一种基于铣槽机施工的地下连续墙接缝连接方法

技术领域

本发明涉及建筑土木工程技术领域，具体指一种基于铣槽机施工的适用于采用地下连续墙作为围护结构的深基坑工程，用于解决地下连续墙接缝处容易发生裂缝和漏水流砂问题。

背景技术

随着城市地下空间开发与发展，基坑开挖深度越来越深。由于地层土压力和水压力作用大，常采用地下连续墙作为超深基坑围护结构，以有效抵抗土压力、水压力。在基坑开挖过程中，地下连续墙接缝处容易发生漏水与流砂，影响基坑支护结构安全和周边环境安全，造成的经济损失大，甚至产生严重的社会影响。对于开挖深度在30m以上的超深基坑工程，常采用铣槽机作为地下连续墙的施工机械设备，这种设备适用于粘土、粉土、砂土、卵石与块石、岩层等不同土层，也可适用于清除地层孤石、素混凝土障碍物等。采用铣槽机施工地下连续墙厚度可达2.0mm，幅宽可达7.8m、深度可达150m，如某某市某某河段深层排水调蓄管道工程，基坑最大开挖深度58m，基坑围护结构采用1.5m厚地下连续墙，地下连续墙应用深度105m、试验最大深度150m，地下连续墙采用铣接头连接方式。

地下连续墙作为深基坑工程常用的围护结构方式，地下连续墙的接缝连接方式主要有锁口管接头、工字钢(也称为H型钢)与十字钢板接头、橡胶止水带接头和套铣接头等不同型式，前面三种接头方式需要采用锁口管或接头箱固定一期槽段钢筋笼、防止混凝土扰流。如″套铣接头在超深地下连续墙施工中的应用″(蔡琰、孙兰坚)；″一种地下连续墙套铣接头施工方法″(CN 103132539A)提出：一方面，由于套铣接头无需采用接头箱，突破了常规的地墙深度限制，可施工超过百米深度；另一方面，由于二期槽段施工时直接切削一期槽段，形成新鲜、致密的混凝土接触面，止水性能优异。例如，在某某河段深层排水调蓄管道系统工程建设规范《超深地下连续墙技术规程》(试行)于2018年7月1日实施，该规范明确了超深地下连续墙接缝采用套铣接头，接缝呈直线型，成型的地下连续墙超过150m，(如附图1所示)。

但采用铣槽机施工的地下连续墙接缝连接方式存在接缝呈直线型。当地下连续墙接缝处附着泥块、泥皮和其它杂物时，地下连续墙接缝处容易发生渗漏与流砂；再者，地下连续墙混凝土收缩变形、基坑开挖过程地下连续墙出现变形，这些情况均能引起地下连续墙接缝部位出现贯通裂缝，进一步加剧接缝处渗漏与流砂。

综上所述，由于地层土压力和水压力作用大，常采用地下连续墙作为超深基坑围护结构，以有效抵抗土压力、水压力。在基坑开挖过程中，地下连续墙接缝处容易发生漏水与流砂，影响基坑支护结构安全和周边环境安全，造成的经济损失大，甚至产生严重的社会影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出了一种基于铣槽机施工的地下连续墙接缝连接方法，以实际解决超深基坑工程施工过程中地下连续墙直线型接缝处出现漏水与流砂问题，确保超深基坑工程安全。

一、铣槽机施工地下连续墙施工工艺简介

采用铣槽机施工地下连续墙的工艺流程如下：采用铣槽机进行一期槽段成槽、下放钢筋笼、浇筑混凝土，再用铣槽机施工二期槽段、下放钢筋笼、浇筑混凝土。

鉴于当前采用铣槽机施工地下连续墙，二期槽段与一期槽段接缝处为素混凝土。当地下连续墙接缝处附着泥块、泥皮和其它杂物时，地下连续墙接缝处容易发生渗漏与流砂；再者，地下连续墙混凝土收缩变形、基坑开挖过程地下连续墙出现变形，这些情况均能引起地下连续墙接缝部位出现贯通裂缝，进一步加剧接缝处渗漏与流砂。本方法采用在地下连续墙接缝处预埋高分子材料管或纤维混凝土管，经二期槽段切铣施工，使得地下连续墙接缝面呈半圆形与直线形组成的曲线形状，增加地下连续墙接缝处的渗漏路径、减小接缝处裂缝，增加接缝抗渗能力；在二期槽段钢筋笼两侧端头设置凸起的钢筋笼或钢板，使得接缝处素混凝土变为钢筋混凝土或型钢混凝土，增强接缝部位抗变形能力和抗渗能力，以解决地下连续墙接缝处渗漏水问题。具体步骤如下：

步骤一，地下连续墙一期槽段成槽，下放一期槽段钢筋笼，安装预埋管。

其中，安装预埋管有两种方式：第一种，一期槽段钢筋笼制作时，在钢筋笼两端绑扎预埋管，管底密封结实，预埋管与钢筋笼同步下放；第二种，一期槽段钢筋笼下放到位后，在钢筋笼两端头预留位置下放预埋管，管底密封结实。下放时应往预埋管内注水，以防止预埋管上浮。

步骤二，用卡管套件固定预埋管，防止预埋管偏位与上浮。

步骤三，浇筑一期槽段混凝土。

步骤四，采用铣槽机进行二期槽段成槽，铣切一期槽段端头混凝土和相应部位预埋管，形成具有弧形的地下连续墙接缝面。

步骤五，对成槽后的二期槽段进行刷壁和清孔。

步骤六，下放二期槽段钢筋笼，二期槽段的钢筋加工形状与二期槽段形状相匹配。

其中，二期槽段钢筋笼端头构造有两种型式：第一种采用钢筋加工制作成凸起的钢筋笼，第二种采用十字钢板制作成凸起的钢筋笼。

步骤七，浇筑二期槽段混凝土。

综上所述，本方法针对在基坑开挖过程中，地下连续墙接缝处容易发生漏水与流砂，影响基坑支护结构安全和周边环境安全，造成的经济损失大，甚至产生严重的社会影响等问题。通过上述工艺：采用预埋管，无需采用接头箱或锁口管，既解决地下连续墙接缝设备深度受限问题，也解决了地下连续墙直线型接缝裂缝、渗流路径短问题，提高地下连续墙接缝的抗渗能力，可应用于开挖深度在30m以下的深基坑工程。

附图说明

图1：套铣接头地下连续墙平面图，先施工一期槽段，后施工三期槽段，一期槽段与二期槽段铣削面呈直线型

图2：本方法施工流程文字说明框图，即一种基于铣槽机施工的地下连续墙接缝连接方法施工流程文字说明框图

图3：本方法施工流程平面示意图，(a)为一期槽段成槽、钢筋笼下放和安装预埋管的平面图；(b)为一期槽段固定预埋管、浇筑混凝土的平面图；(c)为二期槽段成槽、钢筋笼下放和浇筑混凝土的平面图

1：一期槽段；2：一期槽段钢筋笼；3：预埋管；4：卡管套件；5：铣切后预埋管；6：二期槽段；7：二期槽段钢筋笼；8：十字钢板(如附图3所示)。

图4：本方法施工流程垂直剖面示意图与文字说明

具体实施例

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述

一种基于铣槽机施工的地下连续墙接缝连接方法流程图(如附图2所示)。

包括如下步骤：

步骤一，地下连续墙一期槽段1成槽，下放一期槽段钢筋笼2，安装预埋管3；

所述安装预埋管为两种方式：甲.一期槽段钢筋笼制作时，在钢筋笼两端绑扎预埋管，管底密封结实，预埋管与钢筋笼同步下放；乙.一期槽段钢筋笼下放到位后，在钢筋笼两端头预留位置下放预埋管，管底密封结实，下放时应往预埋管内注水，以防止预埋管上浮；

步骤二，用卡管套件4固定预埋管3，防止预埋管偏位与上浮；

步骤三，浇筑一期槽段1混凝土。

步骤四，采用铣槽机进行二期槽段6成槽，铣切一期槽段端头混凝土与相应部位预埋管5，形成具有弧形的地下连续墙接缝面；

步骤五，对成槽后的二期槽段进行刷壁和清孔；

步骤六，下放二期槽段钢筋笼7，二期槽段的钢筋加工形状与二期槽段形状相匹配；

所述二期槽段钢筋笼端头构造为两种型式：甲.采用钢筋加工制作成凸起的钢筋笼；乙.采用十字钢板8制作成凸起的钢筋笼；

步骤七，浇筑二期槽段混凝土(如附图4所示)。

进一步，所述的一种基于铣槽机施工的地下连续墙接缝连接方法，其所述预埋管3为高分子材料管或纤维混凝土管；

预埋管直径D为(1/5～3/5)地下连续墙厚度H，即D＝(1/5～3/5)H；

深度与地下连续墙深度相同。

所述经二期槽段切铣施工，使得地下连续墙接缝面呈半圆形与直线形组成的曲线形状，以增加地下连续墙接缝处的渗漏路径、减小接缝处裂缝。

综上所述，随着国内，北广深特大型，一线、二线城市发展，我国大型基础设施建设深层地下空间开发越来越广，深度超过70m的地下连续墙也被广泛应用于国内大型基础设施的深基坑工程中。例如上海市域铁路线工程、轨道交通工程、硬X射线工程、苏州河段深层排水调蓄管道系统工程、浦东机场规划航站楼工程等等。本方法不仅技术创新，在工程造价方面，预埋管采用高分子材料管或纤维混凝土管，为工程中常用材料，比预埋管内浇筑混凝土，预埋管内注水这一措施可降低工程造价；与套铣接头相比，本方法提出的接缝连接方式不需要在接缝处进行超高压旋喷桩加固，节省了超高压旋喷桩的加固费用。同时，本发明专利提出的接缝连接方式提高了地下连续墙的抗渗能力，降低了深基坑围护结构漏水与流砂风险和承压水突涌风险，提高了基坑工程施工安全性和周边环境安全性，具有显著的社会和经济效益。