_地下连续墙及逆作法施工工艺

《地下连续墙及逆作法施工》2012.31、连续墙的起源、发展及应用及优缺点2、连续墙的种类3、连续墙的施工工艺流程4、地下连续墙在逆作法施工中的应用地下连续墙施工1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点1.1、连续墙定义地下连续墙就是用专用设备沿着深基础或地下构筑周边采用泥浆护壁开挖出一条具有一定宽度与深度的沟槽，在槽内设置钢筋笼，采用导管法在泥浆中浇筑混凝土，筑成一单元墙段，依次顺序施工，以某种接头方法连接成的一道连续的地下钢筋混凝土墙，以便基坑开挖时防渗、挡土，作为邻近建筑物基础的支护以及直接成为承受直接荷载的基础结构的一部分。1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点1.2连续墙的起源地下下连续墙开挖技术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工，20世纪50~60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点1.3连续墙在我国的发展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，到目前为止，全国绝大多数省份都先后应用了此项技术，估计已建成地下连续墙120万~140万平方米。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。在它的初期阶段，基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发使用许多新技术、新设备和新材料，现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作主体结构，最近十年更被用于大型的深基坑工程中。1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点1.4、连续墙主要作用于以下几个方面（1）水利水电、露天矿山和尾矿坝（池）和环保工程的防渗墙（2）建筑物地下室（基坑）（3）地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站等）（4）市政管沟和涵洞1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点（5）盾构等工程的竖井（6）泵站、水池（7）码头、护案和干船坞（8）地下油库和仓库（9）各种深基础和桩基1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点1.5连续墙的优点：（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，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。（3）防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。（4）可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙。（5）可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋设件，很适合于逆做法施工。1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点（6）适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。（7）可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑维护墙，而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础，承受更大荷载。（8）用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构，是非常安全和经济的。（9）占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。（10）工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。1、连续墙的起源、发展及应用及优缺点1.6连续墙的缺点（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施工地质条件特殊，可能出现相邻墙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，相对于传统施工工艺方法所用的造价费用要高些。（4）在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。2、连续墙的种类2.1按成墙方式可分为：（1）桩排式；（2）槽板式；（3）组合式。2.2按墙的用途可分为：（1）防渗墙；（2）临时挡土墙；（3）永久挡土（承重）墙；（4）作为基础用的地下连续墙。2、连续墙的种类2.3按墙体材料可分为：（1）钢筋混凝土墙；（2）塑性混凝土墙；（3）固化灰浆墙；（4）自硬泥浆墙；（5）预制墙；（6）泥浆槽墙（回填砾石、粘土和水泥三合土）；（7）后张预应力地下连续墙；（8）钢制地下连续墙。2、连续墙的种类2.4按开挖情况可分为：（实际施工基本按照这个分类）（1）地下连续墙（开挖）；（2）地下防渗墙（不开挖）。3.连续墙施工工艺施工工艺流程输入泥浆泥浆排放或处理开挖补浆泥渣排除补进泥浆挖导沟筑导墙挖槽吸泥清底吊接头箱放钢筋笼插入导管浇筑混凝土钢筋笼制作浇灌机架就位泥浆排除铺设轨道组装挖槽机机架就位拔出接头管(箱)沉淀池1旋流器制备泥浆沉淀池2振动筛排渣循环泥浆施工工艺流程图d)e)f)g)a)b)c)3.连续墙施工工艺3.连续墙施工工艺3.1导墙施工导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构。主要作用是：保证地下连续墙设计的几何尺寸和形状；容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定；承受挖槽机械的荷载，保护槽口土壁不破坏，并作为安装钢筋骨架的基准。导墙深度一般为1.2～1.5米。墙顶高出地面10～15厘米,以防地表水流入而影响泥浆质量。导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位。3.连续墙施工工艺3.1.1导墙放线3.连续墙施工工艺3.1.2导墙开挖3.连续墙施工工艺3.1.3导墙钢筋绑扎3.连续墙施工工艺3.1.4导墙混凝土浇筑3.连续墙施工工艺3.1.5导墙成型3.连续墙施工工艺3.2、泥浆工程泥浆材料通常由膨润土、水、化学处理剂和一些惰性物质组成。泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止地下水的渗水和槽壁的剥落，保持壁面的稳定，同时泥浆还有悬浮土渣和将土渣携带出地面的功能。在砂砾层中成槽必要时可采用木屑、蛭石等挤塞剂防止漏浆。泥浆使用方法分静止式和循环式两种。泥浆在循环式使用时，应用振动筛、旋流器等净化装置。在指标恶化后要考虑采用化学方法处理或废弃旧浆，换用新浆。3.连续墙施工工艺泥浆工程流程图净化泥浆劣化泥浆新鲜泥浆配制新鲜泥浆贮存再生泥浆贮存振动筛分离泥浆施工槽段沉淀池分离泥浆旋流器分离泥浆粗筛分离泥浆劣化泥浆废弃处理加料拌制再生泥浆净化泥浆性能测试回收槽内泥浆3.连续墙施工工艺3.2.1泥浆池：3.连续墙施工工艺3.2.2泥浆分离系统3.连续墙施工工艺3.2.3泥浆护壁3.3成槽机械蚌式抓斗铲斗挖斗式冲击式凿刨式冲击式多头钻铣削式回旋式成槽机械3.3成槽机械3.3.1挖斗式蚌式挖斗486753213.3成槽机械3.3.1挖斗式蚌式挖斗施工过程（1）b)a)12c)d)123.3成槽机械3.3.1挖斗式蚌式挖斗施工过程（2）——钻抓结合13132a)b)3.3成槽机械3.3.1冲击式ISO冲击钻机9841265373.3成槽机械123410975683.3.1回转式挖槽机多头钻成槽机3.3成槽机械3.3.1回转式挖槽机铣削钻成槽机3.3成槽机械3.3.1回转式挖槽机铣削钻3.3成槽机械3.3.1回转式挖槽机铣削钻3.4地下连续墙接头3.4.1.接头管接头3.4.2.接头箱接头3.4.3.隔板式接头3.4.4.钢板组合接头3.4.5.预制块接头3.4地下连续墙接头3.4.1.接头管接头12432c)b)a)3154f)e)d)7891063.4地下连续墙接头3.4.2.接头箱接头d)c)b)a)21g)f)e)1c)b)a)121233443.4.地下连续墙接头a)1c)b)444113253223.4.3.隔板式接头3.4地下连续墙接头3.4.4.钢板组合接头TRETRE搭接长度1搭接长度TRETRE1搭接长度TRETRE13搭接长度1先施工单元TRETRE4先施工单元先施工单元先施工单元23.4地下连续墙接头3.4.5.预制块接头12a)51b)3c)14553.5钢筋工程3.5.1、网片加工：连续墙的钢筋网在现场整体制作，钢筋网按设计要求（包括钢筋网厚度、长度、各种钢筋规格及配置方式等）加工，钢筋网钢筋的连接方式采用搭接双面或单面焊缝焊接，接头位置相互错开，焊接接头的位置、数量和焊接质量按国家现行标准和有关规定执行，钢筋网制作完成（含预埋件安装）,由有关技术人员检验合格后进行安装。制作钢筋笼先确定导管位置，这部分空间上下连通3.5钢筋工程3.5.2吊装钢筋：吊装钢筋笼时，根据钢筋笼重量、尺寸及起吊方式和吊点布置，在钢筋笼内布置一定数量的纵向桁架。起吊时，顶部用一根横梁。起吊过程中钢筋笼不产生弯曲变形。为防止钢筋笼晃动，可系绳索人工控制。插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段中心，垂直准确插入槽内。钢筋笼插入槽内后，检查标高是否满足设计要求，然后搁置在导墙上。分段制作钢筋笼时，吊放时需接长，下段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直起吊，上下两段钢筋笼成直线连接。3.5.2吊装钢筋3.5.2吊装钢筋3.5.2吊装钢筋3.连续墙施工工艺3.6浇筑混凝土：地下连续墙具有水下浇注混凝土的特点，强度等级不应低于C20，砼的级配满足结构要求和水下砼施工要求，比如流态砼的坍落度在15--20cm左右，有良好的和易性和流动性，用导管在泥浆中浇注。导管数量与槽段长有关，槽段长小于4m，导管1根；大于4m，2根或2根以上。导管内径为粗骨料的8倍左右，不得小于粒径的4倍，导管间距，用150mm导管，间距2m，用200mm，间距3m。3.6浇筑混凝土导管下口插入砼深度应控制在2--4m，不宜过深过浅，插入深度大，砼挤土的影响范围大，深部的砼密实、强度高。容易使下部沉积过多粗骨料，面层砂浆较多。导管浅，混凝土是推铺式推移，泥浆容易混入，影响砼强度。导管插入深度不宜小于1.5m，不宜大于6m。当浇注顶面砼时，可减少插入深度，减低灌注速度。浇灌过程中，导管不能做横向运动，不能长时间中断，一般是5--10min，保证均匀性混凝土顶面需要比设计标高超浇0.5m以上。3.6.1导管3.6浇筑混凝土3.6浇筑混凝土3.6.2安装导管3.6.3混凝土浇注1768315槽段顶部槽底424ma)b)22910500＜1000＜100050093.6浇筑混凝土4.地下连续墙在逆作法施工中的应用4.1逆作法施工工艺流程4.2逆作法的特点4.3逆作法尚待解决的问题4.4地下连续墙的应用4.1逆作法施工工艺流程i)h)g)f)e)d)c)b)室外地面a)地下一层底板底板底±0.00±0.00±0.00室外地面地下一层底板室外地面4±0.00±0.00±0.00±0.0053214.2逆作法的特点1.有利于基坑周围环境的安全稳定；2.可不同程度地缩短施工总工期；3.地下结构设计更加合理；4.改善了施工现场的场地限制；5.具有明显的社会效益和经济效益。4.3逆作法尚待解决的问题1.软土中支承柱与地下连续墙的差异沉降施工控制；2.地上、地下施工层数的确定；3.中柱桩的定位及垂直度控制；4.“两墙合一”的后浇混凝土墙施工；5.土方开挖方法的改进。4.4地下连续墙的应用连续墙与“逆做法”施工结合起来，地下连续墙为基础墙，地下室梁板作支撑，地下部分施工可自上而下与上部建筑同时施工，将地下连续墙筑成挡土、防水和承重的墙，形成一种深基础多层地下室施工的有效方法。地下连续墙和逆作法施工方法，收到了很好的经济和社会效应，说明对于较大的软土地基深基坑，利用地下连续墙和“逆作法”施工是十分有效的。上海地区在此方面已形成较成熟的施工工艺，但还有许多技术难点有待完善，例如地下连续墙的渗水问题，不均匀沉降问题等。4.4地下连续墙的应用谢谢！