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1、随着现代海运业的发展，特别是载货量的增 大和装卸能力的提高，对码头的承载力及规模要 求也越来越高。码头的结构形式也在由传统的结 构形式向多元化发展。油轮及天然气码头由近岸 向离岸发展，因此，可以满足 30 万吨级大型油轮 （VLCC ） 停靠，通过海底管线连接后方的工作平台 与系船墩组合的码头结构得以大量应用；集装箱 运输具有运送量大、对货物的损坏小、节约包装 材料等诸多优点，使大型沉箱重力式码头和高桩 梁板式码头得到了广泛的发展和应用；另外一种 就是板桩码头，因其结构整体稳定性和耐久性差， 所以在大型码头中使用越来越少。对于桩基加梁 板式码头的结构，应用较多的主要有钢管桩和混 凝土桩两种。而
2、 T 型地下连续墙基础码头作为桩 基码头的变异，因其施工设备的特殊性，国内并 未有应用。但随着社会的发展及人类活动的加剧， 特别是海洋工程的繁荣，在地质条件较差的区域 建设和发展码头成为可能。地下连续墙基础码头 因其在陆地上施工，适合于各种地质条件，减少 了大量水上作业，是一种新型的码头结构形式。 1概况 地下连续墙施工起始于 50 年代的意大利，先 后在法国、德国、苏联等欧洲国家得到应用，日 本也在之后引进了这种技术。1958 年，我国水电 部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝 防渗墙1。目前，地下连续墙已成为地下工程和深 基础施工中的有效施工方法。由最初单纯的用于支 护结构，逐渐发展
3、成既作支护又作地下室结构外 墙，再发展成为主要的承载结构，收到了很好的效 果。我国的一些重大地下工程和深基础工程是利用 地下连续墙工艺完成的，如广州地铁、广州花园酒 店、北京王府井宾馆等高层建筑深基础工程，都应 用了地下连续墙。我国目前施工的地下连续墙，最 深的超过 40 m，国外施工的地下连续墙，最深的 则超过 140 m，垂直精度达到 1/2 000。 T 型地下连续墙在码头结构中的应用 焦绪学 （ 中交第四航务工程局有限公司二公司， 广东 广州 510300 ） 摘要：结合 T 型地下连续墙在埃及塞得东港中的成功应用，介绍了此项施工工艺，为类似结构的施工提供参考。 关键词：地下连续墙；码
4、头；成槽；施工工艺 中图分类号：U 655.54+4.6文献标志码：B文章编号：1002-4972 （2010 ） 06-0041-04 Application of T-shaped diaphragm wall in quay structure JIAO Xu-xue (The 2nd Company of CCCC 4th Harbor Engineering Co., Ltd., Guangzhou 510300, China) Abstract:The paper gives a description of the construction method and techniqu
5、e based on the successful application of T-shaped diaphragm wall in Port Said East Port Container Terminal in Egypt, which may serve as reference for the construction of similar structures. Key words:diaphragm wall; quay; trenching; construction technique 收稿日期：2010-02-27 作者简介：焦绪学(1977)，男，工程师，从事港口与航道
6、工程施工管理工作。 2010 年 6 月 第 6 期总第 442 期 Jun. 2010 No. 6Serial No. 442 水运工程 Port & Waterway Engineering 水运工程2010 年 地下连续墙主要用于建筑物的地下室、地下 停车场、地下街道、地下铁道、地下道路、泵站、 地下变电站和电站、盾构等工程的竖井、挡土墙、 防渗墙、地下油库、各种基础结构等。其结构形 式多为一字型、L 型和 T 型。T 型地下连续墙施工 难度最大。而 T 型地下连续墙在码头上的成功应 用，是地下连续墙发展的一个很好的方向。 2工程介绍 埃及塞得东港二期水工工程位于埃及苏伊士 运河北端，北
7、临地中海。主要包括 1 200 m 长码 头岸线，岸吊轨道、系船柱、护舷和相关的码头 配套设施；码头前沿水深-17.5 mCD （ 将来要加深 到-18.5 mCD ），包括所必须的疏浚工作以及码头 南边的 100 m 护岸等。 码头主体工程基础部分采用地下连续墙结构， 宽度为 0.8 m，底高程为-55 m。标准段平面布置 见图 1。 3施工流程 施工流程见图 2。 图 1标准段平面布置 图 2施工流程 4主要施工工艺 4.1导墙 导墙是地下连续墙成槽必须的辅助工程，对 于确保成槽设备的安全以及成槽位置的准确度、 槽壁的垂直度和精度起关键作用2。其结构形式多 为钢筋混凝土结构，亦有采用钢制装
8、配结构的。 本工程因地质条件较差，表层土为回填土，混有 粉质黏土及黏土团，加之毗邻苏伊士运河，为防 止导墙偏移及下陷导致事故，采用型导墙。施 工时先浇注下层底板，然后浇注立板，回填后浇 注上层顶板 （ 图 3 ）。 4.2泥浆制备 泥浆作为保持地下连续墙施工中槽壁稳定 的支护浆体，是防止槽壁塌孔、保证顺利成槽 的关键。本工程成槽深度达 58 m，如果没有很 好的泥浆，势必造成成槽过程中塌孔现象的发 生。为此，在采用 5%膨润土泥浆的基础上，添 加 1%的重晶石粉，使泥浆比重由 1.08 增加至 1.2 左右，同时添加 CMC 以增加黏性及悬浮能 力。泥浆循环利用，通过滤砂机除砂，可以保 证 7
9、0%以上的泥浆得到重复利用。其主要性能 参数见表 13。 图 3典型导墙断面 42 第 6 期 表 1泥浆主要参数 性能密度/ （ g mL-1）马氏黏度/s失水量/ （ mL 30min-1）PH 值含砂率/%泥皮厚度/mm 过程 新浆1.10325030711/3 重复利用1.25326050712/6 建筑混凝土前1.153250/4/ 表 2设备主要参数 成槽厚度/m成槽深度/m最大提升力/kN抓斗重量/t总重量/t张闭斗时间/s纠偏装置 宝峨 GB34 成槽机0.351.56034091950610重力纠偏和强制式纠偏 金泰 SG35A 成槽机0.31.26035091858610重
10、力纠偏和强制式纠偏 金泰 SG40A 成槽机0.351.57040015226389重力纠偏和强制式纠偏 宝峨 BC-30LJ 铣槽机0.351.560 性能指标 型号 4.3成槽 4.3.1设备选型 地下连续墙从出现至今，施工设备从单一到 多元化发展，发展到现在比较成熟的技术是液压 抓斗、铣槽机等，施工设备正朝着更深更宽的方向 发展。因本工程成槽数量多，开挖量达到 17 万m3， 工期紧，要求在 15 个月内完成，成槽深度达到 58 m，一般的冲击钻式成槽工艺简单、费用低，但 效率亦较低，为满足工期需要，设备锁定为成槽速 度较快的液压抓斗和铣槽机。表 2 是几种设备的主 要参数。 从表 2
11、中可以看出，这几种设备都能满足成 槽的需要，但因此工程所在地地质含有较厚的软 弱淤泥层，容易造成铣槽机的堵管，不适合铣槽 机“吃硬不吃软”的特性。而宝峨产品的价格与 国产金泰的差别又较大，加之国产设备质量的大 幅度提升，从技术经济的角度出发，最终选用金 泰 SG35 和 SG40A 成槽机。 4.3.2开挖顺序 由于码头前后轨道梁下的地下连续墙的深度 不同，T 型墙深 58 m，而之间的一字墙则为海测 深 35 m，陆侧深 15 m。因此开挖的顺序对成槽的 控制，特别是预防塌孔至关重要。经过试成槽， 确定施工顺序为先 T 型墙后一字墙，如图 4 所示。 4.3.3成槽 一字墙的施工工艺与一般的
12、地下连续墙相同， 施工难度较小。而 T 槽的施工，稍有不慎，则可 能造成整个槽的坍塌，特别是 T 型槽的内阳角处， 在开挖过程中容易造成土体的整体坍塌。同时， 由于较深，垂直度的控制也相当重要，为此，采 用金泰 SD-28W 旋挖钻机进行引孔，确保垂直度， 然后采用液压抓斗开挖。 T 槽开挖顺序为：旋挖钻引孔至锁扣管深 度抓斗开挖第一抓开挖第二抓开挖中间， 形成安装锁口管阶梯开挖 T 后一抓开挖阳角 后成槽。见图 5。 4.3.4清孔 地下连续墙的清孔，一般采用正循环和反循 环两种方法。反循环可以采用孔底泥浆泵反循环 和气举反循环。本工程中，因清孔数量大，需要 在 68 h 内完成泥浆的处理，
13、达到混凝土浇筑要 求，因此采用效率较高的气举反循环。采用 6 m3 空压机，通过气管与清孔管连接，举出的泥浆经 过滤砂机脱砂后可重复使用。如下图所示 （ 图 6 ）。 4.3.5钢筋笼安装 钢筋笼在钢筋加工场内制作，分 36 m 和 22 m 图 4地连墙开挖顺序 图 5T 槽开挖顺序 焦绪学：T型地下连续墙在码头结构中的应用 43 水运工程2010 年 图 6清孔过程 两节运至现场，由 180 t 和 150 t 吊机配合安装。起 吊钢筋笼采用专用的钢筋托架，待 180 t 和 150 t 吊 机同步将钢筋笼和托架提升至大约 75角时，180 t 吊机提起钢筋笼与托架分离，吊入清好孔的槽内
14、（ 图 7 ）。 4.3.6灌注混凝土 水下浇筑混凝土的关键是控制混凝土的坍落 度、流动性和初凝时间，同时，保证浇筑导管的 密封。本工程水下混凝土为 C50，单次最大浇筑 量达 280 m3，为确保浇筑混凝土的质量，混凝土 须在 10 h 内浇筑完成。因此，采用 2 根 准250 mm 的浇筑导管同时浇筑4，如图 8 所示。 5常见问题与处理方法 5.1槽壁稳定性控制 因本工程是一期码头的扩建，需对一期南 端的船舶停靠深水区进行回填。为防止回填土 的液化，回填材料采用沙、石、土按 442 的比 例混合后回填。但因为石料和沙的比例较大， 给地下连续墙的施工造成了困难。为了不至于 在成槽时造成塌孔
15、和泥浆流失，采用三一三轴 搅拌桩在墙体周围进行加固，从而确保了槽壁 的稳定 （ 图 9 ）。 5.2塌孔 施工过程中，因需要穿越较厚的粉细砂层， 曾出现过成槽后钢筋笼不能安放下去的情况。主 要原因可能是塌孔引起的，为此采取了以下措施： 1 ） 抬高作业平台，使平台高程超过地下水高 程 1.6 m，从而增加槽内泥浆压力； 2 ） 添加重晶石加大泥浆的比重，增加泥浆的 黏度及凝胶强度，添加 CMC 增加泥浆的粘度和屈 服值，改善泥皮性能； 3 ） 取出钢筋笼，回填拌有水泥的土料，待达 到一定强度后重新开挖； 4 ） 在分段成槽过程中，控制大型机械对分段 周边的扰动，减少分段周边的堆载，尽量减少外
16、部荷载对槽壁稳定性的影响。 采取以上措施，大大消减了塌孔对成槽作业 的影响，确保了成槽的稳定性。 5.3成槽倾斜 成槽倾斜是地下连续墙施工过程中经常遇到的 问题。随着技术的进步和工艺的改进，主动调控装 置在成槽设备上被广泛采用。为了适应本工程的地 质条件，选用了 22 t 的抓斗，依靠本身的重量来增 图 7钢筋笼吊放 图 8T 槽混凝土浇筑导管布置 图 9搅拌桩加固槽壁 （ 下转第 48 页 ） 44 水运工程2010 年 加垂直度。同时，抓斗上具有液压调整推板，当发 生偏斜时，可以通过驾驶室内的显示器实时反映， 从而及时调整，通过这些措施，确保了垂直度达到 1/2001/170，满足英标的
17、1/150 的要求。 6结语 经过近 60 年的发展，地下连续墙已经从单一 的一字型结构形式向更多的形式发展，如 L 型、Z 型、T 型等，其功能也由单一的支护向作为承重 的结构物或混合结构演变。而 T 型地下连续墙在 埃及塞得东港的成功应用，是 T 型地下连续墙作 为深层承重结构又一方向，其在 20 个月内完成 1 200 m 共 4 个超巴拿马集装箱码头的效率，不仅 大大提高了施工速度，而且有效节约了建设成本， 为国内集装箱码头的开发和发展提供了又一选择。 参考文献： 1从蔼森. 地下连续墙的设计施工与应用M. 北京: 中国水 利水电出版社, 2000. 2建筑施工手册编写组. 建筑施工手
18、册M. 4 版. 北京: 中 国建筑工业出版社, 2003. 3Institution of Civil Engineers. ICE specification for piling and embedded retaining Retaining walls, Second edition, 2007S. 4郭艳成, 李建伟. 双导管法灌注水下混凝土桩基J. 山 西水利科技, 2002(4): 23-24. （ 本文编辑郭雪珍 ） （ 上接第 44 页 ） 4结论及建议 1 ） 从 2 种检测方法的应用情况看，在 PHC 管桩大批量工程桩施工前先期进行试桩，并对试 桩打桩过程中采用高应变动
19、测法进行沉桩监测， 可适时了解打桩应力的大小以及桩尖抵达各土层 时的承载力，并为 PHC 管桩在该地区的合理打桩 参数确定以及地质适应性问题提供参考，对试桩 在一定休止期后进行高应变承载力测试与竖向抗 压静载试验，则可对高应变检测结果的可靠性作 进一步校核，并对该地区土层受打桩扰动作用的 程度作一合理评估。 2 ） PHC 管桩的竖向承载力判定方法主要有高 应变承载力测试与竖向抗压静载试验 2 种，每种 检测方法均有其优缺点：高应变检测在承载力确 定时其参数的选取受人为因素影响较大，往往存 在一值多解的情况；静载试验对承载力的判定虽 然最可靠，但设备笨重，检测周期长，费用较高， 且对港口码头工程而言，水上作业的难度更大。 因此，所选用的 PHC 管桩承载力检测方法既应具 备较高的结果可靠性，又不能明显耽误施工工期。 试桩试验结果表明，经静载试验可靠性论证后， 高应变动测可在相似地质区域的 PHC 管桩承载力 判定中推广应用。 参考文献： 1史佩栋. 使用桩基工程手册M. 北京: 中国建筑工业出版 社, 1999. 2黄小文, 邓志深. PHC 管桩的施工和应用 J. 水运工程, 2006 （7 ） : 75-78. 3赖少华. PHC 管桩在福清江阴港区 15 万吨级码头工程 中的应用J. 福建建筑, 2004 （5 ） : 60-62. （ 本文编辑郭雪珍 ） ! 48