地下連續墻施工中的GXJ接頭應用研究

吳曉皓

上海公路橋梁（集團）有限公司 上海 200433

1 地下連續墻常用接頭研究的進展

在地下水位高、土層軟弱地區，基坑開挖防滲便體現的尤為重要。撇開施工質量影響不談，地下連續墻防滲的弱點主要集中于接縫的處理。因此地下連續墻所采用的接頭形式對其防滲性能影響非常顯著。受施工特點影響，常規鎖口管接頭防滲性能較差，因此需要在地下連續墻接縫外圍打高壓旋噴樁來止水[1]。十字鋼板、H形鋼結構防水性能較為理想，但是其造價高昂，并且施工時還存在繞流影響[2-3]。預制混凝土接頭質量太大，使用不便[3]。II型接頭是目前由國內某建筑企業新發明出的一種接頭，雖然有不少優點，但是用鋼量也不少[4]。CWS接頭是法國發明的一種接頭，具有自帶模板和增加止水帶的作用，屬于一種新型接頭，該接頭自重大，對吊裝能力要求較高[5]。地下連續墻橡膠止水帶防水接頭（簡稱GXJ接頭）發展時間不長，是一種新型的箱式接頭，2013年4月，上海虹梅南路隧道第3階段地下連續墻正式采用了GXJ接頭施工工藝，這是我國首次成功應用該接頭[6]。隨后GXJ接頭在上海沿江通道越江隧道新建工程、上海軌道交通17號線盈港路站中均有應用[1,7]，并且都取得了成功，為GXJ接頭的應用推廣提供了一定的施工經驗。但由于地下連續墻應用GXJ接頭的案例不多，該接頭的優缺點尚未完全顯示，為此，本文介紹上海軌道交通13號線張江路站GXJ接頭的工程應用情況，以期進一步優化和完善。

2 應用工程概況

上海軌道交通13號線張江路站主體圍護結構采用地下連續墻形式，根據工程需要共分6個基坑分別開挖（圖1）。其中1#、3#西、3#東、5#基坑及封堵墻接頭采用GXJ接頭，2#、4#基坑采用鎖口管接頭。

圖1 張江路站基坑分布

車站位于上海浦東未來規劃交通主干道中科路之下。1#基坑南北兩側為居民區川楊新苑1期；3#西基坑北側為張江市民中心大樓，南側為浦電幼兒園，施工期間浦電幼兒園正常上課，因此對施工提出了較高要求；3#東基坑橫穿橫沔港河道；5#基坑南側為川楊新苑3期居民樓。

張江路站所在地層屬于濱海沉積地層，地層主要以淤泥、淤泥質土層為主。根據地質勘探資料，地層土層主要由填土、粉質黏土、黏土、淤泥質粉質黏土、淤泥質黏土等組成。地下水位較高，一般位于地下2 m左右。

地下連續墻深度40 m，墻體插入比1.2，厚度0.8 m。主體結構地下連續墻分幅共124幅，封堵墻17幅，東西端頭17幅，所有地下連續墻共計158幅。

3 GXJ接頭施工方案

3.1 GXJ接頭構造

GXJ接頭由接頭箱、橡膠止水帶組成。接頭箱由橫豎多塊鋼板焊接而成，接頭箱的一面為厚度較大的平滑鋼板所形成的平滑平面；另一面為數組鋼板焊接而成的折線狀曲面，并且在此曲面中間設置了用于安裝橡膠止水帶的凹槽，凹槽寬度為20 mm，深度在15 cm左右。

該接頭可以循環使用，由于地下連續墻一般都較大，故使用該接頭時需要若干段標準接頭組合成為一個完整接頭。

標準段接頭長度一般在12 m左右，其一端設置1個榫頭，另一端對應設有連接凹槽，并且預留連接孔。使用時，除將所有標準段安裝成為一個整體之外，還需要在榫卯接縫處用厚2 cm的鋼板焊接牢固，以增加接頭剛度，焊接時一定要注意接頭的整體垂直度，不得使整個接頭出現曲折缺陷。

3.2 GXJ接頭施工方法

GXJ接頭地下連續墻施工流程為：

開挖地下連續墻槽段→下放GXJ接頭并且在GXJ接頭內安裝橡膠止水帶→下放鋼筋籠→澆筑混凝土，并且在接頭箱背后同步填土→開挖相鄰槽段→剝離接頭箱→下放相鄰槽段鋼筋籠，澆筑混凝土（圖2）。

圖2 GXJ接頭施工流程

3.3 施工分幅和施工流程

由于GXJ接頭屬于柔性接頭，不適合連續成槽施工，因此在施工組織中選擇跳孔成槽法施工。通常基坑的地下連續墻圍護是連續的，因此整個施工過程中必然會出現首開幅、閉合幅和連續幅。其中首開幅、閉合幅至少各出現一次。為提高施工效率，一般單臺成槽機開2個首開幅。

1）首開幅施工流程：成槽→清孔→兩端下放接頭箱加止水帶→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→完成。

2）連續幅施工流程：成槽→清孔→下放接頭箱加止水帶→剝離另一側接頭箱→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→完成。

3）閉合幅施工流程：成槽→清孔→剝離兩側接頭箱→下放鋼筋籠→澆筑混凝土→完成。

在GXJ接頭下放過程中，應依靠其自身質量來保持垂直度，并且在下放之前嚴格檢查接頭箱的變形情況。

4 GXJ接頭防滲和處理混凝土繞流措施

地下連續墻除了有抵抗基坑外土體壓力的作用外，其另一個重要作用便是防滲功能。地下連續墻滲漏的原因多種多樣，滲漏點分布在接縫、墻面中心等各處，但是主要集中在接縫處，而且一些影響施工等重大的滲漏絕大部分都出在接縫處。而采用GXJ接頭的地下連續墻在接縫處具有橡膠止水帶，因此可大大降低滲漏發生的概率。

從不加任何止水措施的地下連續墻滲漏情況中（圖3）可見，地下連續墻滲漏點并不是只有接縫的位置，同時還可以看出接縫滲漏占據的比重較大，這是因為地下連續墻接縫是一個天然薄弱點，其滲漏必然要比地下連續墻其他部位嚴重。不過調查顯示，使用GXJ接頭的地下連續墻接縫滲漏僅僅表現為地下連續墻表面滲水，從未出現線流、流砂等較為嚴重的滲漏現象，由此可見GXJ接頭的防滲能力比較強大。

圖3 應用GXJ接頭的地下連續墻滲漏情況

在澆筑混凝土時，GXJ接頭與土體空隙之間需要填土，通常填土頂標高大于已澆筑的混凝土頂標高3～5 m。但是填土的作用僅僅是為了平衡混凝土澆筑時接頭的兩側壓力，其并沒有考慮如何阻止混凝土繞流的問題。應用GXJ接頭的地下連續墻也不需要進行刷壁工序，在GXJ接頭背后成槽后，槽段通常能滿足鋼筋籠下放要求，即使有繞流而來的混凝土也會同土體混合而被挖走。成槽后GXJ接頭采用側向剝離的方式離開原來地下連續墻幅段，因為GXJ接頭寬度與地下連續墻寬度基本相同，因此即使GXJ接頭背后有繞流混凝土，也會隨著GXJ接頭的剝離而一并被帶出槽段。不過刷壁機也需要備著，以備不時之需。

除此之外，施工過程中地下連續墻成槽、清孔后才可剝離GXJ接頭，泥漿和土體對接縫混凝土表面污染較小，使得地下連續墻接縫比較干凈，增強了地下連續墻的防水性能。

5 GXJ接頭優缺點

5.1 GXJ接頭優點

1）GXJ接頭能夠在地下連續墻接縫處增設橡膠止水帶，大大增強了地下連續墻整體防滲性能。

2）GXJ接頭采用側向剝離拔除方式，剝離時，與其相接觸的混凝土已經有足夠的強度，接縫界面平整，不夾泥，保證了地下連續墻接縫的工程質量。

3）GXJ接頭無需考慮混凝土繞流問題，簡化了地下連續墻施工工序，提高了效率。

4）GXJ接頭可循環使用，相比性能相對較好的十字鋼板、H型鋼接頭，大大降低了造價。

5.2 GXJ接頭缺點

1）接頭構造復雜。

2）接頭下放時，需要將所有接頭箱分段焊接成為一個整體才可以下放，因此其自重較大，并且長度較長，需要占用較大場地，對起吊提出較高要求。

3）由于GXJ接頭較長，故在起吊、澆筑混凝土、剝離過程中容易發生彎曲變形。

4）GXJ接頭為柔性接頭，與其他柔性接頭一樣都不能傳遞剪力和彎矩，地下連續墻整體受力性能較差。

6 結語

地下連續墻橡膠止水帶防水接頭是典型的柔性接頭，其繼承了鎖口管柔性接頭的優點，施工便捷、造價低廉。在此之上，GXJ接頭可以在地下連續墻中間埋設橡膠止水帶，大大增強了地下連續墻接縫的防滲性能。同時該接頭解決了混凝土繞流問題，使得地下連續墻接縫界面受到泥漿、土體污染的時間更短，不僅提升了接縫自身的防滲性能，而且也大大簡化了施工工藝，提高了施工效率。