地下連續(xù)墻預制鋼筋混凝土榫式接頭施工工法
地下連續(xù)墻施工工藝是在近四十年來地下工程和基礎工程中逐漸發(fā)展和廣泛應用的一項新技術。已在我國的城市改造、市政建設以及水利工程等很多方面得到了普遍應用。特別是上海地區(qū)，屬于軟土地基，市政建設及舊區(qū)改造項目較多，深基坑施工往往受到周圍環(huán)境及地質(zhì)條件的限制，傳統(tǒng)的施工方法會遇到很多困難，甚至難以實施。
所謂的地下連續(xù)墻實際是不連續(xù)的，它是一個個單元槽段以某種形式相互連接而成的。這種接頭的選擇直接關系到墻體的整體性及使用效果，關系到工程的經(jīng)濟效益。中國第二十冶金建設公司在傳統(tǒng)的地下連續(xù)墻工藝的基礎上，對地下連續(xù)墻接頭進行了改進，目的是簡化施工工藝、提高接頭質(zhì)量。自1993年開始我們在大量的工程實踐中反復試驗和摸索研制出榫式的鋼筋混凝土預制接頭，并在十幾項工程中進行了試驗和應用，取得了較好的經(jīng)濟效果和社會效益。
一、特點
地下連續(xù)墻以分段施工，逐段澆筑為整體，適用于平面尺寸、形態(tài)復雜及特殊異行的地下構(gòu)筑物。在泥漿護壁的條件下完成作業(yè)，無擠土、無振動，對周圍環(huán)境影響很小。地下墻除擋土隔水外，還可以作為承重結(jié)構(gòu)的一部分，適用于逆作法施工。采用預制接頭的地下連續(xù)墻與傳統(tǒng)的鎖口管接頭相比有如下特點：
1.墻體質(zhì)量高
傳統(tǒng)的鎖口管接頭，由于拔出后形成的管孔充滿被混凝土污染的泥漿，這部分泥漿性能較差，長時間靜置往往造成孔壁坍方，在相鄰槽段開挖過程中該部分泥漿便混入槽內(nèi)泥漿中，形成連續(xù)污染，對泥漿的質(zhì)量和槽壁的完好造成很大危害。一旦引起坍方，對混凝土的澆灌質(zhì)量及墻體的整體質(zhì)量帶來一系列的影響。往往形成連續(xù)墻接頭處夾泥、漏水、局部混凝土凸出等質(zhì)量問題。利用預制榫式接頭，接頭放人后便不再拔出，作為墻體的一部分和地下墻形成整體，共同起圍護作用，因此便徹底避免了上述問題的發(fā)生。
2.施工速度快
由于鎖口管在混凝土澆灌結(jié)束后需要逐步拔出，拔管的時間需要根據(jù)混凝土的初凝和終凝時間確定，一般在混凝土澆灌后的3h后利用特制的拔管器抽動鎖口管，在混凝土澆灌結(jié)束3h后方可全部拔除。采用預制接頭后每個單元槽段可節(jié)省工時5h左右。又由于預制接頭樁兩側(cè)均為榫槽，使鋼筋籠的端頭構(gòu)造得到了統(tǒng)一，具有互換性，而且槽段開挖不受施工次序的限制可以跳槽連續(xù)施工。因此可以大大加快工程進度。
3.施工工藝簡化
由于鎖口管本身自重較大，在混凝土初凝后進行地下脫模提升，需要大噸位的特制拔管器，對導墻的結(jié)構(gòu)強度要求較高，而實際施工中往往由于工期緊、導墻強度偏低，在拔管業(yè)中容易引起導墻損壞。而且拔管時間受到混凝土凝結(jié)時間的限制，拔管過早容易引起近側(cè)混凝土坍落，影響接頭質(zhì)量；過晚又會引起脫模難不易拔動。施工中由于人為因素或機械故障造成的鎖口管被凝固在混凝土中的事故時有發(fā)生，不僅影響了工程質(zhì)量，對國家財產(chǎn)也造成了一定損失。采用預制榫式接頭，省去了拔管工序，因而也就徹底避免了這類事故的發(fā)生。
二、適用范圍
地下連續(xù)墻適用于深基坑的圍護結(jié)構(gòu)，如軟土地基中深基坑開挖，周圍環(huán)境要求較高，深度在10.0m以上的大型基坑工程；適用于大型的地下構(gòu)筑物工程，如港口駁岸、塢墻閘墩、水壩截水和岸坡?lián)鯄Φ�；適用于“兩墻合一”的地下結(jié)構(gòu)工程。采用預制接頭的地下連續(xù)墻，更適合于超深、超厚的地下連續(xù)墻工程，如墻深超過30m或厚度在1.0m以上的地下墻，往往由于鎖口管拔除困難而不得不用預制接頭。
三、工藝原理
地下連續(xù)墻的基本原理是在擬建地下構(gòu)筑物地面上，沿事先修筑的導墻用專用成槽設備，在泥漿護壁的條件下完成槽段開挖、鋼筋籠接頭安裝及水下混凝土澆筑成墻。預制接頭按設計要求事先在預制廠或現(xiàn)場制作，安裝后與現(xiàn)澆的地下墻形成整體，共同起到防水、圍護或結(jié)構(gòu)作用。
四、工藝流程
五、施工要點
1.導墻
導墻是成槽機開槽的定位導向裝置，同時又能容蓄泥漿支撐施工設備作業(yè)及防護頂壁。深度1至2m，頂部高出地面0.1m，底部要座落在原土層上。遇暗浜等軟土層需做加深或加固處理。
2.成槽
用抓斗三抓成槽，順序是先抓兩邊，后抓中間，并保證每10抓180o 轉(zhuǎn)向以確保垂直度。
根據(jù)預制接頭的斷面尺寸確定開挖端線位置，為使接頭準確定位，在設置預制接頭的一端超挖50mm.嚴格控制垂直下挖。
3.預制接頭安裝
用吊車將接頭分段吊裝入槽，上下段用鋼板焊接連接。對接過程中沿兩個垂直方向用經(jīng)緯儀或線垂控制其垂直度，以確保準確就位。
4.鋼筋籠就位及接頭背側(cè)填土
鋼筋籠用吊車空中翻身起吊，較長時可分段制作，下段人槽后與上段焊接連接。鋼筋籠入槽定位后，接頭外側(cè)的空隙用泥球或碎土填實以防混凝土繞流或接頭移位。
5.混凝土澆灌
按要求設導管完成水下混凝土澆筑，混凝土坍落度為1～20cm，混凝土的拋高不得超過樁頂高度，以免影響相鄰槽段開挖。槽段長度大于3.0m時，采用雙導管同時澆筑，導管至接頭的水平距離不得大于1.5m.
6.預制接頭設計和制作
預制接頭總長度根據(jù)成槽深度和混凝土的施工標高確定，還要考慮樁尖在槽底有一定的人土深度，并保證樁頂高于混凝土面以避免混凝土流入相鄰槽段。超過15m的預制接頭由于吊運困難，一般需要分段制作，接頭處設預埋鐵件，安裝時用鋼板焊接連接。結(jié)構(gòu)配筋按地下墻抗彎要求配置，混凝土等級與地下墻設計要求相同。制作標準參照鋼筋混凝土預制構(gòu)件標準執(zhí)行。
7.泥漿制備和管理
泥漿是保證地下墻槽段穩(wěn)定的最根本措施，它主要靠自身的重力及在槽壁表面形成的不透水泥皮來實現(xiàn)其護壁作用。目前最常用的是膨潤土泥漿，主要成分是膨潤土、CMC化學泥漿、純堿。參考配合比為 水：膨潤土：CMC：堿 = 100：5～8：0.06：0.15～0.1.
泥漿的儲備量不得低于單元槽段體積的1.5～2倍，混凝土澆筑過程中經(jīng)檢測合格的泥漿才可回收；被混凝土污染的泥漿堅決廢棄。
8.鋼筋籠制作
鋼筋籠在特制的鋼平臺上制作成型，鋼筋交叉接點按梅花型50％點焊固定。由于起吊要求配置足夠的輔助桁架，保證起吊過程中不發(fā)生變形或扭曲。較長的鋼筋籠可分段制作，分段起吊，焊接后整體入槽，拼接位置設在墻體彎距較小處。
六、質(zhì)量標準
地下連續(xù)墻遵照《地基與基礎工程施工及驗收規(guī)范》和《上海市地基基礎設計規(guī)范》中的相應條文執(zhí)行。
地下連續(xù)墻預制接頭遵照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》相應的條文執(zhí)行。
七、機械設備
地下墻工藝的主要設備及規(guī)格型號、主要工作性能指標見表2.
八、施工安全
1.施工前必須詳細了解管網(wǎng)埋設情況，同時，作業(yè)必須嚴格按施工方案進行，不準蠻干（如超深挖土等違章作業(yè)一律嚴格制止）。
2.加強施工期間管線監(jiān)測工作，并及時將監(jiān)測結(jié)果通知技術部門。
3.進入現(xiàn)場須戴安全帽，高空作業(yè)必須使用安全帶，操作工人要穿絕緣鞋，必要的特殊工種穿絕緣橡膠鞋，作業(yè)班必須堅持每日安全交底工作，并做記錄。
4.吊車作業(yè)回轉(zhuǎn)應盡量避免超出施工區(qū)域，以免影響車輛正常運行，作業(yè)半徑內(nèi)嚴禁站人。應選有經(jīng)驗的指揮吊車，在起吊重物，特別是吊車抬翻鋼筋籠體時，要隨時檢查吊具的固定情況，以防意外。
5.嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，每班上崗前，要對施工機械進行例行安全檢查，確認無故障后方可開工，操作人員必須定崗定位，不準竄崗操作。
6.車輛進入施工工域，要服從施工區(qū)專職交通管理員的調(diào)度，不準隨意停放車輛。
7.帶電機械必須接地，要有防雨設備，電動工具等要有觸電保護器。
8.所有上機人員都必須經(jīng)過安全部門進行安全教育，并通過考核后方可上崗。
9.導墻上及時加設安全蓋板，泥漿池邊設欄桿，以防施工人員跌入槽內(nèi)。
10.定期檢查用電設備，施工機械的安全狀況，以及現(xiàn)場文明施工情況。
九、勞動組織
連續(xù)墻施工一般要求兩班制連續(xù)作業(yè)，每工作班勞動力配置見表3.
十、效益分析
地下連續(xù)墻工藝是在傳統(tǒng)工藝難以適應的情況下發(fā)展起來的。由于這一工藝的開發(fā)和應用，使得某些地下工程的建設成為可能和更加經(jīng)濟合理。采用預制接頭的地下連續(xù)墻取消了鎖口管等周轉(zhuǎn)工具，預制接頭作為地下墻的一部分共同受力。由于簡化了工序，提高工效，可降低綜合造價，若與十字鋼板等剛性接頭相比，每立方米地下墻綜合單價節(jié)約10％～15％。
