第三節 地下工程施工技術

一、建筑工程深基坑施工技術

(一)建筑工程深基坑工程概述

依據住房城鄉建設部《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》(建質〔2009〕87號)

附件二中關于深基坑工程的規定：①開挖深度超過5m (含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程，②開挖深度雖未超過5m，但地質條件、周圍環境和地下管線復雜，或影響毗鄰建筑(構筑)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程。

深基坑施工是大型和高層建筑施工中極其重要的環節，而深基坑支護結構技術無疑是.保證深基坑順利施工的關鍵。

(二)深基坑土方開挖施工

深基坑挖土是基坑工程的重要部分，直接影響著工程質量進度。基坑的土方開挖工藝，主要分為放坡挖土、中心島式(也稱墩式)挖土，盆式挖土。前者無支護結構，后兩者皆有支護結構。采取哪種形式，主要根據基坑的深淺、維護結構的形式、地基土巖性、地下水位及滲水量、挖掘施工機械及場地大小、周圍環境等情況決定。

1.放坡挖土

放坡開挖通常是最經濟的挖土方案。當基坑開挖深度不大(軟土地區挖深不超過4m，地下水位低的土質較好地區挖深亦可較大)、周圍環境又允許，經驗算能確保土坡的穩定性時，均可采用放坡開挖。基坑采用機械挖土，坑底應保留200?300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土擾動。待挖至設計標高后，應清除浮土，經驗槽合格后，及時進行墊層施工。

開挖深度較大的基坑，當采用放坡挖土時，宜設置多級平臺分層開挖，每級平臺的寬度不宜小于1.5m。對土質較差且施工工斯較長的基坑，對邊坡宜采用鋼絲網水泥噴漿或用高分子聚合材料覆蓋等措施進行護坡。在地下水位較高的軟土地區，應在降水達到要求后再進行土方開挖，宜采用分層開挖的方式進行開挖，分層挖土厚度不宜超過2.5m。挖土時要注意保護工程樁，防止碰撞或因挖土過快、高差過大使工程樁受側壓力而傾斜。如有地下水，放坡開挖應采取有效措施降低坑內水位和排除地表水，嚴防地表水或坑內排出的水倒流回滲入基坑。

2.中心島式挖土

中心島式挖土，適用于大型基坑，支護結構的支撐形式為角撐、環梁式或邊桁(框)架式，中間具有較大空間，此時可利用中間的土墩作為支點搭設棧橋。挖土機可利用棧橋下到基坑挖土，運土的汽車亦可利用棧橋進入基坑運土，這樣可以加快挖土和運土的速度。中心島(墩)式挖土，中間土墩的留土高度、邊坡的坡度、挖土層次與高差都要經過仔細研究確定。由于在雨季遇有大雨土墩邊坡易滑坡，必要時邊坡需加固。挖土應分層開挖，多數是先全面挖去第一層，然后中間部分留置土墩，周圍部分分層開挖。開挖多用反鏟挖土機，如基坑深度大則用向上逐級傳遞的方式進行裝車外運。

整個的土方開挖順序，必須與支護結構的設計工況嚴格一致。要遵循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖的原則。同一基坑內當深淺不同時，土方開挖宜先從淺基坑處開始，如條件允許可待淺基坑處底板澆筑后，再挖基坑較深處的土方。當兩個深淺不同的基坑同時挖土時，土方開挖宜先從較深基坑開始，待較深基坑底板澆筑后，再開始挖較淺基坑的土方。當基坑底部有局部加深的電梯井、水池等，如深度較大宜先對其邊坡進行加固處理后再進行開挖。

3.盆式挖土

盆式挖土是先開挖基坑中間部分的土，周圍四邊留土坡，土坡最后挖除。這種挖土方式的優點是周邊的土坡對圍護墻有支撐作用，有利于減少圍護墻的變形。其缺點是大量的土方不能直接外運，需集中提升后裝車外運。

盆式挖土周邊留置的土坡其寬度、高度和坡度大小均應通過穩定驗算確定。如留得過小，對圍護墻支撐作用不明顯，失去盆式挖土的意義。如坡度太陡邊坡不穩定，在挖土過程中可能失穩滑動，不但失去對圍護墻的支撐作用，影響施工，而且有損于工程樁的質量。

盆式挖土需設法提高土方上運的速度，對加速基坑開挖起很大作用。

(三)深基坑降排水施工

深基坑降水方法有集水溝明排水法和人工降低地下水位法等，可以根據基坑規模、深度、場地及周邊工程、水文與地質條件、需降水深度、周圍環境狀況、支護結構種類、工期要求及技術經濟效益等全面綜合考慮、分析、比較后合理選用降水類型，其與土石方工程中基坑降水類似。

(四)深基坑支護施工

1.深基坑支護形式

(1)深基坑支護的基本形式。深基坑支護形式很多，工程上常用的典型的支護形式按其工作機理和圍護墻的形式有下列所示幾種，見圖4.3.1。

(2)深基坑支護基本形式的選擇。深基坑支護形式的選擇應綜合考慮工程地質與水文地質條件、基礎類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環境對基坑側壁位移的要基坑周邊荷載、施工季節、支護結構使用期限等因素，做到因工程、因地、因時制宜，合理選擇，精心施工，嚴格監控。深基坑支護形式的選擇應考慮基坑結構的安全等級(見表4.3.1)，對同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等級。

1)水泥土擋墻式。系由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的連續重力式擋土止水墻體。具有擋土、截水雙重功能，施工機具設備相對較簡單、成墻速度快、使用材料單一、造價較低等特點。其適用條件如下：基坑側壁安全等級宜為二、三級;水泥土墻施工范圍內地基承載力不宜大于150kPa;基坑深度不宜大于6m;基坑周圍具備水泥土墻的施工寬度。

2)排樁與板墻式。擋土灌注排樁是以現場灌注樁、按隊列式布置組成的支護結構;地下連續墻系用機械施工方法成槽澆灌鋼筋混凝土形成的地下墻體。具有剛度大、抗彎強度高、變形小、適應性強、工作場地不大、振動小、噪聲低等特點，但排粧墻不能止水，連續墻施工需要較多機具設備。其適用條件如下：適于基坑側壁安全等級一、二、三級;懸臂式結構在軟土場地中不宜大于5m;當地下水位高于基坑底面時，宜采用降水、排粧與水泥土樁組合截水帷幕或采用地下連續墻;用作逆作法施工。

3)邊坡穩定式。系用土釘或預應力錨桿加固的基坑側壁土體與噴射鋼筋混凝土護面組成的支護結構。具有結構簡單、承載力較高、可阻水、變形小、安全可靠、適應性強、施工機具簡單、施工靈活、污染小、噪聲低、對周邊環境影響小、支護費用低等特點。其適用條件如下：基坑側壁安全等級宜為二、三級非軟土場地;土釘墻基坑深度不宜大于12m;噴錨支護適用于無流沙、含水量不高、不是淤泥等流塑土層的基坑，開挖深度不大于18m;當地下水位高于基坑底面時，應采取降水或截水措施。

4)逆作擋墻式。系在平面上將支護墻體或排樁做成的閉合拱形支護結構。該種結構主要承受壓應力，可充分發揮材料特性，結構截面小，底部不用嵌固，可減少埋深，具有受力安全可靠、變形小、外形簡單、施工方便快速、質量易保證、費用低等特點。其適用條件如下：基坑側壁安全等級宜為二、三級;淤泥和淤泥質土場地不宜采用;基坑平面尺寸近似方形或圓形，施工場地適合拱圈布置;拱墻軸線的矢跨比不宜小手1/8，坑深不宜大于12m;地下水位高于基坑底面時，應采取降水或截水措施。

5)放坡開挖式。對土質較好、地下水位低、場地開闊的基坑采取規范允許的坡度放坡開挖，或僅在坡腳疊袋護腳，坡面做適當保護。此種方法不用支撐支護，需加強邊坡穩定監測，土方量大，需外運。其適用條件如下：基坑側壁安全等級宜為三級;基坑周圍場地應滿足放坡條件，土質較好;當地下水位高于坡腳時，應取降水措施。

2.深基坑支護技術

(1)復合土釘墻支護技術。復合土釘墻是由普通土釘墻與一種或若干種單項輕型支護技術(如預應力錨桿、豎向鋼管、微型樁等)或截水技術(深層攪拌樁、旋噴粧等)有機組合而成的支護—截水體系。其主要構成要素有土釘(鋼筋土釘或鋼管土釘)、預應力錨桿(索)、截水帷幕、微型樁(樹根粧)、掛網噴射混凝土面層、原位土體等。

復合土釘墻支護具有輕型、復合、機動靈活、針對性強、適用范圍廣、支護能力強的特點，可作超前支護，并兼備支護、截水等效果。復合土釘墻支護技術可用于回填土、淤泥質土、黏性土、砂土、粉土等常見土層，施工時可不降水;在工程規模上，深度16m以上的深基坑均可根據已有條件，靈活、合理使用。

1)施工工藝。復合土釘墻目前尚無專用技術規范，其主要組成要素如普通土釘墻、預應力錨桿、深層攪拌樁、旋噴樁等應按照現行國家有關標準執行。通常施工工藝順序為：放線定位→施作截水帷幕或微型樁→分層開挖→噴射第一層混凝土→土釘及預應力錨桿鉆孔安裝注漿→掛網噴射第二層混凝土→(無預應力錨桿部位)養護24h后繼續分層開挖→(布置預應力錨桿部位)漿體強度達到設計要求并張拉鎖定后繼續分層開挖。

2)施工要點。

①土方開挖與土釘噴射混凝土等工藝必須密切配合，這是確保復合土釘墻順利施工的關鍵。整個施工最好由一個施工單位總包，統一部署、計劃、安排和協調。

②控制開挖時間和開挖順序，及時施作噴錨支護。土方開挖必須嚴格遵循分層、分段、平衡、協調、適時等原則，以盡量縮短支護時間。

③合理選擇土釘。一般來說，地下水位以上，或有一定自穩能力的地層中，鋼筋土釘和鋼管土釘均可采用;但是地下水位以下，軟弱土層、砂質土層等，由于成孔困難，則應采用鋼管土釘。鋼管土釘不需打孔，它是通過專用設備直接打入土層，并通過管壁與土層的摩阻力產生錨拉力達到穩定之目的。

選用鋼管土釘，施工時還應注意以下要點：

①鋼管土釘在土層中嚴禁引孔(帷幕除外)，由于設備能力不夠而造成土釘不能全部被打進時，則應更換設備。

②鋼管土釘外端應有足夠的自由段長度，自由段一般不小于3m，不開孔，靠其與土層之間的緊密貼合保證里段有較高的注漿壓力和注漿量，提高加固和錨固效果。

③在帷幕上開孔的鋼管土釘，土釘安裝后必須對孔口進行封閉，防止滲水漏水。

(2)組合內支撐技術。組合內支撐技術是建筑基坑支護的一項新技術，它是在混凝土內支撐技術的基礎上發展起來的一種內支撐結構體系，主要利用組合式鋼結構構件截面靈活可變，加工方便等優點。

組合內支撐技術適用于周圍建筑物密集，相鄰建筑物基礎埋深較大，周圍土質情況復雜，施工場地狹小，軟土場地等深大基坑。該技術可在各種地質情況和復雜周邊環境下使用，施工速度快，支撐形式多樣，計算理論成熟，并可拆卸重復利用，節省投資。

1)施工工藝。組合鋼支撐支護體系施工順序：鋼支撐吊裝、就位、焊接→鋼支撐施加預應力→斜撐、縱向系桿安裝→臨時鋼立柱安裝。

2)施工要點。

①土方開挖。與鋼支撐體系施工配合，土方開挖按照自上而下分層進行，每層由中間向兩側開挖。每層靠近護坡樁的土方保留，作為預留平臺。利用預留平臺可控制基坑土體位移，保證基坑穩定還可利用其作為鋼支撐支護體系施工的工作平臺。待本層鋼支撐施工完成后，將本層預留平臺與下一層土方同時開挖,。

②支護體系施工。土方開挖分層、分段并預留平臺，以控制整個基坑土體的水平位移，增加基坑穩定性。

在基坑范圍內設置應力監測點，定期(3d)檢測支護系統的受力狀態，實際受力值小于設計受力值為合格。

支護系統施工中，嚴禁蹬踏鋼支撐，操作應在操作平臺上進行，并由專人負責。

鋼立柱四周1m范圍內預留結構的板筋，待拆除鋼立柱后即可焊接鋼筋、澆筑樓板混凝土。

基礎結構施工中，嚴禁在鋼支撐上放置重物及行走。

③鋼支撐支護體系的拆除。待基礎結構自下而上施工到支撐下1.0m處且樓板混凝土強度達到80%以上時，開始拆除基礎結構樓板下的支護體系，否則將使巨大的側壓力傳至樓板。

支護體系拆除的順序為自下而上，先水平構件，后垂直構件(鋼立柱)。具體步驟：先行拆除斜撐、縱向系桿、柱箍，再用千斤頂卸載主撐，撤除撐端的鋼楔塊，用塔吊將鋼支撐吊出基坑。

④施工監測。施工全過程應對支護體系的穩定性和相鄰建筑物的沉降進行嚴密的監測和測試。至基礎結構施工全部完成，各項監測指標均應在正常范圍內。

(3)型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術(SMW工法)。型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術，又稱SMW工法，也被稱為加筋水泥地下連續墻工法，它是在一排相互連續搭接的水泥土粧中加強芯材(型鋼)的一種地下連續墻施工技術。

型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術基本原理：水泥土攪拌樁作為圍護結構無法承受較大的彎矩和剪力，通過在水泥土連續墻中插入H形或工字形等型鋼形成復合墻體，從而改善墻體受力。型鋼主要用來承受彎矩和剪力，水泥土主要用來防滲，同時對型鋼還有圍箍作用。

型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術可在黏性土、粉土、沙礫土中使用，目前在國內主要在軟土地區有成功應用。該技術目前可在開挖深度15m以下的基埤圍護工程中應用。

型鋼水泥土復合攪拌樁支護的施工，首先，通過特制的多軸深層攪拌機(SMW攪拌粧機)自上而下將施工場地原位土體切碎，詞時從攪拌頭處將水泥漿等固化劑注入土體并與土體攪拌均勻，通過連續的重疊搭接施工，形成水泥土地下連續墻;然后，在水泥土凝結硬化之前，將型鋼插入墻中，形成型鋼與水泥土的復合墻體。

型鋼水泥土復合攪拌樁支護技術施工工藝流程如圖4.3.2所示。

(4)凍結排樁法基坑支護技術。凍結排樁法是一種將凍結施工技術與排粧支護技術科學合理地結合起來的一種新型技術。該技術是以含水地層凍結形成的隔水帷幕墻為基坑的封水結構，以基坑內排樁支撐系統為抵抗水土壓力的受力結構，充分發揮各自的優勢特點，以滿足大基坑圍護要求。

凍結排樁法支護體系由排樁、壓頂梁、鋼筋混凝土支撐和立柱樁組成。其中，壓頂梁為粧頂連接的鋼筋混凝土結構，平面支撐由圈梁、對撐、角撐組成，立柱粧設置于平面支撐的節點處。以保證整個支護體系的穩定隔水帷幕是在基坑四周、排粧外側采用人工制冷的辦法形成的一圈凍土墻，稱為“凍土壁”。

凍結排樁法適用于大體積深基礎開挖施工、含水量高的地基基礎和軟土地基基礎以及地下水豐富的地基基礎施工。

1)施工工藝。凍結排樁法施工，即在基坑開挖之前，根據基坑開挖深度，利用鉆孔灌注樁技術沿基坑四周超前施工一排灌注樁，并用現澆鋼筋混凝土梁把排樁頂端固定在一起使排樁形成支撐結構體系，并在排樁外側按設計要求施做一排凍結孔，同時在凍結孔外側據其中心一定位置處插花布設多個卸壓孔;然后利用人工凍結技術形成凍土墻隔水帷幕，與超前施做的排樁支撐結構體系一道形成一臨時支護結構，在此支護結構的保護下進行基坑開挖，并隨著開挖深度的增加支設內支撐以保證支護結構的穩定，當開挖至設計標高時，澆筑墊層混凝土。

凍結排樁法施工流程如圖4.3.3所示。

2)施工要點。應用凍結排樁法進行特大型深基坑施工時需要注意以下問題：

①在凍結過程中土的體積膨脹將對排粧產生較大的水平凍脹壓力。

②排樁靠基坑內側在基坑開挖過程中與空氣接觸后，溫度將急劇上升，而另外一側與凍土墻體接觸溫度非常低，排樁因兩側巨大溫差將產生溫度應力。

③凍土墻達到設計厚度后，如何對其進行有效控制從而避免產生更大的凍脹力。

④巖土力學基本理論的不成熟，設計計算所采用的數學力學模型與巖土體的實際應力一應變狀態常存在著較大的差距，必須加強工程檢測，通過信息化施工及時發現問題，保證工程安全。

二、地下連續墻施工技術

地下連續墻是以專門的挖槽設備，沿著深基或地下構筑物周邊，采用觸變泥漿護壁，按設計的寬度、長度和深度開挖溝槽，待槽段形成后，在槽內設置鋼筋籠，采用導管法澆筑混凝土，筑成一個單元槽段的混凝土墻體(見圖4.3.4)。依次繼續挖槽、澆筑施工，并以某種接頭方式將相鄰單元槽段墻體連接起來形成一道連續的地下鋼筋混凝土墻或帷幕，以作為防滲、擋土、承重的地下墻體結構。

地下連續墻可以用作深基坑的支護結構，也可以既作為深基坑的支護又用作為建筑物的地下室外墻，后者更為經濟。

(一)地下連續墻的方法分類與優缺點

1.地下連續墻的方法分類

從國內外的使用情況及習慣考慮，地下連續墻有如下幾種類型：按槽孔的形式可以分為壁板式和樁排式兩種;按開挖方式及機械分類，可分為抓斗沖擊式、旋轉式和旋轉沖擊式;按施工方法的不同可以分為現澆、預制和二者組合成墻等;按功能及用途分為承重基礎或地下構筑物的結構墻、擋土墻、防滲心墻、阻滑墻、隔震墻等;按墻體材料不同分為鋼筋混凝土、素混凝土、黏土、自凝泥漿混合墻等墻體。

2.地下連續墻的優缺點

(1)地下連續墻的優點。主要表現在如下方面：

1)施工全盤機械化，速度快、精度高，并且振動小、噪聲低，適用于城市密集建筑群及夜間施工。

2)具有多功能用途，如防滲、截水、承重、擋土、防爆等，由于采用鋼筋混凝土或素混凝土，強度可靠，承壓力大。

3)對開挖的地層適應性強，在我國除熔巖地質外，可適用于各種地質條件，無論是軟弱地層或在重要建筑物附近的工程中，都能安全地施工。

4)可以在各種復雜的條件下施工，如美國110層世界貿易中心的地基，過去曾為河岸，地下埋有碼頭等構筑物，用地下連續墻則易處理;廣州白天鵝賓館基礎施工，地下連續墻呈腰鼓狀，兩頭狹中間寬，形狀雖復雜也能施工。

5)開挖基坑無須放坡，土方量小，澆混凝土無須支模和養護，并可在低溫下施工，降低成本，縮短施工時間。

6)用觸變泥漿保護孔壁和止水，施工安全可靠，不會引起水位降低而造成周圍地基沉降，保證施工質量。

7)可將地下連續墻與“逆做法”施工結合起來，地下連續墻為基礎墻，地下室梁板作支撐，地下部分施工可自上而下與上部建筑同時施工，將地下連續墻筑成擋土、防水和承重的墻，形成一種深基礎多層地下室施工的有效方法。

(2)地下連續墻的缺點。

1)每段連續墻之間的接頭質量較難控制，往往容易形成結構的薄弱點。

2)墻面雖可保證垂直度，但比較粗糙，尚須加工處理或做襯壁。

3)施工技術要求高，無論是造槽機械選擇、槽體施工、泥漿下澆筑混凝土、接頭、泥漿處理等環節，均應處理得當，不容疏漏。

4)制漿及處理系統占地較大，管理不善易造成現場泥濘和污染。

由于地下連續墻優點多，適用范圍廣，廣泛應用在建筑物的地下基礎、深基坑支護結構、地下車庫、地下鐵道、地下城、地下電站及水壩防滲等工程中。

(二)施工工藝

地下連續墻由多幅槽段組成，其施工工藝過程見圖4.3.5。

1.導墻施工

導墻是地下連續墻挖槽之前修筑的導向墻，兩片導墻之間的距離即為地下連續墻的厚度。導墻宜采用混凝土結構，且混凝土強度等級不宜低于C20。導墻底面不宜設置在新近填土上，且埋深不宜小于1.5m。導墻的強度和穩定性應滿足成槽設備和頂拔接頭管施工的要求。導墻雖屬于臨時結構，但它除了引導挖槽方向之外，還起著多方面的重要作用。

(1)導墻作用。

1)作為擋土墻。在挖掘地下連續墻溝槽時，導墻起到支擋上部土壓力，防止槽口崩塌的作用。為防止導墻在土、水壓力的作用下產生位移，一般在導墻內側每隔1m左右加設上、下兩道木支撐;如附近地面有較大荷載或有機械運行時，可在導墻內每隔20?30m設一道鋼板支撐。

2)作為測量的基準。導墻上可標明單元槽段的劃分位置，亦可將其作為測量挖槽標高、垂直度和精度的基準。

3)作為重物的支承。導墻既是挖槽機械軌道的支承，又是擱置鋼筋籠、接頭管等重物的支承，有時還要承受其他施工設備的荷載。

4)存儲泥漿。導墻內可存蓄泥漿，以穩定槽內泥漿的液面。泥漿液面應始終保持在導墻頂面以下20cm處，并高于地下水位1.0m以上，使泥漿起到穩定槽壁的作用。

此外，導墻還可以防止雨水等地面水流入槽內;當地下連續墻距離已建建筑物很近時，施工中導墻還可起到一定的補強作用。

(2)導墻形式。導墻一般為現澆鋼筋混凝土結構，但亦有鋼制的或預制鋼筋混凝土的裝配式結構，后者可多次重復使用，可根據表層土質、導墻上荷載及周邊環境等情況選擇適宜的形式。

一般在表層地基良好地段采用簡易形式鋼筋混凝土導墻;在表層土軟弱的地帶采用現澆L形鋼筋餛凝土導墻。

(3)導墻施工?，F澆鋼筋混凝土導墻的施工順序為平整場地→測量定位→挖槽及處理棄土→綁扎鋼筋→支模板→澆筑混凝土→拆模板并設置橫撐→導墻外側回填土。

2.開挖槽段

挖槽是地下連續墻施工中的重要工序。挖槽約占地下連續墻工期的一半，因此提高挖槽效率是縮短工期的關鍵;同時，槽壁的形狀決定了墻體的外形，所以挖槽的精度又是保證地下連續墻質量的關鍵之一。地下連續墻挖槽的主要工作包括：單元槽段的劃分;挖槽機械的選擇與正確使用;制訂防止槽壁坍塌的措施等。

(1)單元槽劃分。地下連續墻施工前，需預先沿墻體長度方向劃分好施工的單元槽段。單元槽段的最小長度不得小于挖土機械挖土工作裝置的一次挖土長度(稱為一個挖掘段)。單元槽段宜盡量長一些，以減少槽段的接頭數量和增加地下連續墻的整體性，又可提高其防水性能和施工效率。但在確定其長度時除考慮設計要求和結構特點外，還應考慮以下各方面因素。

1)地質條件：當土層不穩定時，為防止槽壁坍塌，應減少單元槽段的長度，以縮短挖槽時間。

2)地面荷載：若附近有高大的建筑物、構筑物，或鄰近地下連續墻有較大的地面靜載或動載時，為了保證槽壁的穩定，亦應縮短單元槽段的長度。

3)起重機的起重能力：由于一個單元槽段的鋼筋籠多為整體吊裝(鋼筋籠過長時可水平分為兩段)，所以應根據起重機械的起重能力估算鋼筋籠的重量和尺寸，以此推算單元槽段的長度。

4)單位時間內混凝土的供應能力：一般情況下一個單元槽段長度內的全都混凝土，宜在4h內一次澆筑完畢，所以可按4h內混凝土的最大供應量來推算單元槽段的長度。

5)泥漿池(罐)的容積：泥漿池(罐)的容積應不小于每一單元槽段挖土量的二倍， 所以該因素亦影響單元槽段的長度。

此外，劃分單元槽段時還應考慮接頭的位置，接頭應避免設在轉角處及地下連續墻與內部結構的連接處，以保證地下連續墻有較好的整體性;單元槽段的劃分還與接頭形式有關。單元槽段宜采用間隔一個或多個槽段的跳幅施工順序。每個單元槽段，挖槽分段不宜超過3個。成槽時，護壁泥漿液面應高于導墻底面500mm。

(2)挖槽方法。地下連續墻挖槽常見的方法有多頭鉆施工法、鉆抓斗施工法和沖擊式施工法。

1)多頭鉆施工法。多頭鉆挖槽機主體由多頭鉆和潛水電動機組成。挖槽時用鋼索懸吊，采用全斷面鉆進方式，可一次完成一定長度和寬度的深槽。施工槽壁平整，效率高，對周圍建筑物影響小，適用于黏性土、沙質土、沙礫層及淤泥等土層。

2)鉆抓式施工法。鉆抓式鉆機由潛水鉆機、導板抓斗機架、軌道等組成。抓斗有中心提拉式和斗體推壓式兩種。鉆抓斗式挖槽機構造簡單，出土方便，能抓出地層中障礙物，但當深度大于15m及挖堅硬土層時，成槽效率顯著降低，成槽精度較多頭挖槽機差，適用于黏性土和N值小于30的砂性土，不適用于軟黏土。

3)沖擊式施工法。沖擊式鉆機由沖擊錐、機架和卷揚機等組成，主要采用各種沖擊式鑿井機械，適用于老黏性土、硬土和夾有孤石等地層，多用于排樁式地下連續墻成孔。其設備比較簡單，操作容易。但工效較低，槽壁平整度也較差。樁排對接和交錯接頭采取間隔挖槽施工方法。

3.泥漿護壁

(1)泥漿的組成及作用。泥漿的主要成分是膨潤土、摻和物和水。泥漿的作用主要有：護壁、攜砂、冷卻和潤滑，其中以護壁為主。施工過程中，泥漿要與地下水、砂和混凝土接觸，并一同返回泥漿池，經過處理后再繼續使用。

(2)泥漿的控制指標。在地下連續墻施工過程中，為使泥漿具有一定的物理和化學穩定性、合適的流動性、良好的泥皮形成能力以及適當的相對密度，需對制備的泥漿或循環泥漿進行質量控制。控制指標有：在確定泥漿配合比時，要測定其黏度、相對密度、含砂量、穩定性、膠體率、靜切力、pH值、失水量和泥皮厚度;在檢驗黏土造漿性能時，要測定其膠體率、相對密度、穩定性、黏度和含砂量;對新生產的泥漿、回收重復利用的泥漿、澆筑混凝土前槽內的泥漿，主要測定其黏度、相對密度和含砂量。

(3)泥漿的制備、循環與再處理。

1)泥漿制備。泥漿制備的基本流程如圖4.3.6橋示。施工主要機械及設備有：攪拌設備，包括清水池、給水設備、攪拌器、新鮮泥漿儲存池、送漿泵等。一般情況下泥漿攪拌后應靜置24h后使用。

2)泥漿循環。泥漿循環分為正循環及反循環兩種。

①泥漿正循環施工法是從地面向鉆管內注入一定壓力的泥漿，泥漿壓送至槽底后，與鉆切產生的泥渣攪拌混合，然后經由鉆管與槽壁之間的空腔上升并排出槽外，混有大量泥渣的泥漿水經沉淀、過濾并作適當處理后，可再次重復使用，這種方法由于泥漿的流速不大，所以出渣率較低。

②泥漿反循環是將新鮮泥漿由地面直接注人槽段，槽底混有大量土渣的泥漿用砂石泵將其從鉆管內孔抽吸到地面。反循環排渣法有三種方式，即空氣排渣法、泵舉反循環和泵吸反循環。前兩種方法較常用，反循環的出渣率較高，對于較深的槽段效果更為顯著。

3)泥漿再生處理。通過溝槽循環及混凝土置換而排出的泥漿，因與混凝土接觸，膨潤土、CMC等主要成分的消耗以及土渣和電解質離子的混入，其質量比原泥漿顯著惡化。其惡化程度因挖槽方法、地基條件和混凝土澆筑方法等施工條件而異。應根據泥漿的惡化程度，決定舍棄或進行再生處理。

對于攜帶土渣的泥漿，一般采用重力沉降和機械處理等兩種方法。最好是將這兩種方法組合使用。

重力沉降處理是利用泥漿和土渣的密度差使土渣沉淀的方法。沉淀的容積越大或停留時間越長，沉淀分離的效果越顯著。機械處理方法通常是使用振動篩和旋流器。無法再回收使用的廢棄泥漿，在運走以前，應對泥漿進行預處理。通常是進行泥水分離。廢棄泥漿的泥水分離是在現場或指定的場所通過化學方法和機械方法，將含水量較大的廢棄泥漿分離成水和泥渣兩部分，水可以排入河流或下水道，泥渣可用作填土，從而減少廢棄泥漿的運輸量。

4.清底

挖槽結束后，懸浮在泥漿中的土顆粒將逐漸沉淀到槽底，此外，在挖槽過程中未被排出而殘留在槽內的土渣，以及吊放鋼筋籠時從槽壁上刮落的泥皮等都堆積在槽底。在挖槽結束后清除槽底沉淀物的工作稱為清底。

清底的方法一般有沉淀法和置換法兩種。沉淀法是在土碴基本都沉淀到槽底之后再進行清底，常用的有砂石吸力泵排泥法，壓縮空氣升液排泥法，帶攪動翼的潛水泥漿泵排泥法等。置換法是在挖槽結束之后，土碴還沒有沉淀之前就用新泥漿把槽內的泥漿置換出來。在土木工程施工中，我國多采用置換法進行清底。清底后槽內泥漿的相對密度應在1.15g/cm3 以下。

清底一般安排在插入鋼筋籠之前進行，對于以泥漿反循環法進行挖槽施工，可在挖槽后緊接著進行清底工作。如果清底后到混凝土澆筑前的間隔時間較長，亦可在澆筑混凝土前利用混凝土導管再進行一次清底。

5.鋼筋籠加工與吊放

(1)鋼筋籠加工。鋼筋籠需按地下連續墻設計施工圖要求制作。鋼筋籠成型作業需在符合設計要求的臺架上進行。臺架根據工程施工條件可分為固定式和移動式兩種。臺架的鋼筋定位卡需準確放線確定。鋼筋籠需按單元槽段做成一個整體。如果地下連續墻很深或受起重設備的起重能力限制，可分段制作，然后在吊放時再逐段連接。鋼筋籠的拼接一般應采用焊接，且宜用幫條焊，不宜采用綁扎搭接接頭。

鋼筋籠端部與接頭管或混凝土接頭面間應留有150?200mm的空隙。主筋凈保護層厚度通常為70?80mm，保護層墊塊厚50mm，在墊塊和墻面之間留有20?30mm的間隙。由于用砂漿制作的墊塊容易在吊放鋼筋籠時破碎，又易擦傷槽壁面，所以，一般用薄鋼板制作墊塊，焊于鋼筋籠上。

制作鋼筋籠時，要在密集的鋼筋中預留出導管的位置，以便于澆筑水下混凝土時導管的插人。由于橫向鋼筋有時會阻礙導管插入，所以縱向主筋應放在內側，橫向鋼筋放在外側。縱向鋼筋底端應稍向內彎折，以防止吊放鋼筋籠時擦傷槽壁，但向內彎折的程度亦不影響澆灌混凝土的導管插入。加工鋼筋籠時，要根據鋼筋籠重量、尺寸以及起吊方式和吊點布置，在鋼筋籠內布置一定數量的縱向桁架。鋼筋籠的鋼筋、埋設件連接采用電焊，縱橫向鋼筋交點接頭除主要結構部需全部焊接外，其接頭可按50%間隔焊接。鋼筋籠的臨時綁扎鐵絲在入槽前必須全部拆除，避免在綁扎鐵絲上凝成泥球而影響混凝土質量。如有具體設計要求，則應按其規定進行。

(2)鋼筋籠吊放。鋼筋籠吊放人槽前，必須對已開挖槽段側邊的垂直面進行刷壁并進行槽底清孔。

鋼筋籠應根據場地、起重條件，分若干段吊裝，各段鋼筋籠在其入槽時連接成整體。鋼筋籠在搬運、堆放及吊裝過程中，不應產生不可恢復的變形、焊點脫離及散架等現象。

開工前應作好鋼筋籠吊裝作業設計，以設置好吊點、加工好吊具，并選定吊機和起吊方式。在主吊機將鋼筋籠吊入槽段前，可另配一臺副吊機配合抬吊將鋼筋籠由水平放置狀態直立起來。

鋼筋籠起吊時，頂部要用一根橫梁(常用工字鋼)，其長度要和鋼筋籠尺寸相適應。鋼絲繩須吊住四個角。為了不使鋼筋籠在起吊時產生很大的彎曲變形，通常采用兩臺吊車同時操作，其中一主吊鉤吊住頂部，另一副吊鉤吊住中間部位。為了不使鋼筋籠在空中晃動，鋼筋籠下端可系繩索用人力控制。起吊時不允許鋼筋籠下端在地面上拖行，以防造成下端鋼筋彎曲變形。

插入鋼筋籠時，吊點中心必須對準槽段中心，然后徐徐下降，垂直而又準確地將鋼筋籠吊入槽內。在鋼筋籠進入槽段內時，必須注意不要使鋼筋籠產生橫向擺動，造成槽壁坍塌。鋼筋籠插入槽內后，檢查其頂端高度是否符合設計要求，然后用槽鋼等將其擱置在導墻上。 如果鋼筋籠是分段制作，吊放時需要接長時，下段鋼筋籠要垂直懸掛在導墻上，然后將上段鋼筋籠垂直吊起，上段鋼筋籠的下端與下段鋼筋籠上端用電焊直線連接。

如果鋼筋籠不能順利插入槽內，應該重新吊出，查明原因加以解決。如有必要，則在修槽之后再吊放。不能將鋼筋籠做自由墜落狀強行插人基槽，否則會引起鋼筋籠變形或使槽壁坍塌，產生大量沉渣，影響地下墻體質量。

6.混凝土澆筑

(1)地下連續墻對混凝土的要求。由于地下連續墻槽段內的混凝土澆筑過程，具有一般水下混凝土澆筑的施工特點?；炷翉姸鹊燃壱话銥镃30?C40?；炷恋募壟涑藵M足結構強度要求外，還要滿足水下混凝土施工的要求。其配合比應按重力自密式流態混凝土設計，水與膠凝材料比不應大于0.55，水泥用量不宜小于400kg/m3，入槽坍落度不宜小于180mm。混凝土應具有良好的和易性和流動性。

(2)混凝土澆灌前的準備工作?；炷翝补嗲皯醋鳂I設計規定的位置安裝好混凝土導管。導管的數量與槽段長度有關，槽段長度小于4m時，可使用一根導管。導管內徑約為粗骨料粒徑的8倍左右，不得小于粗骨料粒徑的4倍。

混凝土導管接口應密封不漏漿，導管底部應與槽底相距約200mm。導管內應放置保證混凝土與泥漿隔離的管塞。

混凝土澆灌前，應利用混凝土導管進行約15min以上的泥漿循環，以改善泥漿質量。

(3)槽段內混凝土澆灌。地下連續墻的混凝土是在泥漿中采用導管澆灌的，導管拼接時，其接縫應密閉。混凝土澆筑時，導管內應預先設置隔水栓。槽段內混凝土澆灌如圖4.3.7所示。

鋼筋籠就位后應及時澆筑混凝土，若槽段長度不大于6m時，混凝土宜采用兩根導管同時澆筑;槽段長度大于6m時，混凝土宜采用三根導管同時澆筑。每根導管分擔的澆筑面積應基本均等。混凝土澆筑過程中，導管埋入混凝土面的深度宜在2.0?4.0m之間，只有當混凝土澆灌到地下連續墻墻頂附近，導管內混凝土不易流出的時候，方可將導管的埋入深度減為1m左右，并可將導管適當地做上下運動，促使混凝土流出導管。澆筑液面的上升速度不宜小于3m/h?；炷翝仓嬉烁哂诘叵逻B續墻設計頂面500mm。導管須全長度水密。

值得注意的是，在鋼筋籠入槽后須盡快澆灌混凝土，混凝土要連續澆灌，不能長時間中斷，一般可允許中斷5?10min，最長也只允許中斷20?30min，以保持混凝土的均勻性。混凝土攪拌好之后，以1.5h內澆筑完畢為原則。在夏天由于混凝土凝結較快，所以必須在攪拌好之后，1h內盡快澆完，否則應摻人適量的緩凝劑。多根導管進行混凝土澆灌時，應注意澆灌的同步性，保持混凝土面呈水平狀態上升，其各點混凝土高度差不得大于300mm。

混凝土加水攪拌至人槽的時間不宜超過1h。分次往導管內供應混凝土的時間間隔不得超過0.5h。槽段內混凝土面上升速度宜達到3?4m/h。并做好混凝土澆灌深度的測量和記錄。

在澆灌過程中，要經常量測混凝土灌注量和上升高度。量測混凝土上升高度可用測錘，由于混凝土上升面一般都不是水平的，所以要在三個以上的位置進行量測。

在澆筑完成后的地下連續墻墻頂存在一層浮漿層，因此混凝土頂面需要比設計高度超澆0.5m以上。鑿去浮漿層后，地下連續墻墻頂才能與主體結構或支撐相連，成為整體。

7.槽段接頭施工

地下連續墻的接頭分為兩大類：施工接頭和結構接頭。施工接頭是在澆筑地下連續墻時，沿墻的縱向連接兩相鄰單元墻段的接頭;結構接頭是已完工的地下連續墻在水平向與其他構件(如與內部結構的梁、板、墻等)相連接的接頭。

(1)施工接頭。

1)接頭管(亦稱鎖口管)接頭。接頭管是目前地下連續墻施工中采用最多的一種接頭。施工時，當一個單元槽段的土方挖完后，在槽段的端部用吊車放人接頭管，然后吊放鋼筋籠并澆筑混凝土。待混凝土強度達到0.05?0.20MPa時(一般混凝土澆筑后3?5h，視氣溫而定)，開始用吊車或液壓頂升架提拔接頭管。提拔速度應與混凝土澆筑速度、混凝土強度增長速度相適應，一般為2?4m/h，并在混凝土澆筑結束后8h以內將接頭管全部拔出。接頭管直徑一般比墻厚小50mm，可根據需要分段接長。接頭管拔出后，單元槽段的端部形成半圓形，繼續施工時即形成兩相鄰槽段的接頭。

2)接頭箱接頭。接頭箱接頭的施工方法與接頭管接頭相似，只是以接頭箱代替接頭管。接頭箱在澆筑混凝土的一面是開口的，所以鋼筋籠端部的水平鋼筋可以插入接頭箱內。澆筑混凝土時，接頭箱的開口面被焊在鋼筋籠端部的鋼板封住，因而混凝土不能進入接頭箱內。混凝土初凝后，與接頭管一樣逐步吊出接頭箱。當后一個單元槽段再澆筑混凝土時，由于兩相鄰槽段的水平鋼筋交錯搭接，可形成整體接頭。接頭箱接頭的整體性好，接頭處剛度較大。

3)隔式接頭。隔板式接頭按隔板的形狀分為平隔板、榫形隔板和V形隔板。由于隔板與槽壁之間難免有縫隙，為防止澆筑的混凝土滲入，應在鋼筋籠的兩邊鋪設化纖布?；w布可以把單元槽段的鋼筋籠全部罩住，也可以只有2?3m寬，吊放鋼筋籠時應注意不要損壞化纖布。帶有接頭鋼筋的榫形隔板能使各單元墻段形成整體，是一種較好的接頭方式，但插入鋼筋籠時較困難，且接頭處混凝土的流動會受到阻礙，施工時應特別加以注意。

(2)結構接頭。

1)預埋連接鋼筋法。預埋連接鋼筋法是應用最多的一種方法。它是在澆筑地下連續墻混凝土之前，按設計要求將連接鋼筋彎折后預埋在墻體內。待土方開挖露出墻體時，鑿開連接鋼筋處的墻面，將露出的連接鋼筋恢復成設計形狀，再與后澆結構的受力鋼筋連接。為便于施工，預埋連接鋼筋的直徑不宜大于22mm，且彎折時宜緩慢進行加熱，以免其強度降低過多?？紤]到連接處往往是結構的薄弱處，設計時一般將連接鋼筋增加20%的富余量。

2)預埋連接鋼板法。這是一種鋼筋間接連接的接頭方式。在澆筑地下連續墻混凝土之前，將預埋連接鋼板焊固在鋼筋籠上。澆筑混凝土后鑿開墻面使預埋鋼板外露，將后澆結構中的受力鋼筋與預埋鋼板焊接。施工時要注意保證預埋鋼板處混凝土的密實性。

3)預埋剪力連接件法。剪力連接件的形式有多種，但以不妨礙澆筑混凝土、承壓面大且形狀簡單的為好。剪力連接件先預埋在地下連續墻內，然后剔鑿出來與后澆結構連接。

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