速封堵，注意界面要充分挤压密实贴合。

地连墙体：首先对渗水基面进行清理并凿毛，用水冲洗基层表面并充分润湿，然后涂刷水泥基型抗渗界面剂，一般涂刷两至三遍。

b、地下连续墙轻微渗水

地下连续墙出现轻微渗水，应及时采用特种抗渗材料处理，并注浆，特种抗渗材料硬干后二十四小时内注入聚氨酯。具体步骤为：

①寻找到渗漏来源，将渗漏点周围的夹泥夹渣清理干净，凿出沟槽，并用清水冲洗干净表面。

②凿毛接缝表面两侧一定范围，凿毛后在沟槽处埋入塑料管对漏水进行引流，并用封堵材料（堵漏水泥）进行封堵覆盖。

③待封堵完成达到一定强度后，用水溶性聚氨酯堵漏剂，进行压力灌浆注浆。

④堵漏浆液凝固后，拆除注浆管。

此渗漏处理方法施工便捷快速，止水效果可靠，目前大量在抗渗堵漏工程中应用，技术成熟。

c、接缝或墙体处严重渗漏

当施工过程中发生接头管拔断或刷壁不到位及浇筑水下砼夹泥夹渣等情况时，可能会使严重的渗漏水情况发生。出现此情况时，先在地下连续墙渗漏处做临时引流并封堵，再根据现场实际情况做进一步处理如下：

①如果是墙缝或墙体夹泥夹渣，则先将夹泥夹渣清除干净，再埋设注浆管。

②如果是接头管拔断引起，则进行临时引流封堵后，可将拔断的接头管和先行槽段幅钢筋笼的水平筋凿出，在封堵接缝处重新焊接水平钢筋并预埋注浆管。

以上措施处理完后，两种情况均考虑在严重渗漏处墙体坑外侧用大型注浆机进行双液注浆，以便填充堵漏，填充堵漏深度比渗漏点深3米左右。

d、墙体出现水平断层

在浇筑水下混凝土作业过程中，操作人员失误将导管拔出混凝土面或者是发生卡管而造成二次浇筑，引起墙体出现夹层、断层；如果出现这种情况应在地连墙体外侧补打多排高压旋喷桩，并搭接至相邻槽段。

2.4  两墙合一施工技术与控制要点

1、地连墙与主体结构的变形衔接

正常情况下地下连续墙可能与主体结构工程桩处于不同持力层，因此主体结构沉降过程和地连墙沉降过程可能会出现差异。为协调两者间的沉降差异，通常可采用措施如下：

（1）基坑内侧邻近地连墙位置增加边桩，使墙体的承载力得到安全储备，分散主体结构和地连墙体之间因不均匀沉降产生的荷载传递。

（2）地下连续墙墙底土层位置选择较为稳定、密实度较大的持力层。非围护体系受力段采用素混凝土或低配筋混凝土以降低墙体结构自重。

（3）提升地连墙整体刚度和强度，使各墙体槽段之间的变形应力尽可能趋向一致，地下连续墙作为永久使用槽段即地下室外墙部分的主要节点应与主体结构有效连接，包括结构壁柱、梁板和底板，钢筋连接方式为设置钢筋接驳器和预埋件。

2、钢筋接驳器和预埋件的安装与定位

（1）钢筋接驳器根据施工设计图纸提供的规格、间距、地下连续墙宽度，计算出每一幅地下连续墙中预埋接驳器的数量和相对高程，绘制展开大样图。

（2）接驳器安装完成后，要做好钢筋接驳器的成品保护工作。接驳器的安装定位以钢筋笼的笼顶标高为参照基准控制，下放钢筋笼时使用水准仪进行跟踪测量笼顶标高，确保钢筋笼顶标高符合设计要求。

（3）关于钢筋接驳器及预埋件的定位，在施工前，项目部要组织集体学习图纸，分槽段将接驳器及预埋件位置投射到一张图纸上，明确标高及距离钢筋笼顶的距离，并会同四方共同确认后对班组进行技术交底，安装完成后现场即按照该定位图进行检查，并形成检查验收书面记录和影像资料。

2.5  地下连续墙检测技术与要点

1、材料检测

地下连续墙施工采用的原材料进场时均应出示材料生产厂家出场合格证等相关质量证明资料，三方（甲方、监理方、施工方）进行材料进场验收，并留存进场材料验收书面记录和影像资料。监理单位根据合同及设计要求核对各种材料是否符合要求，按要求对相关材料进行抽样复试检测。地下连续墙施工过程中现场需根据规范要求留置混凝土试块，并进行试块强度试压检测。

2、槽壁垂直度检测

地下连续墙全部槽段的成槽施工过程中需按规范和设计要求采用超声波对槽壁垂直度进行测试，检测单位应具备相应的检测资质。

3、槽内泥浆的含砂率检测

地下连续墙成槽达到设计深度后和下钢筋笼前，需对墙幅槽段内泥浆的含砂率进行检测，检测部位和检测指标结果应符合规范设计要求。

4、槽底沉渣厚度检测

槽底成渣厚度检测是一道重点控制工序，由具备相应检测资质的第三方专业检测单位检测。同时下笼前和下笼后，分别采用人工测量法使用铅锤和探针对槽底沉渣厚度进行经验估测法估测槽底沉渣厚度并做好相应测量数据书面记录和影像资料。

5、墙身混凝土超声波检测

在地下连续墙施工完成后，应由第三方专业检测单位对连续墙槽段宽度、深度、墙身混凝土质量采用超深波检测，检测数量不少于总槽段数量的20%，每幅不少于3个断面。具体检测要求如下：

（1）对不低于全部槽段的10％的槽段实施超声波检测。

（2）每幅槽段按设计要求设置超声波声测管，声测管应分散布置，以便能详细检测各断面。声测管内径、壁厚及长度等规格应满足设计要求，声测管顶部至少至地面，以满足施工和检测要求。

（3）其他要求参见《建筑基桩检测技术规范》。

（4）检测单位应针对试验槽段具体情况制定专项检测方案，经监理审核通过后实施的其他检测。

6、墙身混凝土钻孔取芯强度检测

（1）对全部槽段5％的墙体实施钻孔取芯检测。

（2）钻孔取芯检测需在地下连续墙墙身混凝土达到设计强度后进行。

（3）避开进行超声波检测的槽段实施钻芯取样，单幅槽段取芯孔数和取芯部位应符合检测规格和设计要求。

（4）钻孔取芯后及超声波检测管使用结束后，应对取芯孔采用注浆填充密实，注入水泥浆水灰比不大于0.4，并应掺入微膨胀剂，注浆强度不能低于原墙体材料强度。

（5）其他检测要求参见国家规范《建筑基桩检测技术规范》。

三、地下连续墙施工安全技术实施措施

3.1防触电措施

地下连续墙施工过程中方触电措施除了应做到施工临时用电安全技术规范以外还应特别做到以下几点：

（1）所有配电箱要做到三级配电、两级保护要求，配电箱包括开关箱按要求配备漏电保护器，配锁，贴安全标识和电工负责联系人和防雨措施，破损的设施和线缆不允许使用。

（2）所有的电器设备和机械设备必须要有接地措施，接地的电阻值不能大于规范要求的4Ω。

（3）现场照明使用的线路必须使用软质的橡胶保护套线并要配有漏电保护器，灯具金属外壳要有接地接零保护，灯具的高度里地面要高于2.5m并要有防雨措施，照明开关应独立控制。

（4）照明线缆严禁使用花线或塑料胶质线，导线不得随意拖地泡水。

（5）施工现场使用的所有电源、电路的安装和拆除必须由持证上岗的电工专人操作，电器必须要接地或接零并使用漏电保护器，基坑内用电必须分闸，做到一机一箱一闸一漏电一保护，严禁一闸多机多用，坑上电缆要架空敷设，严禁拖地和埋压土中。

（6）挖掘机作业和自卸汽车卸土作业时，应避开架空电线，移动时注意避开电缆。

（7）架空线缆要按照安全规范敷设。

（8）雨天严禁使用电焊机露天作业。电焊机一、二次线（电源、焊把）接线处应有防护装置，金属外壳接地或接零保护要符合安全规范要求。

3.2防起重伤害措施

1、起重吊装的特种作业人员必须持证上岗，操作人员要严格按照指挥人员的信号作业，当信号不清楚时不可执行作业。吊车司机按要求执行起重机安全操作规程，起动前检查各安全装置是否齐全可靠；钢丝绳及连接部位应符合规定；燃油、润滑油、冷却液等均应充足。起动后检查仪表指示有无异常，再空载试运转，确认安全无异常后方可开始吊装作业。

2、吊车起重机作业时，严格按照厂家规定的吊臂角度操作，一般不得超过78度，起重机缓慢平稳变幅，接近满载时严禁下降主臂杆。吊钩应与地面成90度角保持垂直，严禁斜拉斜吊作业。

3、起重半径区域，按要求提前设置隔离措施，不得有人停留或通过，并设置警示标识。

4、吊车行走站位处，临时道路承载力要满足验算要求，必要时采取敷设钢板等加固措施，防止地基承载力不足使吊车倾覆。

5、6级风及以上时停止吊装作业，夜间施工必须保证有足够亮度的照明。

6、吊车停机期间，应按操作规程做好停机锁止程序，并停放在指定区域。

7、吊机落钩时，勾件下要垫放枕木以利于取出钢绳。落钩要慢速，经过充分落钩直至钢绳不受力才能靠近取钢绳。忌手放在构件下取物，钢绳退出时禁止使用吊钩直接拉动避免钢绳弹出伤人。

8、高空、地面之间指挥作业使用对讲机联络，禁止吼叫。起重指令清楚简明统一，严格按“十不吊”吊装作业规程执行。

9、起吊重物时，如吊装地连墙钢筋笼时应按照方案要求进行试吊，确认没有问题后，方可继续进行起吊作业。

10、双吊机抬吊作业时，由专人统一指挥，两台吊机动作要同步协调，各吊点应按吊装方案设置，单机最大载荷不能超过单机的起吊载荷的80%。吊装过程中，各吊钩滑轮组要保持垂直状态。

11、带载移动时，最大载荷不得超过允许最大起重量的70%，行走的道路应平整，道路承载力应满足要求，钢筋笼离地面不得大于50厘米，配备风绳缓速行驶。带载移动严禁长距离行驶。

3.3防机械伤害措施

1、机械设备作业区域禁止无关人员进出，成槽机和挖掘机等大型设备工作回转半径范围内不得由人进行其他作业。挖掘机土方作业时不得将铲斗从运输汽车驾驶顶部越过，装土时任何人不得在装土车周围。

2、成槽机成槽作业、挖掘机土方操作和汽车装卸土行驶时要听从现场指挥，所有车辆必须严格按预先规定的行驶路线行驶，防止碰撞出火花。

3、特种设备进场后，应仔细检查各部位和防护装置是否灵敏、可靠，然后进行调试运转，经检测和验收合格后方可使用。

4、机械设备严格按操作规范使用，缺少安全保险装置的或安全保险装置损坏的机械设备不得使用。

5、机械设备的操作人员，必须经过有关专业安全技术操作培训，特种作业人员必须持证上岗。机械操作人员工离岗时，必须将机械设备设置于安全状态，各类控制箱拉闸上锁，防止意外发生。

6、现场设专人对各类机械设备进行安装、保养、维修、自检等工作，并要有相应书面工作记录，并要有定期检测方案。

7、卷扬机等之类的机械设备在安装使用前，必须经检测和验收合格后方准使用，否则禁止使用。

3.4防物体打击措施

地连墙施工现场防止物体打击最直接有效的方法之一就是正确佩戴使用安全帽。

（1）安全帽采购：要采购正品的安全帽，现场施工人员佩戴的安全帽均应由总包单位负责采购并分发给分包，专业的安全物资部门负责安全帽的采购。

（2）安全帽的验收：安全帽的进场验收材料商的《制造许可证》、《产品合格证》、《检测合格证》、《安全标志证》，防护性能指标应满足《安全帽标准》（GB2811-2007）的相关规定。

（3）安全帽的使用：按照规定正确的佩带方法使用，所有人员进入施工现场必须佩带安全帽。每个人的安全帽的粘贴公司LOGO标识，和所属班组信息标签。

（4）安全帽的颜色分类管理：佩戴白色的安全帽的为总包及分包管理人员；佩戴红色安全帽的为安全员；配蓝色安全帽的为特种作业人员；分包队伍除安全员佩戴红色安全帽外，一律佩戴黄色安全帽。

结  论

总而言之，地下连续墙技术大有可为。

参考文献：

[1]《建筑施工》2002年第 001 期“我国地下连续墙施工之最--润扬大桥北锚碇超厚、超深地下连续墙嵌岩成槽工艺”

[2]《施工技术》2007年第 009 期“作为地下室外墙、主体结构承重墙和支护墙的地下连续墙施工难点及措施”

[3]《建设科技》2011年第007期“地下连续墙在基坑支护中的应用”

[4]《科技展望》2015年18期23-25“土建施工中地下连续墙技术的运用研究”

[5]《城市建设》2011年下旬“地下连续墙及其在建筑工程中的应用探讨”