地下连续墙

2020/1/213地下连续墙3.1.1概述一、地下连续墙发展概况地下连续墙是利用一定的设备和机具（如液压抓斗），在稳定液（泥浆或无固相钻井液）护壁的条件下，沿已构筑好的导墙钻挖一段深槽，然后吊放钢筋笼入槽，浇注混凝土，筑成一段混凝土墙，再将每个墙段连接起来，而形成一种连续的地下基础构筑物。地下连续墙起源于欧洲，1938年，意大利米兰首先进行了壁板式地下连续墙施工试验。我国1958年在青岛月子口首次采用排桩式地下连续墙进行防渗。近几年来，在我国城市高层建筑工程中大量采用地下连续墙技术做地下深基础或地下室外墙（兼支护结构）。目前，地下连续墙成槽技术发展较快，主要施工设备有液压抓斗、双轮铣成槽设备、冲击式锯槽机、多头回转钻机、水力喷射成槽设备等；成槽工艺也不断发展。（1）开挖单元槽段；挖至设计深度并清除沉渣；（2）插入接头管，吊入钢筋笼；（3）导管浇注混凝土；（4）待混凝土初凝后拔出接头管；（5）逐段施工。二、地下连续墙施工过程3.1.2地下连续墙的类型一、按照成槽方式分1、槽板式：即向地下钻掘一段狭长深槽，吊放钢筋笼入槽，在稳定液护壁的条件下用导管进行水下混凝土浇注，形成一段单元墙体，之后将多个单元墙体连接起来，形成一道完整的地下连续墙。2、桩排式：即利用回转钻具成孔，吊放钢筋笼，浇注混凝土成单桩，再将相邻单桩依次连接，形成一道地下连续墙。3、组合式：是一种将槽板式和桩排式结合起来施工而建成的组合墙。槽板式地下下墙施工示意图桩排式下连续墙示意图（a）一字形相接排列；（b）交错相接排列；（c）一字形搭接排列；（d）间隔排列；（e）间隔排列；MIP为水泥加固土桩二、按照墙体填筑材料划分1、刚性混凝土：刚性混凝土指普通混凝土（或钢筋混凝土）、粘土混凝土和粉煤灰混凝土等。这类混凝土抗压强度高（5~354MPa），弹性模量大（15000~32000MPa），适合于做防渗、挡土和承重共同作用的地下墙体。若仅用于防渗作用，则其工程造价过高，且刚性混凝土在地基土水平力作用下，易发生局部开裂现象，致使抗渗能力反而降低。2、塑性混凝土：塑性混凝土是用粘土、膨润土等混合材料取代普通混凝土中大部分水泥而形成的一种柔性的墙体材料。3、自凝灰浆：自凝灰浆墙体材料是用水泥、膨润土、缓凝剂和水配制而成的一种浆液，在地下连续墙开挖过程中起到护壁泥浆的作用，槽孔开挖完成后，浆液自行凝结成低强度柔性墙体。4、固化灰浆：固化灰浆是在槽段造孔完毕后，向泥浆中加入水泥等固化材料，砂子、粉煤灰等掺合剂，水玻璃等外加剂，经机械搅拌或压缩空气搅拌后形成的防渗固结体。固化灰浆的凝结时间可控性好，固结体具有较好的防渗性能和抗侵蚀性能，与地基变形协调能力强，能充分利用槽孔内废泥浆，成本低，无污染。三、按功能要求进行分类1、临时性挡土结构：主要在基坑工程施工过程中起挡土和防渗的作用。2、永久性挡土结构：在开挖期作为基坑工程的挡土防渗结构，以后或者与主体结构侧墙以某种形式结合，作为主体结构侧墙的一部分，或者单独作为主体结构侧墙使用。3、防渗结构：用以隔阻渗水流，将水力梯度和渗流量控制在允许值之内。4、竖向承重结构：用作深基础地下墙支护的基坑（兼作地下室外墙）四、按照支护结构型式划分1、自立式地下墙挡土结构在开挖修建过程中不需设置锚杆或支撑系统，其最大的自立高度与墙体厚度和土质条件有关。一般在开挖深度较小情况下应用，在开挖深度较大又难以采用支撑或锚杆支护的工程，可采用T型或I型断面以提高自立高度。2、锚定式地下墙挡土结构一般锚定方式采用斜拉锚杆，锚杆层次数及位置取决于墙体的支点、墙后滑动棱体的条件及地质情况。在软弱土层或地下水位较高处，也可在地下墙顶附近设置拉杆和锚定块体3、支撑式地下墙挡土结构它与板桩挡土的支撑结构相似。常采用H型钢、钢管等构件支撑地下墙，目前包广泛采用钢筋混凝土支撑，因其取材，有时较方便，且水平位移较少，稳定性好，缺点是拆除时较困难和开挖时需待混凝土强度达到要求后才可进行。有时也可采用主体结构的钢筋混凝土结构梁兼作为施工支撑。当基坑开挖较深，则可采用多层支撑方式。4、逆筑法地下墙挡土结构逆筑法是利用地下主体结构梁板体系作为挡土结构的支撑，逐层逆行开挖，逐层进行梁板性体系的施工，形成地下墙挡土结构的一种方法。其工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙也是结构承重墙)或周围(地下墙只作为支护结构)施工地下连续墙，同时在建筑内部的有关位置浇筑或打下中间支承柱，作为施工期间底板封底前承受上部结构自重和施工荷载的支撑，然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，再逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构直至底板封底。喷锚支护南京地铁（火车站站）基坑广州龙口花苑A2栋基坑支护1、逐渐广泛地应用预制桩式或预制板式连续墙，这种连续墙墙面光滑、质量好、强度高。2、地下连续墙技术向大深度、高精度方向发展；国外已有将连续墙用于桥梁深基础施工的报导。3、聚合物泥浆已实用化，高分子聚合物泥浆已得到愈来愈多的应用，这种泥浆与传统的膨润土泥浆相比，可减少废浆量，增加泥浆重复使用次数。4、废泥浆处理技术得到广泛采用，有些国家可以达到全部处理后排放。3.1.3地下连续墙发展趋势1、能够适应不同的地质条件。从粘土、砂土直至卵石层，从第四系软土至硬质岩石都可以施工，深度可达50cm以上。即使在地下水位较高或极软弱淤泥质粘土层等地质条件极其复杂的情况下也能施工，不必采用降水措施，因而可以避免由于降水对临近建筑物的影响。2、施工时基本上无振动、无噪音，施工速度快、建造深度大，成槽精度高。3、施工净空小，能够合理地利用土地。由于地下连续墙施工时不需要放坡，与相邻建筑物仅需间隔0.5m甚至0.2m的距离，可在密集建筑群中进行地下工程和深基础施工，对临近建筑物和道路交通影响小。3.1.4地下连续墙的特点4、承载能力高，结构刚度大。由于其整体性、防渗性和耐久性好，又具有满足不同要求的强度和刚度，因此具有多种功能，可以做为地下主体结构的一部分，节省挡土结构的造价，可以用于高层建筑、地下轨道、地下储藏室、地下厂房、给排水构筑物、竖井、船坞、船闸、码头和水坝等工程。5、设备投资大，施工技术比较复杂。6、稳定液用量大，排渣、排浆工作繁重，环境污染较为严重。废浆池泥浆制备(新浆池)循环池沉淀池筑导墙挖槽清槽及清刷接头吊放接头管及钢筋笼浇灌架就位插入导管浇灌水下砼拔接头管泥浆排放槽板式地下连续墙施工流程图3.2槽板式地下连续墙施工技术一、导墙施工导墙可以采用钢筋混凝土浇筑而成，也可以采用钢结构，木板拼制导墙，砖砌导墙等。导墙宜采用现浇混凝土结构，也可以采用预制混凝土装配式结构。对于地质情况比较好的地方，可以直接施作导墙，对于松散层可通过地表注浆进行地基加固及防渗堵漏。1、导墙的作用（1）地下连续墙成槽机械的水平基准和深度测量基准；（2）储存泥浆，稳定槽内泥浆液面（3）为挖槽起导向作用（4）防止槽口塌方（5）作为钢筋笼和导管搁置的支点2、导墙的形式“[”型导墙直角梯形导墙“L”型导墙“Γ”型导墙铁轨方木钻机施工平台排渣平台浆砌石钢丝绳抓斗施工平台排浆坑回填土道路C15砼垫层C15砼枕木(上游)直角梯形导墙及平台施工平面布置图直角梯形导墙抵抗集中荷载和冲击荷载的能力较强，主要适用于冲击钻机造孔的防渗墙工程。当孔口发生局部坍塌时，这种导墙不易断裂，能避免钻机翻倒，有利于施工安全，目前经常使用的是直角梯形钢筋混凝土导墙。导墙各转角处需向外延伸，以满足最小开挖槽段及钻孔入岩需要。400mm400mm3、导墙施工的技术要求（1）导墙中心线与地下连续墙中心线一致。（2）导墙内墙面的净距应根据地下连续墙墙体设计厚度确定，其宽度一般比地下连续墙设计宽度大3～5cm。（3）导墙顶面应高出地面50～100mm，并应保证槽内泥浆液面高出地下水位0.5m以上；水边施工时，导墙顶高程应高出施工高水位0.5m以上。（4）导墙埋设深度为1.2～2.0m，墙厚0.1～0.2m。（5）导墙混凝土标号C20。（6）导墙施工接头应与地下墙设计接头错开，其安装接缝不得漏浆。（7）导墙应设变形缝，其间距可为20～40m，两片导墙的变形缝不宜设置在同一断面。（8）导墙应设置在较密实的土层上，其墙底应紧贴土面，不得漏浆。（9）导墙应具有足够的强度及稳定性，其截面尺寸应根据结构形式、地基条件和施工荷载通过计算确定，内墙面应采用垂直面。（10）现浇混凝土导墙拆模后或预制导墙安装后应在内墙面间及时加设临时支撑，支撑水平间距一般为2m左右，上下各一道。（11）混凝土养护期间，大型机械或重物不得在导墙附近作业或存放。（12）导墙的允许偏差应符合下列规定。a、内墙面与地墙纵轴线平行度误差为±10mm。b、内外导墙间距误差为±10mm。c、导墙内墙面垂直度误差为5‰。d、导墙内墙面平整度为3mm。e、导墙顶面平整度为5mm。4、导墙施工平整场地测量定位挖槽绑扎钢筋浇灌砼支立模板拆模设横支撑导墙开挖导墙支模混凝土浇筑导墙导墙成型二、泥浆制备地下连续墙成槽施工应采用泥浆稳定液，泥浆的作用是保护槽壁、携带岩粉和土渣、冷却成槽机具、润滑等。常用细分散、粗分散、不分散泥浆等作为地下连续墙的稳定液。泥浆的质量对地下墙施工具有重要意义，控制泥浆性能的指标有比重、粘度、失水量、pH值、稳定性、含砂量等。这些性能指标在泥浆使用前，在室内可用专用仪器测定。在施工过程中泥浆要与地下水、砂、土、混凝土接触，膨润土等掺合成分有所损耗，还会混入土渣等使泥浆质量恶化，要随时根据泥浆质量变化对泥浆加以处理或废弃。处理后的泥浆经检验合格后方可重复使用。三、开挖单元槽段挖深槽是地下连续墙施工中的关键工序，约占地下墙整个工期的一半。它是用专用的挖槽机来完成的。挖槽机械应按不同地质条件及现场情况来采用。目前国内外常用的挖槽机械有：抓斗式、冲击式、回转式我国当前应用最多的是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗及回转式多头钻等。挖槽是以单元槽段逐个进行挖掘的，单元槽段的长度除了要考虑设计要求和结构特点外，还需考虑地质、地面荷载、起重能力、混凝土供应能力及泥浆池容量等因素。施工时发生槽壁坍塌是严重的事故，当挖槽过程中出现坍塌迹象时如:泥浆大量漏失、泥浆内有大量泡沫上冒或出现异常扰动、排土量超过设计断面的土方量、导墙及附近地面出现裂缝沉陷等，应首先将成槽机械提至地面，然话迅速查请槽壁坍塌原因，采取抢救措施，以控制事态发展，四、混凝土墙体浇筑1、吊放接头管地下墙一般分段浇筑，墙段间需设接头。墙段接头的要求随工程目的而异，作为基坑开挖时的防渗挡土结构，要求接头密合不夹泥;作为主体结构侧墙或结构一部分时，除了要求接头防渗挡土外，还要求有抗剪能力。常用的墙段接头有以下几种:接头管接头：这是日前应用最普遍的墙段接头形式。接头箱接头：可以使地下墙形成整体接头，接头的刚度较好，具有抗剪能力。此外还有隔板式接头等。2、吊放钢筋笼3、灌注混凝土在放下钢筋笼后即可用反循环（或正循环）方式清净槽底，然后立即安装导管，浇灌水下混凝土。由于泥浆的粘度和比重较大，因此对混凝土级配和流动性要求较严。每一槽段的混凝土应在初凝前（约3小时）内连续浇灌完毕。地下墙的每道工序，都应严格检查，保证施工质量。对于长度超过4m的槽段宜用双导管同时浇筑，其间距根据混凝上和易性及其浇筑有效半径确定，一般为2～3.5m，最大为4.5m。每个槽段混凝土浇筑速度一般为每小时上升3～4m。4、拔出接头管3.3SMW地下连续墙施工一、概述1.工作过程SMW(SoilMixingWall)工法是用多轴长螺旋钻孔机在土层中钻孔，在钻孔的同时通过钻杆从钻头端部注入水泥浆和高压空气，在原位置上建成一段水泥墙，然后再进行第二段墙施工，使相邻的水泥墙彼此有重合段，连续施工形成连续墙，并按墙功能在墙体中插入加强芯材的。SMW工法连续墙于1976年在日本问世，据统计，至1993年7月，该法在日本各地施工已达1216万m2，约合800万m3,约占全日本用各种工法施工地下连续墙的50%左右。该法已在我国台湾地区以及泰国等东南亚国家和美国、法国许多地方广泛应用。2.SMW工法的特点（1）施