地下連續墻鎖口管接頭施工要點分析及改進方案思考

臧 園 （1.武漢科技大學城市學院，湖北 武漢 430083；2.武漢外語外事職業學院，湖北 武漢 430083）

1 引言

地下連續墻接頭在地下連續墻施工中是一個施工關鍵點。它對地下連續墻的整體性及抗滲性影響均較大。目前工程當中應用的地下連續墻接頭形式有鎖口管接頭、接頭箱、工字鋼接頭、十字接頭、預制混凝土接頭、H型鋼接頭、Ⅱ型接頭等。每一種接頭都有自身的特點。從接頭處受力變形情況分析可以將其歸納為柔性接頭和剛性接頭兩種。柔性接頭中最為典型的是鎖口管接頭，這種接頭用鋼量少，且鎖口管可以重復利用，因此比較經濟，同時其構造簡單，被廣泛應用于實際工程當中。

2 鎖口管接頭構造

鎖口管接頭是利用一個圓柱形的鋼管放置在地下連續墻一個槽段的兩端或者一端。該鋼管分節安裝，直徑同地下連續墻的厚度或者略小于地下連續墻厚度。在一個槽段混凝土澆筑完成的某一時間節點將鎖口管拔出，這樣接頭處相鄰兩個槽段的接縫呈半圓弧形狀。這種接縫與平縫相比增大了滲流路徑，能發揮一定的防滲漏作用。該構造方式因接頭處未完全固定，此處主要承受剪力，無法承受彎矩，在設計當中將其簡化為鉸接。

3 鎖口管接頭施工

鎖口管接頭施工工藝主要流程如圖1所示。

圖1 鎖口管接頭施工工藝流程

3.1 施工難點

在鎖口管施工過程中存在兩大難點：一是鎖口管的下放，二是鎖口管的拔出。鎖口管的下放看似簡單，實際施工中有很多細節需要注意。如：下放接頭管前需提前準備好接頭管和拔管器，提前檢查已有槽段的孔斜度，檢查接頭管連接是否牢固等一系列準備工作，準備充分才能保證下管及時；下管過程中要做好記錄工作，同時仔細觀察避免出現自鎖現象給后期的拔管帶來隱患。

鎖口管的拔管主要需把握拔管的時間節點和拔管力度。因混凝土在澆筑之后隨著時間的推移混凝土不斷凝固，當混凝土初凝前提早拔管時，雖然接頭管與混凝土粘結力小容易拔管，但是混凝土未達到凝固狀態容易影響地下連續墻接頭形狀。混凝土在初凝后與接頭管的粘結力會明顯增加，此時如果較晚拔管阻力較大，給拔管帶來極大困難。對拔管時間的確定已有相關研究[1],研究中發現初凝時刻是拔管的關鍵時間節點，初凝時間在施工過程當中主要考慮混凝土材料本身及周圍環境的影響。對于拔管力度的確定需考慮的因素有接頭管的自重、混凝土與接頭管接觸的摩擦力、混凝土與接頭管接觸處的粘結力、接頭處傾斜產生的阻力、混凝土的浮力以及泥漿的作用等[2]。自重是一個較為穩定的因素，接頭管與混凝土接觸處的粘結力是一個受時間影響比較大的因素，接頭處傾斜產生的阻力是受施工技術影響較大的因素。對于穩定的因素較容易控制，但是隨時間變化的因素較難把握，尤其是混凝土與鎖口管接觸處隨著時間的延長粘結力會明顯增大，此時在把握好時間節點的同時，需進一步控制提拔力度。而接頭處的傾斜產生的阻力，隨著傾斜度的增加提拔阻力也會明顯增大。所以在施工工程中要嚴格把控接頭處的傾斜度。

總體上分析，把握好鎖口管的提拔時間至關重要，同時也要注意提拔方法，要采取規定時間內分階段提拔方式，避免接頭管最終無法拔出的情況發生。

3.2 鎖口管接頭抗滲漏分析

鎖口管接頭接縫處的抗滲漏問題是施工中又一重難點，此處因其為半圓弧接頭，其滲流路徑相對平縫要長，抗滲漏效果比平縫好。根據工程經驗分析，該接頭的抗滲效果不及工字型接頭[6]。但是鎖口管接頭作為一種經濟性較好的柔性接頭被廣泛應用其抗滲漏，可以通過以下方式來增強其抗滲漏能力。

①在合理的時間段提拔鎖口管，保證接頭的施工質量。

②做好接頭處的刷壁施工工作，接頭處刷壁可以將此處的泥渣清理干凈，這樣相鄰兩幅槽段才能連接地更加密實。

③對接頭進行超聲波無損檢測，及時檢測接頭的夾渣情況。

④在以上措施的基礎上，為了進一步增強抗滲漏性能，可以在地下連續墻接頭迎土面設置高壓旋噴樁，該樁體的設置對擋水起到較好的作用。

⑤在開挖基坑時，地下連續墻迎土面收到土壓力作用，受力和變形均會增大，接頭處的變形增大時，對接頭的抗滲漏影響很大，因此需在基坑開挖過程中設置水平支撐，減小接頭的變形，提高抗滲漏能力。

4 鎖口管接頭改進方案的思考

在實際工程項目當中，對鎖口管接頭的應用主要考慮了地質條件、墻體厚度、基坑深度。對地質條件主要要求是不入巖的地層即可。因地下連續墻深度較大時，基坑在開挖過程中柔性接頭頂部位移增加的非常快，這樣對接頭性能影響較大，所以目前對鎖口管這種柔性接頭的深度要求是不超過40m。受施工機具的影響，目前對鎖口管地下連續墻的厚度要求是不超過1000mm[7]。若各條件超越給定范圍，鎖口管接頭應如何改進，文中提出以下幾方面的改進方案：

①在地質條件、墻體深度要求范圍內，若墻體厚度大于1m，此時鎖口管柔性接頭的使用可以考慮選用小規格多根組合形成新型鎖口管接頭。如圖2所示。

從圖2中可以看出當用兩根鎖口管并列放置于接頭處時，其接頭處滲流路徑的總長度雖然與單管相比變化不大，但其路徑曲線發生了改變，這對于抗滲漏具有重要作用，此時需進一步改進兩根接頭管接縫處的構造做法，同時需要進一步改進拔管裝置。

圖2 改造后的鎖口管接頭

②在地質條件、墻體厚度要求范圍內，若墻體深度超過40m，因深度增加鎖口管所受的側壓力會增加，其相應的變形增大。此時若選用鎖口管接頭，其需改進的地方主要是鎖口管的剛度及基坑開挖過程中的附加措施。例如，可以增加鎖口管的壁厚、鎖口管中心設置橫撐等，同時施工過程中要嚴格按照鎖口管提拔要求進行操作，這樣才能保證接頭的安全性。

③當地質條件、地下連續墻厚度及深度均不在要求的范圍內時，此時必須改變接頭的形式，可以用剛性接頭代替柔性接頭。

5 結語

鎖口管接頭作為柔性接頭因其自身的優點及其適用范圍，在實際工程中被廣泛應用。在應用過程中重點和難點是接頭的下放、提拔時間、提拔力度。將這三者處理好對保證接頭質量至關重要。除接頭的承載能力需滿足要求外，抗滲漏能力也是接頭質量的重要指標，為了進一步增加接頭的抗滲漏能力，除了充分利用半圓弧的接頭形狀外，需附加旋噴樁及支撐等措施，才能達到較好的抗滲效果。

對于超越鎖口管柔性接頭適用范圍的情況，除地質條件外，其余條件超越范圍后若仍需要使用鎖口管接頭時，文中做了一些思考，但研究的還不夠深入，需進一步研究相關改進措施，提高接頭的抗剪切能力，抗滲漏能力。