张曲辉

（广东省基础工程集团有限公司 广州 510620）

1 研究概述

为了能更好地丰富地下连续墙施工技术，以地下连续墙接头作为研究对象，对接头技术进行研究，通过对地下连续墙的刚性、柔性接头技术的研究，达到降低施工成本、提高地下连续墙止水效果的目的，丰富地下连续墙接头技术内容。

2 国内外研究现状

1950 年意大利首次将地下连续墙应用于大坝防渗工程，20 世纪90 年代日本东京湾跨海大桥川崎人工岛（厚2.8 m，直径108 m）的地下连续墙深［1］140 m。意大利、法国、德国等均处于地下连续墙技术发展的前列［2］。对于地下连续墙接头，较早前采用的是接头管接头、接头箱接头，也有隔板式接头、钢板组合接头等接头形式。

1976 年广东省首次将地下连续墙施工技术应用于工业与民用建筑基础。国内连续墙接头有很多接头形式，较早前采用的是接头管接头、锁口管接头［3］。

3 研究的主要内容

本技术研究主要通过对地下连续墙的刚性、柔性接头进行试验、研究，分析不同的接头的特点，具体的研究主要内容为：

⑴连续墙采用橡胶接头，对地下水腐蚀无要求，通过对接头渗透路径进行分析，橡胶接头渗透路径较长，协调变形能力强，止水效果好，如图1⒜所示。

⑵连续墙采用双止水钢板接头，一般连续墙属于临时支护结构，通过对双钢板接头的接头渗透路径进行分析，外侧接头容易受到地下水腐蚀，如图1⒝所示。

⑶连续墙利用两侧钢板、腹板制作成工字钢接头［4］，整体性好、止水效果好、槽段之间连接可靠。地下连续墙可为临时支护、永久主体结构，工字钢接头容易受到地下水腐蚀，如图1⒞所示。

⑷地下连续墙槽段间接头用锁口管方式进行连接，在连续墙混凝土浇筑过程采用拔管机逐步起拔锁口管。本技术于较早前采用，现已较少应用于工程实际，本技术仅与其它技术作为研究对比作用，如图1⒟所示。

图1 接头渗透路径示意图Fig.1 Joint Penetration Path Diagram

4 施工技术研究情况

4.1 连续墙橡胶接头技术

4.1.1 接头器和橡胶止水带［5］的选择

⑴根据地下连续墙厚度确定拔管器最大外径，一般比墙厚小20 mm，800 mm 厚地下连续墙可选最大外径780 mm。接头器长度宜高出地面1 500 mm以上，以利于起拔。接头器每节长度标准节为6 000 mm，可配3 000 mm的节段，便于运输、存放、吊装。

⑵橡胶止水带可选择在工厂定型加工制作，厚度、硬度宜偏大，地下连续墙深度范围宜为一条完整的橡胶止水带。

4.1.2 Ⅰ期槽段成槽施工要求

⑴单元槽段的长度应满足钢筋笼和接头器下放的要求，一般以接头器中线为槽段分界线。

⑵接头处墙厚和垂直度须满足接头器顺利下放。⑶成槽完后，接头器应先进行试放。

4.1.3 接头器下放施工要求

⑴接头器应先按编号整体进行拼接，每节接头器之间依靠管端快速旋卡接头连接，以确定拆装无误，整体拼装好后进行试放，检测槽段情况、起吊能力等。

⑵在导墙面拼装成型。使用钢管或槽钢将已吊放接头管架于导墙上，再将第二节钢筋笼吊放至第一节上方并进行拼装。第三第四节接头管吊放按此工序循环进行。

⑶整体拼装好后，安装橡胶止水带，橡胶止水［6］带下端安装一些短钢筋头，上端用铁丝固定在接头器顶端。吊放接头器采用两台吊机均衡起吊，如图2所示。

图2 地下连续墙橡胶接头器整体拼装Fig.2 The Overall Assembly of the Underground Diaphragm Wall Rubber Joint

4.1.4 钢筋笼制作和浇注水下混凝土施工要求

⑴钢筋笼制作和浇注水下混凝土与采用工字钢接头要求基本相同。采用橡胶止水接头，一期槽段钢筋笼接头处采用燕尾形，二期槽段接头处采用鱼嘴形。

⑵混凝土施工基本要做到连续浇注，有利于拔管。

4.1.5 接头器起拔施工要求

⑴混凝土试验：在接头器吊装以前，必须通过地下连续墙的水下混凝土试验，确定水下混凝土的初凝时间和终凝时间。

⑵在混凝土全部浇注完后，对拔管器进行松动起拔，起拔高度约10 cm，防止混凝土与接头器粘结。

⑶接头器起拔时，使用拔管器通过拔管槽将接头器拔出。使用吊机辅助。

4.2 连续墙双止水钢板接头技术

4.2.1 地下连续墙的成槽、修槽、清槽工作

地下连续墙的成槽、修槽、清槽施工工艺按连续墙常规的施工方法进行。

4.2.2 钢筋网与止水钢板接头的制作

钢筋网及接头的制作是本工法中重点环节，双止水钢板采用两块钢板与钢筋网的水平筋焊接固定，同时在两块止水钢板之间焊接连接筋和加强筋以形成隔离网的骨架，之后在钢筋网内侧将收口网固定在连接筋和加强筋上形成混凝土隔离网，通过混凝土隔离网来阻止先施工槽段混凝土在浇筑过程中渗流到后施工槽段，起到隔离Ⅰ、Ⅱ期混凝土的作用，如图3所示。

图3 连续墙双止水钢板接头大样Fig.3 The Sample of the Double Water-stop Steel Plate Joint of the Diaphragm Wall （mm）

收口网绑扎完成后就可在另一侧进行防绕流泡沫柱的施工，防绕流泡沫柱采用半圆形泡沫柱+泡沫分隔架的结构形式，确保了接头与绕流混凝土的有效分隔，同时避免了以往接头回填砂包不密实、砂包对后期成孔的影响。半圆形泡沫柱+泡沫分隔架结构形式如图4所示。

施工顺序为：先烧焊好泡沫分隔架，按间距穿好绑扎用的铁丝，再压入泡沫柱（泡沫柱的尺寸比翼板间距稍大，做成锲形便于压入），最后覆盖彩条布，绑扎好铁丝。

4.2.3 钢筋网吊放

钢筋网吊放主要采用整体起吊的方式，主钩采用一台120 t履带式起重机起吊，副钩采用一台80 t汽车吊配合进行，具体根据实际重量确定。钢筋网吊点布置和起吊方式要防止起吊时钢筋网产生不可恢复变形。起吊时不能使钢筋网下端在地面上拖引，以防造成下端钢筋弯曲变形。

钢筋网吊放入槽内后，不需要用粘回填砂包，即可下管浇筑水下混凝土。接头在槽孔内放置形式如图4示意，Ⅱ序槽施工期间，采用方冲锤将泡沫柱和泡沫分隔架冲除干净。

图4 接头泡沫柱及分隔架结构示意图Fig.4 The Structure Chematic Diagram of the Foam Column Joint and the Partition Frame （mm）

4.2.4 混凝土浇筑

安装混凝土竖管浇筑水下混凝土施工工艺与常规连续墙工艺相同。

4.3 连续墙工字钢接头技术

4.3.1 地下连续墙的成槽、修槽、清槽工作

地下连续墙的成槽、修槽、清槽施工工艺按连续墙常规的施工工法进行［7］。

4.3.2 工字钢与钢筋网接头的制作

工字钢接头及钢筋网的制作是本技术的重点环节，地下连续墙工字钢采用两块钢板与腹板焊接固定形成“工”字形状［8］，同时在两块侧面钢板焊接薄铁皮，主要通过腹板来阻止先施工槽段混凝土，薄铁皮避免在浇筑过程中绕流到后施工槽段，起到隔离Ⅰ、Ⅱ期混凝土的作用。

工字钢面板侧薄铁皮连接焊接［9］：面板完成后，将薄铁皮焊接在钢板上，可采用间距0.5～1.0 m 的点焊，施工时添加钢筋与之焊接确保薄铁皮牢固，确保了接头与绕流混凝土的有效分隔，同时避免了以往接头回填砂包不密实、砂包对后期成孔的影响，如图5所示。

图5 工字钢面板侧薄铁皮连接焊接Fig.5 The Conncetion Welding of Thin Iron Sheets on the Side of the Universal Beam

4.3.3 钢筋网吊放

钢筋网吊放主要采用整体起吊的方式，主钩采用一台150 t履带式起重机起吊，副钩采用一台80 t履带式起重机配合进行。钢筋网吊点布置和起吊方式要防止起吊时钢筋网产生不可恢复变形。起吊时不能使钢筋网下端在地面上拖引，以防造成下端钢筋弯曲变形。

钢筋笼吊装完毕后，工字钢板与槽壁端头之间回填砂包，每隔一定深度可用重锤夯实，直至回填至混凝土超灌高度上方，然后浇筑混凝土，下幅槽段开挖时，冲刷出接头回填的砂包并清理干净。接头在槽孔内放置形式如图6示意，Ⅱ序槽施工期间，采用专用接头刷冲除干净，如图6所示。

图6 连续墙工字钢接头在槽孔内示意图Fig.6 Schematic Diagram of Diaphragm Wall Universal Beam Joint in Slotted Hole

4.3.4 混凝土浇筑

安装混凝土竖管浇筑水下混凝土施工工艺按照常规施工方法进行。

4.4 连续墙锁口管接头施工技术

4.4.1 地下连续墙的成槽

⑴幅宽确定

地下连续墙成槽施工，一般首开幅宜为“一”字型幅，各种异性幅尽量确定为顺序幅。

采用锁口管接头连续墙首开幅（一期），两端均设置锁口管，开挖宽度=槽宽+0.8×2+0.2×2，如图7所示。

图7 锁口管接头连续墙一期槽段平面施工Fig.7 The Construction of the First-phase Groove Section of the Diaphragm Wall of the Locking Pipe Joint（m）

顺序幅，一端设置锁口管，开挖宽度=槽宽+0.8+0.2。

⑵二期槽段：闭合幅（二期），无锁扣管，开挖宽度=槽宽。施工闭合幅时首先应实测槽段剩余宽度，再进行钢筋笼加工。

4.4.2 地下连续墙的修槽、清槽工作

地下连续墙的修槽、清槽施工工艺按连续墙常规的施工工法进行。

4.4.3 地下连续锁口管施工⑴锁口管准备、下管

锁口管进场使用前进行试拼装，检查其表面是否光滑、连续无变形，锁口管分节接头连接是否牢固不松动，同时检查垂直度（不大于0.1%），如不满足以上情况需进行更换。接头管制作精度控制在1/1 000 以内，安装时必须垂直插入，偏差不大于50 mm。

锁口管安装前应对锁口管逐段进行清理和检查。吊装时分段起吊入槽，在槽口逐段拼接下放。管中心线必须对准正确位置，垂直并缓慢下放，当距槽底50 cm左右时，快速下入，插入槽底。为了保证锁口管的稳定，应使管底入槽底土体0.3 m。

⑵拔起接头管

锁口管吊装完毕后，为了避免混凝土灌注过程中发生绕流，造成锁口管起拔困难在锁口管背后回填碎石，碎石为粗碎石，回填碎石采用人工方式进行。锁口管吊装完毕后，在导墙顶面采用专用的固定框（锁口管起拔机）固定锁口管。固定框与锁口管之间的缝隙采用木楔背紧加固。

第一车混凝土浇筑时间4.5 h试动接头管，浇混凝土5 h 后起拔间隔时间10 min每次缓动10 cm（1 h控制在0.6～1.0 m），确保顶升压力控制在1 000～1 200 kN；浇筑控制在4 h 完成，起拔时间控制在10 h。最后一根接头管，先用钢筋戳动墙顶混凝土是否初凝，来决定是否拔最后一根管。

⑶起拔后：填好接头管后侧，过程中发现管后有混凝土绕流及时安排抓槽；拔完接头管，管内有残留混凝土及时清理。首开幅接头管起拔时应相互错开起拔，不得同时起拔。

5 实施效果

地下连续墙橡胶止水接头在的广州市轨道交通五号线某项目进行了接头的试验，该项目共完成26个接头的应用，接头开挖后未发现有渗漏之处，保证了基坑的安全。橡胶止水接头有较好的止水效果、整体性好、抗变形能力强，适用于各种土质，橡胶止水接头应用深度根据起重和拔管设备确定，一般用于25 m以内。

双止水钢板连续墙接头应用于广佛地铁某项目，采用双止水钢板的钢筋网制作速度加快，起吊过程中无异常现象，混凝土浇注正常，开挖后接头无明显渗漏水现象。双止水钢板连续墙接头是采用一种新的地下连续墙接头形式，它完全具有普通工字钢接头的性能优势，同时又有成本低的特点，能更好地适应今后发展的需要。

工字钢接头多应用于房建基坑工程、广州地铁、佛山地铁等项目，工字钢接头可采用两墙合一，利薄铁皮防绕流、接头清刷装置等技术，保证接头整体性好、止水效果好、槽段之间连接可靠。工字钢钢板在环境介质（如空气、水、酸、碱等）的化学作用或电化学作用下而发生的逐渐破坏，容易受到锈蚀影响耐久性，不适用有较强腐蚀性的地层。工字钢接头连续墙可作为临时支护结构，适用不同的地层。

通过对地下连续墙的刚性、柔性接头进行试验、研究、归纳、总结，分析连续墙接头在不同环境、地质条件的适用范围，所研究的地下连续墙接头技术具有良好的经济和社会效益。根据对地下连续墙的刚性、柔性接头技术的深入研究，经本项目技术研究分析，对连续墙接头适用性总结如下：

⑴深度不超过25 m的两墙合一（临时结构、永久结构［10］）的连续墙接头选用顺序如下：①橡胶接头；②锁口管接头；③双钢板接头；④工字钢接头。

⑵深度超过25 m的两墙合一（临时结构、永久结构）的连续墙接头选用顺序如下：①双钢板接头；②工字钢接头；③橡胶接头；④锁口管接头。

⑶深度不超过25 m的临时支护结构的连续墙接头选用顺序如下：①锁口管接头；②橡胶接头；③工字钢接头；④双钢板接头。

⑷深度超过25 m的临时支护结构的连续墙接头选用顺序如下：①工字钢接头；②双钢板接头；③橡胶接头；④锁口管接头。

6 结语

近年来，地下连续墙绝大部分采用了工字钢接头作为连续墙墙段之间的连接形式，工字钢接头形式施工工艺简单、止水效果好、槽段之间连接可靠，较以往的接头管接头具有较明显的性能与工艺优势。但由于工字钢接头为不可回收接头，需要耗用大量的钢板加工制作接头，加大了项目的建设成本。目前，在深基坑项目中特别是在地铁车站项目中，基坑的围护结构大量采用地下连续墙工字钢接头。

连续墙锁口管接头国内外以前使用最多的一种非刚性接头形式。其优点是用钢量少、造价低，但一次性投入较多，对起吊设备及时间控制要求较高，且容易存在整体刚度和渗漏问题，现在较少采用。

地下连续墙“工”字钢接头清刷装置施工工法的施工工艺较简单，与以往的圆锤冲孔、方锤带钢丝刷刷壁等施工工艺基本相同。其特点主要体现在加快施工进度、保证接头质量、保护环境及节约施工成本。

本连续墙接头技术适用于所有不同环境、地质条件的地下连续墙施工，连续墙接头适用于深基坑开挖和地下建筑的临时性和永久性的挡土围护结构的连续墙接头；适用于地下水位以下的截水、防渗的连续墙接头技术；还可应用于承受上部建筑的永久性荷载兼有挡土墙和承重基础的连续墙接头。本项目的“地下连续墙接头技术综合研究”先进、成熟，具有较高的经济价值和推广前景。