浅谈地下连续墙H型钢接头在实际施工中应用

2023年12月27日发(作者：嫉妒的近义词)

·76·2016年4月 第25期 工程施工 工程技术ꢀ浅谈地下连续墙H型钢接头在实际施工中应用

王 敏

中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，上海 201206

摘要：主要通过上海市虹口区提篮桥街道66街坊综合开发项目工程实例，并结合以往多个工程项目实际经验，简要阐述了在周边环境复杂地段选用H型钢作为地下连续墙接头的施工优点。希望这些成功实例为今后类似项目的施工提供一些实践基础。

关键词：地下连续墙接头；H型钢；周边环境；碎石黏土袋

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2016）25-0076-02

绪论

随着建筑工程地下空间的发展，地下工程支护体系的形式也呈现出多样化趋势。地下连续墙接头形式可分为柔性接头与刚性接头，其中刚性接头主要以H型钢接头和“十”字钢板接头为主要形式，其中H型钢接头具有刚度大、受力好、砼绕流路径长、便于刷壁、止水效果好、型钢腹板背部空腔内可不使用接头箱等优点，在本工程中得到广泛的应用。

1 工程概况

上海市虹口区提篮桥街道66街坊综合开发项目位于上海市虹口区西安路以南、商丘路以西、旅顺路以东、东长治路以北。总用地面积：13372.8m2，总建筑面积9.99万m2。

拟建建筑物主要为2幢高层（18F）、2F商业和地下车库，地下设有4层地下室，桩筏板基础。基坑面积为1.1万m2，开挖深度为20～23m，围护墙及土体加固包括1.2m厚41～45深地下连续墙和1m厚41～45m深地下连续墙，咬合桩，SMW工法桩、高压旋喷桩、三轴搅拌桩、立柱桩等。

2 周边环境

拟建场地地处市区繁华地段，原有建筑物已拆除，现场较为平坦，场地已硬化。

1）基坑东侧。地下室外墙线与该侧基地红线的最近距离9.6m，红线外为商丘路。商丘路东侧分布有上海海员医院，该医院为优秀历史建筑物，地下室外墙线距离其最近距离约为29.7m。

2）基坑北侧。地下室外墙线与该侧基地红线的最近距离2.9m，红线外为西安路。西安路北侧分布有宇泰公寓（8～14F，桩基础，无地下室）和多幢多层建筑物（2～4F，天然地基），地下室外墙线距离建筑物最近距离约为16.5m。

3）基坑西侧。地下室外墙线与该侧基地红线的最近距离2.9m，红线外为旅顺路，旅顺路西侧为待拆建筑物。

4）基坑南侧。地下室外墙线与该侧基地红线的最近距离3.2m，红线外为东长治路。基坑南侧红线外分布有地铁12号线，本工程地下室范围对应处为地铁12号线的国际客运中心车站及相应区间隧道（国际客运中心站-天潼路站），地下室边线距离地铁12号线车站的最近距离约为39.3m，地下室边线距离区间隧道的最近距离约为41.6m。此外，场地东南角外分布有地铁12号线国际客运中心车站4号出入口，二者最近距离约3.1m。东长治路南侧为在建工地（已出地面）。

从上述情况可见，基坑周边环境非常复杂：周边管线密集，交通繁忙，且基坑邻近轨道交通12号线区间隧道。综上所述本基坑安全等级为一级。

3 基坑围护分区支护体系设计概况

1）A区支护体系：采用地下连续墙围护结构，B区与A区之间分隔围护墙体采用1000厚/1200厚地下连续墙，墙长41.0/43.0m，1000厚地下连续墙采用柔性（锁口管）接头（B-1、B-2、B-3区与A区分隔墙），1200厚地下连续墙采用H型钢接头（B-4区与A区分隔墙）；其余区域围护墙体采用1000厚地下连续墙，墙长41.0/43.0/45.5m，标准槽段长度6.0m，采用锁口管接头；

2）B区支护体系：采用地下连续墙围护结构，围护墙体采用1000厚地下连续墙，墙长43.0/45.5m，临地铁侧（B区外侧）均采用H型钢接头。如图1。

ꢀ图1 基坑围护分区示意图

4 施工难点

因本工程周边环境复杂，居民区较近，无法进行24小时连续施工，施工时间只能控制在每日6：00～22：00，尽量避免影响周边居民休息。

本工程工期紧，在无法进行连续24小时施工的情况下，完成本工程施工任务，必须在其他方面采取措施，在保证施工安全、质量的前提下，精简一些工序及持续时间。

5 H型钢接头主要施工方法介绍

H型钢接头通过先行幅钢筋笼伸出一定长度的H型钢翼缘到下一幅墙中能够承受一定的竖向剪力、水平拉力以及止水的作用。为了防止当前施工槽段的混凝土绕流到邻接槽段，通常采用在H型钢两边再增加安装止浆铁皮的办法来防止混凝土绕流。在H型钢腹板的背侧（施工槽段外侧），采用碎石袋及黏土袋回填，并采用特制“冲锤”分层压实，用以传递灌注砼时H型钢腹板所承受的侧向压力，压实后的碎石及粘土也减小了H型钢背侧空隙，防止少数绕流砼或水泥浆抱团结块，从而减小了对后续连接幅的成槽及刷壁影响，有利于两幅槽段的衔接和止水效果。

6 H型钢接头较“十字”钢板接头主要优缺点分析

6.1 优点分析

H型钢空腔侧的“[”型结构更易刷壁，亦可将成槽机抓斗伸入“[”型结构内进行抓铲淸壁，将绕流砼清理干净。如遇到不良地质情况，有孔壁坍塌出现，此时止浆铁皮加上H型钢翼缘长的优点，将起到很好的防绕流作用。在灌注砼前，向H型钢背侧回填黏土袋和碎石，并用特制的冲锤分层压实，到达防绕流及H型钢侧向受力传递效果，回填黏土袋可与安装砼导管同时进行，节省了安装、顶拔接头箱的时间；同时避免了顶拔接头箱时产生的顶拔噪音。（如图2-a）

施工过程中，止浆铁皮一般会出现下列问题：止浆铁皮接头过多，搭接长度不足。钢筋笼制作时，对已安装的止浆铁皮保护不善，焊渣烧穿铁皮，形成大量孔洞。压条钢筋焊接不牢固，钢筋笼吊装入槽时，压条钢筋松动、脱落，致使止浆铁皮与H型钢或“十”字钢板分离。因此，本项目H型钢翼缘宽度约50cm，在灌注砼时，砼绕流路径长，绕流通道狭窄，如不出现槽壁坍塌等特殊情况，将会很好杜绝砼绕流问题。如图2-b。

图2 H型钢接头与“十字”钢板接头防绕流分析

（下转第ꢀ81ꢀ页）ꢀ

工程技术 工程施工 2016年4月 第25期·81·ꢀ5.2 拱肋合拢安装

拱肋合拢段就位时，400t浮吊60m把杆，吊臂吊臂68°夹角情况下，最大起吊高度56m，起吊重量263吨；150t浮吊60m把杆，吊臂吊臂65°夹角情况下，最大起吊高度50m，起吊重量110吨；合计重量373吨＞1.2*303吨（合拢段重量），就位时把杆与拱肋最小距离大于1m，能满足中段吊装要求。

5.2.1 整体合拢思路

根据安装要求，在拱肋合拢分段吊装就位后需将合拢段与四个拱脚可靠连接、形成整体后方可浮吊脱钩。为降低合拢难度，提高合拢速度。合拢思路是：

1）拱脚与主拱合拢段在厂内进行预拼，预拼后焊接定位耳板。现场合拢采用定位耳板及销轴快速连接、定位。合拢时先进行西侧合拢口调整，就位后立即铰接，再进行东侧合拢口就位。东侧单耳板开孔为135*105长孔，以保证在拱脚及合拢段略有安装误差情况下仍能顺利合拢。2）合拢段下口及内侧采用定位马板临时固结，保证马板与系梁间焊缝的长度及焊脚高度，满足连接要求。3）合拢点较多，主拱有四个合拢节点，且内倾12°。中段合拢受合拢温度、制作及安装精度、吊装变形等因素的影响，有一定的不确定性。

5.2.2 吊装顺序

1）总体安装顺序。分段安装顺序采用先安装系杆及拱脚部分，在安装端横梁、中横梁及小纵梁，形成稳固的底盘，最后安装拱肋整体合拢段，形成成桥状态。2）钢箱胎架现场拼装顺序。浇筑拱脚及系杆拼装胎架，拼装拱脚和系杆。拱肋合拢段搭设拱肋合拢段胎架，拼装拱肋，拼装风撑，形成合拢段整体。3）拱肋合拢分段重量303t，焊接吊耳，采用两台浮吊6点吊装，经计算得吊耳最大承重68t，采用70吨级标准吊耳，材质Q345B。

5.2.3 安装工艺要求

1）胎架拼装时，一个节段焊接完毕后，切割一端余量，再拼装下一节段，逐节段拼装；2）拼装的纵横轴线采用全站仪进行控制，竖向采用水准仪确定高程。3）在必要位置切割一定数量的80cm*50cm的人孔，供人员进出焊接。控制人孔的数量。4）小纵梁焊接完成后，对四个拱脚的平面和竖向位置采用全站仪和水准仪结合测定三维位置，为拱肋合拢段整体拼装提供数据，确保拱肋整体合拢时就位准确。5）合拢段吊装前根据测量数据，测定合拢焊接口的余量。测量应保证温度相同的情况下连续测量，取多次测量结果的平均值为最终值。

6 安装效果

1）采用钢箱拱分节段出厂，履带吊胎架现场拼装，浮吊整体水上安装的施工方案，对航道和施工安全效果明显，整个施工过程中对航道的通航没有产生影响，施工操作安全，没有出现安全事故。2）这种大体积和面积的中厚钢板现场拼装的钢箱拱在安装、焊接过程中应力分布均匀，没有产生大施工变形。安装过程，由江苏省交通科学研究院股份有限公司采用光纤对钢箱拱的应力变化进行了实时监测。监控数据表明，桥梁的应力、应变状态良好。3）经过钢箱拱焊缝的无损检测和对桥梁线型测量，焊缝质量全部符合规范和设计要求；整桥中线偏差6mm，墩台处梁底标高偏差±5mm，桥面标高实测结果均满足规范和设计要求。

7 结束语

1）大跨度提篮钢箱拱单元件及分段结合出厂，现场胎架拼装，整体吊装施工方案的选择符合现场实际条件，对航道通行影响降到最低，经实践操作验证该方案的合理性。2）支撑体系选择主墩与副墩配合使用的搭设方法，既满足通航宽度的要求，也满足支撑体系整体稳定性要求。3）在安装过程中通过选用合理的吊装设备和安装顺序，使整体安装完毕后各项指标均符合设计及规范要求。4）安装过程中在短时间内封航，大大提高了工作效率，同时对施工安全和质量创造好的条件和环境。该方案的成功实施，为今后在黄金水道扩建中桥梁改造提供了参考。

参考文献

[1]王伟峰，崔锡根.钢箱梁吊装精度控制技术[J].钢结构，2011（1）：75-78.ꢀꢀ（上接第ꢀ76ꢀ页）ꢀ6.2 十字钢板接头在本项目中主要缺点

由于十字钢板中间有一块凸出的止水钢板，将影响刷壁质量，如果有绕流砼包裹，侧清理难度更大。在灌注砼前，须向十字钢板背面空腔内安装接头箱及黏土袋，来抵抗十字钢板侧向变形和防止砼绕流，灌注结束后，在砼初凝前须不停地顶拔、活动接头箱，费时且产生噪音。十字钢板多为现场加工，在场地小、资源紧张的情况下，对整体工期影响较大。在不考虑止浆铁皮作用的情况下，十字钢板接头地连墙在灌注砼时，砼绕流路径短，如果槽壁宽度稍比十字钢板的宽度大，极容易发生绕流，如果正好在坍孔处，隐患更大。如图2-c。

7 本工程H型钢接头开挖后效果（如下图3）

8 结语

图3 开挖后效果

基坑开挖后地下连续墙墙体干燥，接缝处无渗漏水，墙体变形小，满足地铁运营方对基坑变形要求，在基坑施工过程中墙体竖向变形累计不超过10mm，局部近地铁侧墙体测斜监测情况见下表：

ꢀ综上所述，对于本项目周边环境复杂、施工条件苛刻，采用H型钢作为地下连续墙接头施工相对较易，砼绕流路径长，清洗刷壁相对简单，H型钢刚度大，抗渗防水效果好。同时在本项目做了突破性改进，H型钢背侧空腔不采用接头箱，改为回填碎石黏土袋，分层压实，节约了大量时间，开挖后止水效果好，H型钢侧向位移小，整体垂直度好。

参考文献

[1]马仕.地下连续墙H型钢接头施工技术改进实践[J].施工技术，2014（10）：15.

[2]张恒忠.地下连续墙H型钢刚性接头变形的控制措施[J].建设监理，2013（7）：62.

[3]廉海平.地下连续墙H型钢接头防绕流施工措施探讨[J].科技情报开发与经济，2012（22）：4.ꢀ