地下连续墙施工(终稿)

LOGO地下连续墙施工二〇一五年元月目录前言施工准备施工工艺过程地下连续墙施工前言地下连续墙工艺是近十几年来在地下工程和基础工程中正在发展和应用比较广泛的一项技术。地下连续墙施工，即在工程开挖土方之前，用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下每次开挖一定长度的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀后，将加工好的钢筋骨架用起重机械吊入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内灌注混凝土，一个单元槽即施工完毕。各个单元槽间由特制的接头连接，形成连续的地下钢筋混凝土墙。前言地下连续墙的分类如下:(1)按成墙方式可分为:桩排式、槽板式、组合式;(2)按墙的用途可分为:防渗墙、临时挡土墙、永久挡土(承重)墙、作为基础用的地下连续墙;(3)按强体材料可分为:钢筋混凝土墙、塑性混凝土墙、固化灰浆墙、自硬泥浆墙、预制墙、泥浆槽墙(回填砾石、粘土和水泥三合土)、后张预应力地下连续墙、钢制地下连续墙。前言地下连续墙的优点有很多,主要有:(1)施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工;(2)墙体刚度大,用于基坑开挖时,极少发生地基沉降或塌方事故;(3)防渗性能好;(4)可以贴近施工,由于上述几项优点,可以紧贴原有建筑物施工地下连续墙;(5)适用于多种地基条件;(6)可用作刚性基础;(7)工效高,工期短,质量可靠,经济效益高。前言地下连续墙的缺点主要有:(1)在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土,含漂石的冲积层和超硬岩石等)施工难度很大;(2)如果施工方法不当或地质条件特殊,可能出现相邻槽段不能对齐和漏水的问题;(3)地下连续墙如果用作临时的挡土结构,比其它方法的费用要高些;(4)在城市施工时,废泥浆地处理比较麻烦。施工前的准备工作一、施工现场情况调查1、机械进场条件调查除地形条件外，还需调查道路情况，尤其是道路宽度、坡度、弯道半径、路面状况和承载力等。以便解决挖槽机械和重型机械进场可能性。2、给排水、供电条件调查地连墙施工需要大量的水，挖槽机械、钢筋加工机具等需消耗大量电力，因而需要调查现有的供水、供电条件。3、现有建（构）筑物调查当附近有现有建（构）筑物时，要调查其结构高度和类型及基础刚度和类型，以便确定地连墙的位置、槽段长度、挖槽方法等。施工前的准备工作一、施工现场情况调查4、地下障碍物调查埋在地下的桩、废弃的钢筋混凝土结构、混凝土块状物、大块石、各种废弃的管道、管线、电缆等。二、工程地质及水文地质调查为使地下连续墙的设计、施工合理，必须事先对工程地质和水文地质做详细的调查。确定地连墙单元槽段长度、估计挖土效率、泥浆护壁的配合比、循环出土工艺等，都与地质情况密切相关。比如在深槽内挖土时，抓斗在槽内是靠自重切入土内，以钢索或液压设备闭合抓土，因此在土质坚硬时挖土效率会降低；在地下水位高的砂性土中，往往因槽内泥浆液面低或泥浆性能指标差，或因抓斗上下速度快引起泥浆溢流，或因槽壁受到地面施工设备振动等因素发生槽壁坍方。施工前的准备工作三、编制地下连续墙施工方案应在详细研究了工程规模、质量要求、工程地质及水文地质、现场周围环境、地下障碍物和施工作业条件后，编制地下连续墙的施工方案，一般应包括以下内容：1、工程规模、特点，工程地质及水文地质，周围情况及施工条件的说明；2、挖掘机械等施工设备的选择；3、导墙设计；4、单元槽段划分及施工顺序；5、护壁泥浆的配合比、泥浆循环管路布置、泥浆处理和管理；6、废浆处理和渣土的处理；施工前的准备工作三、编制地下连续墙施工方案7、钢筋笼加工、运输和吊装所用设备和方法；8、混凝土供应和灌注方法；9、供电和供水、排水设施；10、施工平面图布置：包括机械运行路线；出土运输路线和堆土处；泥浆制备和处理设备；钢筋笼加工及堆放场地；其他必要的临时设施等；11、工程施工进度计划、材料及劳动力供应计划；12、安全措施、质量管理措施和技术保证措施；13、必要的施工监测：槽壁垂直度及槽侧地面和建（构）筑物沉降，环境安全及环境卫生保护措施等。地下连续墙施工工艺运走挖导沟筑导墙挖槽吸泥清底吊放钢筋笼插入砼导管灌筑混凝土组装挖槽机械机械就位输入泥浆开挖过程补浆排除泥渣钢筋笼制作灌注机架就位置换出泥浆排除沉渣补进泥浆制备泥浆泥浆池振动筛旋流器分离出的砂石、土接头处理泥浆排放或处理地下连续墙施工工艺流程图地下连续墙施工——导墙施工1、导墙的作用⑴挡土墙：在地连墙成槽施工时，接近地表的土极不稳定，容易坍塌，而泥浆也不能起到护壁作用，因此导墙就起挡土墙的作用。一般在导墙内侧每隔1m加设上下两道木撑，防止导墙变形。⑵作为测量的基准：它规定了沟槽的位置，单元槽的划分，同时亦作为测量挖槽的标高、垂直度和精度的基准。地下连续墙施工——导墙施工1、导墙的作用⑶作为承重的支承：既是挖槽机械的支承，又是钢筋笼、接头管等搁置的支点。⑷存蓄泥浆：还可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。泥浆液面应始终保持在导墙面以下20cm，并高于地下水位1m，以稳定槽壁。此外，还可以防止泥浆漏失；阻止地表雨水流入槽内。地下连续墙施工——导墙施工2、导墙的形式常见导墙形式如下图所示。倒L形[形地下连续墙施工——导墙施工3、导墙施工施工顺序为：平整场地→测量定位→挖槽→帮扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模并设置横撑导墙配筋多为Φ12@200，水平钢筋必须连接起来，使导墙成为整体。导墙面至少高于地面约10cm，以防止地面水流入槽内污染泥浆。内外导墙面净距，应为连续墙厚＋4cm，允许误差±5mm；内墙面应平行与地连墙轴线，最大允许偏差±10mm；导墙顶面应水平，全长范围内高差应小于±10mm，局部高差应小于±5mm。导墙拆模后，应沿纵向每隔1m加设上下两道木撑，在导墙砼没到达设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行走，以防导墙受压变形。地下连续墙施工——泥浆护壁1、泥浆的作用⑴护壁作用泥浆具有一定的比重，泥浆在槽内对槽壁产生一定的静水压力，可抵抗作用在槽壁上的侧向水、土压力，相当于一种液体支撑，防止槽壁倒坍或剥落。⑵携渣作用泥浆具有一定的粘度，能将钻挖时的土渣悬浮起来，便于土渣随同泥浆一同派出槽外。⑶冷却和润滑作用冲击式钻机在泥浆中挖槽时，以泥浆作冲洗液，可降低钻头因连续冲击而引起的温度升高，又可润滑减轻钻具磨损。地下连续墙施工——泥浆护壁2、泥浆的成份⑴膨润土：钠膨润土或钙膨润土。⑵水：饮用水。⑶外加剂①分散剂：水泥中的Ca离子、土壤及地下水中的Na、Mg离子混入泥浆，会使泥浆比重增大，粘度和胶化倾向增大，泥皮形成能力降低，使膨润土凝聚而泥水分离，不仅影响施工进度，而且可能造成槽壁坍塌。提高膨润土颗粒的电位，中和阳离子，使膨润土颗粒又重新在泥浆中呈分散状态。常用的分散剂为：碳酸钠（Na2CO3）和碳酸氢钠（NaHCO3）。当掺加浓度较小时，效果较好；浓度过大反而会降低效果。地下连续墙施工——泥浆护壁2、泥浆的成份②增粘剂常用羧甲基纤维素（CMC），可起到提高泥浆粘度和屈服值；提高泥皮形成能力，有利于维护槽壁稳定；包围膨润土颗粒，具有胶体保护作用，防止水泥或盐类污染泥浆。③加重剂常用重晶石，对地下水位高或土压力很大，当泥浆和地下水之间的水位差不能保证槽壁稳定时，需加大泥浆的比重以维护槽壁的稳定。光靠增大膨润土浓度是不行的，就需添加加重剂。④防漏剂常用锯末、稻草末等。地下连续墙施工——泥浆护壁3、泥浆的质量控制指标项目名称新制备的泥浆使用过的循环泥浆粘度19s～21s19s～25s比重1.05~1.15＜1.25失水量＜10ml/30min＜20ml/30min泥皮厚度＜1mm＜2.5mm稳定性100%Ph值8~9＜11地下连续墙施工——泥浆护壁4、泥浆的制备与处理①配合比②泥浆制备包括泥浆搅拌和泥浆贮存。泥浆搅拌常用回转搅拌机，投料顺序如下：水→膨润土→CMC→分散剂→其他外加剂，由于CMC较难溶解，最好先用水将CMC溶解成1%~3%的溶液，再掺入泥浆进行拌和。为了充分发挥泥浆的作用，泥浆最好在充分溶胀之后再使用，搅拌后宜贮存3小时以上。浆液用途泥浆材料水膨润土纯碱CMC新制备泥浆配合比%100120.4~0.50.05~0.081m3用量kg/m310001204~50.5~0.8地下连续墙施工——泥浆护壁4、泥浆的制备与处理①泥浆处理泥浆处理的对象因挖槽方法而异：对泥浆循环挖槽方法，要处理挖槽过程中含有大量土渣的泥浆和灌注混凝土所置换出的泥浆；对于直接出渣挖槽的方法，只需处理灌注混凝土时置换出来的泥浆。所以泥浆处理分为土渣分离处理和污染泥浆的化学处理。A、土渣的分离处理（物理再生处理）：可用重力沉降和机械处理两种方式，共同使用效果最好。考虑到土渣沉淀会减小沉淀池的有效容积，沉淀池的容积应超过一个单元槽段挖土量的1.5~2倍。沉淀池要考虑泥浆制备、循环、再生、舍弃等工艺要求，一般分隔成几个，其间由埋管或开槽口处理。地下连续墙施工——泥浆护壁4、泥浆的制备与处理修建中的泥浆池地下连续墙施工——泥浆护壁4、泥浆的制备与处理①泥浆处理A、土渣的分离处理（机械处理）：利用振动筛与旋流器，使土渣与泥浆分离。地下连续墙施工——泥浆护壁4、泥浆的制备与处理①泥浆处理B、污染泥浆的化学处理（化学再生处理）：灌注混凝土置换出来的泥浆，因混入土渣和与混凝土接触而恶化。对上述泥浆一般采用加分散剂，再进行土渣分离处理。经化学处理的泥浆，用泥浆质量控制指标进行检验，可再补充掺入材料进行再生调制。5、泥浆的质量控制重点进行①泥浆比重；②泥浆粘度；③泥浆的泥皮形成能力（失水量、泥皮厚度）；④泥浆的含砂率；⑤泥浆的ph值。以上①~③是必须试验内容，④、⑤视需要而定。6、废浆处理地下连续墙施工——挖槽挖槽是地下连续墙施工中的关键工序，约占施工工期的一半。同时，槽壁形状基本上决定了墙体外形，是控制地下连续墙施工质量的关键之一。挖槽的主要工作，包括：单元槽段划分；挖槽机械的选择与使用；制订防止槽壁坍塌的措施与工程事故和特殊情况的处理等。1、单元槽段划分地连墙采用跳槽施工的顺序（相隔一个单元槽段）进行成槽施工组织。2、挖槽机械常用的挖槽机械，按照工作机理分为以下几种：12121地下连续墙施工——挖槽2、挖槽机械本项目使用液压抓斗槽壁机及冲击式钻机进行挖槽作业。挖槽机械冲击式挖斗式铲斗蚌式抓斗吊索式导杆式钻头冲击式凿刨式回转式单头钻多头钻地下连续墙施工——挖槽2、挖槽机械液压抓斗槽壁机地下连续墙施工——挖槽3、挖槽方法①直接抓槽对于深度较浅，或较松软的地层中。12123√×33地下连续墙施工——挖槽3、挖槽方法②钻抓法成槽当槽深较大，或地层较密实，难以直接抓槽时，可采用钻抓法成槽。其原理如下图所示。12A3B4C地下连续墙施工——挖槽3、挖槽方法③冲击成槽对于坚硬岩石等槽壁机无法施工的地层时，需用冲击钻机进行冲孔挖槽，冲击成槽不但适用于坚硬地层，对一般地层、卵石、砾石等亦适用。其排渣方式有泥浆正循环与反循环两种方式。成槽如下图示意：abcd1234512345abcd地下连续墙施工——挖槽地连墙成槽施工方法如下图所示：第一抓第二抓第一步：成槽机成槽注：岩石上部采用成槽机挖掘，抓斗宽度为2.8m，6m槽段分三抓，开挖外放为0.4m，开挖顺序为先两边后中间。第二步：冲击反循环钻机钻孔注：斜线阴影区域为第一批钻孔位置。第三步：冲击反循环钻机钻孔注：方格阴影区域为第二批钻孔位置。第四步：冲击反循环钻机钻孔注：小草阴影区域为第三批钻孔位置。第五步：冲击反循环钻机清孔注：填实黑影区域为清孔范围。第一抓第二抓第六步：成槽机成槽注：岩石冲孔后用成槽机挖掘，施工工艺同第一步。在岩层下部成槽机施工时，可将因冲击反循环钻机未清干净的位置清理干净。待成槽结束后采用反循环钻机清底。第一抓第二抓第一步：成槽机成槽注：岩石上部采用成槽机挖掘，抓斗宽度为2.8m，6m槽段分三抓，开挖外放为0.4m，开挖顺序为先两边后中间。第二步：冲击反循环钻机钻孔注：斜线阴影区域为第一批钻孔位置。第三步：冲击反循环钻机钻孔注：方格阴影区域为第二批钻孔位置。第四步：冲击反循环钻机钻