中国水利水电第十三工程局有限公司 天津 300384
摘要：“两墙合一”是指围护结构与主体结构二者相结合的一种基础结构形式。武汉南国中心二期是一个涵盖购物中心、甲级写字楼、及高档住宅等的城市综合体，包括三栋超高层建筑，建筑高度最高为146.4m，地下室为三层，开挖深度最深为15.85m，采用“两墙合一”的地下连续墙作为基坑围护结构、落底式止水帷幕及地下室结构外墙，墙厚800mm，墙身深约50m。本文通过对南国中心二期“两墙合一”的施工工艺、质量控制要点等实施情况进行具体分析，探讨地下“两墙合一”的施工技术要点，旨在优化地下连续墙施工技术，提高施工质量，以供今后类似项目参考。
关键词：地下连续墙；两墙合一；施工工艺；控制要点
1 引言
所谓地下连续墙顾名思义就是在地下构筑成一道连续的钢筋混凝土墙，达到支护、截水、防渗、承重等目的，“两墙合一”是指围护结构与主体结构二者相结合，简单的说就是地下连续墙既可作为基坑围护结构、落底式止水帷幕，又作为地下室结构外墙一部分。地下连续墙施工一般采用专用成槽机械，沿着墙体开挖边线，开挖出一条狭长的深槽，同时采用泥浆护壁，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后采用导管法灌注水下混凝土浇筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙体。
武汉南国中心二期项目位于武汉市解放大道与江汉北路交汇处，包括三栋超高层建筑：1栋住宅楼（左侧塔楼47层146.400m，右侧塔楼43层134.400m）、2栋办公楼（T1楼32层为134.2m；T2楼33层138.2m），地下室三层，开挖深度14.05-15.85m。由于该项目场地狭小，地下水位高，环保要求高，考虑到地下连续墙具有抗侧刚度、强度高、防渗性能好以及施工中对环境影响小等特点，围护结构采用“两墙合一”地下连续墙形式，共46幅，墙厚800mm，墙深约50m最大嵌固深度为7m，在施工中满足了围护、截水、止水及作为地下室结构外墙的要求，具有十分显著的经济和技术效果。
2 施工工艺及方法
“两墙合一”地下连续墙施工工艺流程如下图所示：
2.1 施工准备
（1）场地准备：确定和安排机械所需作业面积：主要包括泥浆搅拌设备、钢筋笼加工及临时堆放场地、接头管和混凝土浇注导管的临时堆放场地以及其他用地，场地地基应采取加固措施。
（2）给排水和供电设备：根据施工规模及设备配置情况，计算和确定工地所需的供电量，并考虑生活用电等，设置变压器及配电系统；根据现场施工用水量及现场排水情况，设计施工供水系统及排水系统。
（3）人材机准备：根据现场的施工进展情况，组织相对应的人材机进场，以保证满足现场施工强度要求。
2.2 测量放样
根据业主提供的基点、导线点及水准点，在施工场地内布设施工测量控制点和水准点，经监理单位验收无误后，对地下连续墙中心线进行定位放样。施工过程中经常对基点桩位进行复测。
2.3 导墙制作
（1）测量放样：根据地下连续墙轴线定出导墙挖土位置。导墙各转角处需向外延伸不小于50cm，保证抓斗受力均匀，以满足最小开挖槽段需要。
（2）挖土：测量放样后，采用机械挖土和人工修整相结合的方法开挖导墙。挖土标高由人工修整控制。
（3）立模及浇砼：在底模上定出导墙位置，再绑扎钢筋。导墙外边以土代模，内边立钢模。
（4）拆模及加撑：砼达到一定强度后可以拆模，同时在内墙上面分层支撑，防止导墙向内挤压，方木水平间距2m，上下间距为0.5m。砼强度达到设计要求后拆模，同时在内墙上面分层支撑80×80mm方木，防止导墙向内挤压。在导墙的砼未达到设计强度前，禁止任何重型机械、运输设备、材料在其旁边通过或堆放。
（5）回填土：导墙拆完模并加撑后，应立即在导墙背后分层回填粘性土并压实。
（6）施工缝：导墙施工缝处应凿毛，增加钢筋插筋，使导墙成为整体，达到不渗水的目的，施工缝应与地下连续墙接头错开。
（7）导墙养护：导墙制作好后自然养护到70%设计强度以上时，方可进行成槽作业，在此之前禁止车辆和起重机等重型机械靠近导墙。
（8）导墙分幅：导墙施工结束后，立即在导墙顶面上画出分幅线，用红漆标明单元槽段的编号。
2.4 泥浆工艺
（1）调查地基和施工条件；
（2）选定泥浆材料：选定膨润土的种类、选定分散剂的种类、加重剂的使用及防漏剂的使用；
（3）决定泥浆的漏斗粘度：确定最容易坍塌的地基、确定保持稳定所必须的粘度；
（4）决定基本配合比：决定泥浆浓度、决定各外加剂的掺加浓度；
（5）泥浆的制备、试验及修正，最后决定施工配合比；
2.5 成槽施工
（1）槽段划分
根据设计图纸将地下连续墙分幅，幅长按设计布置（局部，特别是转角幅有修改）。槽段划分及施工顺序：槽段开挖应分期进行，一般相隔1～2段，首开段为一期槽段，后相继施工二期槽段，L型槽段应在相邻一型槽段完成后进行，尽量减少槽壁的暴露时间。
（2）槽段放样
根据设计图纸和建设单位提供的控制点及水准点及施工总部署，在导墙上精确定位出地下连续墙标记。
（3）槽段开挖
成槽挖土顺序：单元槽段成槽施工采用三抓法，即直线幅先两边后中间、转角幅先短边后长边的施工原则，若入岩时遇特殊情况无法钻进，则应采取旋挖引孔，然后再用成槽机扫孔。直至达到设计标高和设计要求。开挖槽段采用的成槽机均配有垂度显示仪表和自动纠正偏差装置。
成槽挖土：成槽过程中，抓斗入槽、出槽速度应慢速、稳当，成槽机掘进速度应控制在15m/h左右，导板抓斗不宜快速掘进，以防槽壁失稳；施工时为严防槽壁塌方，应定期检查泥浆质量，防止泥浆流失，并维持稳定槽段所必须的泥浆液位，一般高于地下水位500mm以上，并不低于导墙顶300mm，在泥浆可能流失的地层中成槽时，必须有堵漏措施，储备足够多的泥浆。入岩后采用旋挖钻机钻孔，保证工序的衔接性和提升工效。
2.6 成槽质量检验
（1）槽段检验的内容
槽段的平面位置；槽段的深度；槽段的壁面垂直度；槽段的端面垂直度；槽底高差。
（2）槽段检验的工具及方法
槽段平面位置偏差检测：用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。
槽段深度检测：用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，三个位置的平均深度为该槽段深度。
槽底高差应满足小于10cm的要求。用测针进行量测。
2.6 清槽
（1）沉淀法（一次清孔）
清底开始时间：由于泥浆有一定的比重和粘度，土渣在泥浆中沉淀会受阻滞，沉到槽底需要一段时间，因而采用沉淀法清底要在成槽（扫孔）结束２小时之后方可开始，采用液压抓斗直接挖除槽底沉渣。
（2）反循环清孔（汽车泵反循环二次清孔泥浆置换）
如果在成孔后采用沉淀法清孔后，必须采用汽车泵进行反循环清孔并使用黑旋风泥浆净化系统滤砂。合格后下放钢筋笼。
具体操作过程如下：汽车反循环设备槽口就位。将滤沙机运至槽口。使用汽车反循环装置将槽底沉渣吸出通过泥浆管送至泥浆净化系统滤砂，而后再将滤过砂的泥浆返至槽内，该过程持续2～6小时直至槽内泥浆含砂率达到合格标准。
（3）正循环清孔（导管正循环三次清孔泥浆置换）
下笼后，针对该区域砂层较厚，如果在浇筑前测得槽段底部沉渣不符合要求且含砂率较大，则可以采用正循环泥浆置换将槽段底部的沉渣吸出。
2.7 清刷接头
为提高接头处的抗渗及抗剪性能，在连续墙接头处对先行幅墙体接缝进行刷壁清洗；反复刷动五至十次，直到刷壁器（旋挖卸下钻头，装上刷壁器）上无泥为止。刷壁工具使用特制刷壁器，刷壁必须在清孔之前进行。刷壁器必须下至孔底，对先行副墙体接缝处进行刷洗。
2.8 吊装、安放钢筋笼
钢筋笼吊放采用双机抬吊，空中回直。以一台作为主吊，另一台作副吊机。起吊时必须使吊钩中心与钢筋笼重心相重合，保证起吊平衡。
（1）指挥两吊机转移到起吊位置，起重工分别安装吊点的卸扣，先起吊下部钢筋笼。
（2）检查两吊机钢丝绳的安装情况及受力重心后，开始同时平吊下部钢筋笼。钢筋笼吊至离地面0.3m～0.5m后，应检查钢筋笼是否平稳，后主吊起钩，根据钢筋笼尾部距地面距离，随时指挥副机配合起钩，直至钢筋笼被竖直吊起。
（3）将下部钢筋笼吊至槽口，对位后下放到槽内，上口用扁担（中间50mm实心扁铁，两侧80mm厚槽钢）临时搁置在导墙上。
（4）准备起吊上部钢筋笼，用相同的方法起吊至竖直状态。钢筋笼吊起后，主吊机向左（或向右）侧旋转、副吊机顺转至合适位置，让钢筋笼垂直于地面。
（5）将上部钢筋笼吊至槽口，与下部钢筋笼进行对接。对接时钢筋采用机械连接，个别连接不上时采用帮条焊连接，工字钢采用电弧焊接。绑扎对接声测管及注浆管。
（6）对接好后，将钢筋笼整体入槽。采用扁担将钢筋笼搁置在导墙上，在确定标高无误（预埋件标高及桩顶标高）后，将吊具拆除。
2.9 灌注墙体混凝土
浇筑导管下设结束后，应用导管进行探底，确保开浇时浇筑导管距孔底的距离控制在30cm~50cm内。浇筑前应放隔水球，浇筑中应避免混凝土由导管外部落入槽孔内。首灌浇筑时应采用大漏斗进行连续浇筑，保证混凝土浇筑的连续性。混凝土浇筑过程中，导管埋入混凝土面的深度宜在2.0m～4.0m，浇筑液面的上升速度不宜小于3m/h。混凝土浇筑面宜高于地下连续墙设计顶面500mm。
2.10 顶拔接头箱
（1）接头箱吊装就位后，随着安装液压顶升架。
（2）浇注砼时应做好自然养护试块，正式开始顶拔接头箱的时间，应以自然养护试块达到终凝状态所经历的时间为依据，开始顶拔接头箱应在砼灌注4小时左右进行第一次起拔，以后每30min提升一次，每次50～100㎜，直至终凝后完全拔出。
（3）在顶拔接头箱过程中，要根据现场混凝土浇灌记录表，计算接头箱允许顶拔的高度，严禁早拔、多拔。
（4）接头箱由液压顶升架顶拔，履带吊协同作业，分段拆卸。
2.11 后压浆
（1）每幅槽段内设两根注浆管，管底位于槽底下20～50cm，混凝土浇筑完成12～24小时后，需对注浆管进行压水，冲开注浆管单向阀门。墙身混凝土达到设计强度的70%后开始注浆，每根注浆管水泥用量为2.0t。
（2）注浆采用P42.5普通硅酸盐水泥，浆液水灰比为0.5～0.6，注浆压力最大一般控制在0.8～1.0Mpa，最高不宜超过4.0Mpa，流速宜控制在30～40升/分钟内，每幅墙必须一次压浆完成。
（3）墙底注浆终止标准应实行注浆量与注浆压力双控的原则，以注浆量控制为主，注浆压力控制为辅。当注浆量达到设计要求时，可终止注浆。当注浆压力大于4.0Mpa，并持荷三分钟，且注浆量达到设计注浆量的80％时，可终止注浆，否则需采取补救措施。
（4）墙底压浆时，如有一根注浆管发生堵塞，可将全部的水泥浆量通过其它畅通导管一次压入墙底。对压浆管堵塞而无法继续压入浆液的墙体应采取补浆措施来补救。
2.12 成墙检测
（1）地下连续墙施工采用的各种材料进场应持有相关单位的出厂合格证，监理单位应根据设计要去核对各种材料是否符合要求。
（2）地下连续墙试成槽施工过程中须对槽壁垂直度进行垂直度检测，垂直度检测不少于3个断面。
（3）地下连续墙除采用常规制作混凝土试块方法检测混凝土强度外，槽段尚应采用超声波检测墙身混凝土质量。槽段中加声测管5个（直径50mm，壁厚3.2mm，墙体两侧W型布置）。
（4）采用钻孔取芯检测墙身混凝土质量和强度，检测要求如下：
1）当超声波检测结果显示地下墙身混凝土质量达不到设计要求时，实施钻孔取芯。
2）钻芯取样单幅槽段钻芯数不少于2个孔，单孔应截取8组芯样，上部芯样位置距墙顶，下部芯样位置距墙底均不大于1m，另一组芯样位于受力最大处（开挖面附近）。
3）其它要求参见国家规范《建筑基桩检测技术规范》。
4）检测单位针对试验要求制定详尽可行的检测方案（包括取芯后的钻孔处理）径各方认可方可实施。
（5）检测完成后，检测单位应及时提供检测报告，检测报告中应包括试块的检测方法，对墙体强度、混凝土完整性和渗透性的评价等内容。
3 “两墙合一”施工控制要点
3.1 垂直度、平整度控制
（1）成槽所采用的成槽机械应具备自动纠偏装置，以便在成槽过程中实时监测偏斜情况，并且可以自动调整
（2）单元槽段成槽挖土时，抓斗中心应对准放在导墙上的空位标志物，保证挖土位置准确。
（3）抓斗闭斗下放，开挖时再张开，每斗进尺深度控制在0.3m左右，上、下抓斗时要缓慢进行，避免形成涡流冲刷槽壁，引起塌方。
（4）槽孔混凝土未灌注前严禁重型机械在槽孔附近行走，以免产生振动。
3.2 接头防渗控制
（1）“两墙合一”地下连续墙接头形式应优先选用防水性能更好的刚性接头，可采用圆形接头、十字钢板接头、H型钢接头等。接头处宜设置扶壁式构造柱或者框架柱，、排水沟结合构造墙体、钢筋混凝土内衬墙结合防水材料、排水管沟等的防渗构造措施；也可采取槽壁加固、槽段接头外侧高压喷射注浆等构造防渗措施，加固深度宜达基坑开挖面以下1m。
（2）施工中采取有效的方法清刷接头部位，保证接头清洁。
（3）主体结构沉降后浇带延伸至地下连续墙位置时，宜在对应沉降后浇带位置留设槽段分缝，分缝位置应确保止水可靠性。
3.3墙底注浆控制
（1）“两墙合一”地下连续墙与主体工程桩不处于同一持力层，且会产生两者的差异沉降，故可通过注浆消除墙底沉於、加固强侧和墙底附近的土层，以减少地下连续墙沉降量、协调槽段间和地下连续墙与桩基的差异沉降，还可以使墙底端承力和侧壁摩阻力充分发挥，提高其竖向承载力。
（2）地下连续墙成槽时，在槽段内预设注浆管，待墙体浇筑并达到一定强度后，对槽底进行注浆。注浆管宜采用钢管，设置在墙体厚度中部，且应沿槽段长度方向均匀布置；单幅槽段注浆管数量不应少于2根，槽段长度大于6m宜增设注浆管；注浆管下段应伸至槽底200～500mm；注浆管应在混凝土浇筑后7～8h内进行清水开塞；注浆量应符合设计要求，注浆压力应控制在0.2～0.4MPa。
4 结语
虽然“两墙合一”地下连续墙已在建筑工程中大量应用，但施工中依然存在诸多问题，如护壁泥浆、墙段接头、渗漏水、涌砂、钢筋构造等问题，许多技术细节、控制要点需要进一步研究和改进，在某些条件下，“两墙合一”地下连续墙与“逆作法”技术共同使用将是深基础很有效的施工方法，会大大提高施工的工效，而地下连续墙“两墙合一”技术也将得到进一步的发展。
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论文作者:王计涛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/3
标签：地下论文; 泥浆论文; 钢筋论文; 注浆论文; 混凝土论文; 位置论文; 墙体论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;