地下连续墙(施工工艺介绍)

地下连续墙施工工艺介绍主要内容第一部分地下连续墙的发展历史第二部分地下连续墙在国内的主要应用第三部分地下连续墙施工工艺的介绍第一部分地下连续墙的发展历史世界地下连续墙技术发展情况1、意大利1938年首次进行了地下连续墙的试验。2、1950年首次应用于意大利的SantanMalin大坝防渗工程（深达40米的截水止漏墙）。3、1973年法国索列丹斯公司首先研制了液压铣槽机。4、当前地下连续墙最发达的当属日本，90年代日本东京湾跨海大桥，川崎人工岛（厚2.8m，直径108m），地下连续墙深140m。5、其他如意大利、法国、德国等均位于地下连续墙技术发展的前列。中国地下连续墙技术的发展情况1、1957年，中国水利代表团考察考察了意大利地下连续墙技术，1958年在青岛月子口水库、北京密云水库建成了排桩式地下连续墙。2、1976年广东省首先将地下连续墙施工技术应用于工业与民用建筑基础。3、1979年，上海基础工程公司应用地下连续墙，建造上海港船厂港池试验成功。4、1963年上海为筹建地铁车站施工，进行槽壁法地下墙的试验研究（试用地质钻探设备配以抓斗作为挖槽机械）1974年，用普通抓斗挖槽进行地下连续墙试验。1984年引进日本制造的液压抓头成槽机组用于人民广场地下变电站工程的地下墙的成槽。中国地下连续墙技术的发展情况5、1980年应用地下连续墙为上海钢铁一厂的一号高炉解决沉碴池工程。6、1996年，我国首次引进一台BC30型液压铣槽机用于长江三峡二期工程。7、2004年上海轨道交通4号线修复工程地下连续墙厚1200㎜，地下连续墙深为65m。8、2006年南水北调穿黄工程地下连续墙厚1500㎝，深76.6m。地下连续墙施工的特点地下连续墙施工噪音、震动较小，对邻近地基和建筑物结构影响甚至微，故适宜在城市建筑密集和人流多及管线多的地域施工。第二部分地下连续墙在国内的主要应用上海环球金融中心基础工程第一阶段：54幅地下连续墙施工（2004年2月18日～4月23日）；第二阶段：几个槽段的地下连续墙补强（5月5日～6月4日）；第三阶段：基坑开挖（5月18日～9月5日）；第四阶段：桩头处理（9月8日～11月25日）；第五阶段：深坑开挖（11月25日～）。工程施工实践证明：最大变形只有0.03m，仅是同等基坑的30～50%，工程整体稳定性良好，对周边环境的影响也在规范规定的限值之内。中国银行总部大厦地下室墙为800mm厚地下连续墙结构，地下室四周设置预应力锚杆。采用筏基，底板厚16m～23m。润扬大桥拉锚运用地下连续墙武汉阳逻长江公路大桥南锚碇开挖照片上海中心大厦施工现场照片上海中心大厦钢筋笼吊装照片上海中心大厦浇筑底板照片第三部分地下连续墙施工工艺的介绍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常用沉槽设备介绍抓斗式沉槽机抓斗式沉槽机48675321特点：结构简单，易于操作维修，运转费用低，广泛应用在较软弱的冲积地层。不适用：大块石、漂石、基岩等不使用。当地的标准贯入度值大于40时，效率很低。冲击式成槽设备冲击式成槽设备冲击钻头特点：对地层适应性强，适用一般软土地层，也可使用砂砾石、卵石、基岩。设备低廉。缺点：效率低。液压铣槽机上海市基础工程有限公司双轮铣槽机HTS吊车悬管系统目前配备最大挖掘深度44m液压铣槽机铣削钻液压铣槽机纠偏板偏微器纠偏板泥浆泵铣轮驱动马达吸渣口铣轮液压铣槽机特点：最先进、工效快，适用不同地质条件，包括基岩。缺点：设备昂贵，成本高。不适用漂石、大孤石地层。2800Soil2.20m68002800120028003.Soil28006800280012002800已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段3,土壤挖掘順序每側0.3m套銑每側0.3m套銑2800二期槽澆注混凝土二期槽開挖2.80m已澆注混凝土一期槽段土壤2.20m2,一期槽1,一期槽已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段已澆注混凝土一期槽段3,土壤挖掘順序每側0.3m套銑每側0.3m套銑2800二期槽澆注混凝土二期槽開挖2.80m已澆注混凝土一期槽段土壤2.20m2,一期槽1,一期槽挖掘顺序多头钻成槽机123410975681－多头钻；2－机架；3－底盘；4－顶部圈梁5－机梁；6－电缆收线盘；7－空气压缩机多头钻成槽机特点：挖掘速度快，机械化程度高，但设备体积自重大。缺点：不适用卵石、漂石地层，更不能用于基岩。日本利根公司开发BW型多头钻机。地下连续墙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导墙导墙施工1、钢筋混凝土导墙分为现浇与预制两种，目前使用现场浇筑较多。但预制的导墙比现场浇筑的节省材料用量；在地下水位很高时，预制的导墙比现场浇筑的好。2、导墙应采用现浇混凝土结构，混凝土强度等级不应低于C20，厚度不应小于200mm。导墙应采用双向配筋，钢筋不应小于Φ12（HRB335），间距不应大于200mm，导墙形式见下图。导墙允许偏差项目允许偏差检查频率检查方法范围点数宽度（设计墙厚+30mm~50mm）＜±10mm每幅1尺量垂直度＜H/500每幅1线锤墙面平整度≤5mm每幅1尺量导墙平面位置＜±10mm每幅1尺量导墙顶面标高±20mm每幅1水准仪注：H表示导墙的深度。泥浆泥浆1.泥浆的功能(1)防止槽壁坍塌：泥浆从槽壁表面向土层内渗透到一定范围就粘附在土颗粒上，在槽壁上形成的泥皮(不透水膜)，使得泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止槽壁的剥落和坍塌，如右图所示。(2)悬浮土渣：如果不能迅速排掉在挖槽过程中形成的土渣，会使泥浆的阻力增大，降低挖槽效果，混凝土质量下降，钢筋笼也难以插入。科学地调制泥浆，可使土渣悬浮，通过泥浆循环将其携带出地面。泥皮(不透水膜)示意图泥浆2、泥浆材料的选择(1)膨润土的选择：选用可使泥浆成本比较经济的膨润土。预计施工过程中易受阳离子污染时，选用钙膨润土为宜。(2)水的选择：饮用水可直接使用。水质要求：钙离子浓度应不超过100ppm，以防膨润土凝结和沉降分离；钠离子浓度不超过500ppm，以防膨润土湿胀性过多下降；pH值为中性。超出这个范围时，应考虑在泥浆中掺加分散剂和使用耐盐性的材料，或改用盐水泥浆。(3)CMC的选择：泥浆中掺入CMC之后，提高泥皮的形成性十分明显。当溶解性有问题时，应选易溶的CMC。当有海水混入泥浆时，应选耐盐的CMC。CMC的粘度分高、中、低三档，粘度越高CMC的价格也高，但防漏效果很明显。泥浆(4)分散剂的选择：分散剂的作用是提高泥水分离性，防止和处理盐分或水泥对泥浆的污染。被水泥污染的泥浆选用碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)分散剂，分离效果较好。易被盐分污染的泥浆选用以腐殖酸钠或纸浆废液为原料的铁硼木质素磺酸钠分散剂效果较好。(5)加重剂的选择：加重剂的作用是增加泥浆密度，提高泥浆的稳定性。目前一般选用重晶石。在地下水位很高、地基非常软弱或土压力非常大时，槽壁稳定受到威胁，作为一种措施应在泥浆中掺入加重剂，增加泥浆的密度。(6)防漏剂的选择：防漏剂的作用是堵塞地基土中的孔隙，防止泥浆漏失。一般防漏剂的粒径相当于漏浆层土砂粒径10%～15%左右效果最好。泥浆3、泥浆制备的要求土层类型膨润土（%）增黏剂CMC（%）纯碱Na2CO3（%）黏性土8~100~0.020~0.5砂性土10~120~0.050~0.5泥浆配合比新拌制泥浆性能指标项次项目性能指标检验方法1比重1.03~1.10泥浆比重秤2黏度黏性土19s~25s500毫升/700毫升漏斗法砂性土30s~35s3胶体率98%量筒法4失水量30ml/30min失水量仪5泥皮厚度1mm失水量仪6pH值8~9pH试纸泥浆循环泥浆性能指标项次项目性能指标检验方法1比重1.05~1.25泥浆比重秤2黏度黏性土19s~30s500毫升/700毫升漏斗法砂性土30s~40s3胶体率98%量筒法4失水量30ml/30min失水量仪5泥皮厚度1mm~3mm失水量仪6pH值8~10pH试纸7含砂率黏性土4%洗砂瓶砂性土7%泥浆制备工厂泥浆工厂的内部泥浆池槽段划分与开挖单元槽段划分单元槽段指地下连续墙的施工时，沿着墙体长度方向把地下墙分成某种长度的施工单元。地下连续墙单元槽段长度取决于以下因素：①设计所要求的构造、形状(拐角和端头等)、墙的厚度和深度。②施工所要求的挖槽壁面的稳定性、对相邻结构物的影响、挖槽机的最小挖槽长度、混凝土拌和站的供应能力、泥浆储备池的容量、钢筋笼的质量和尺寸、作业场地占用面积和可以连续作业的时间限制。一般情况下以5～8m居多，但也可取10m或更大一些的情况。槽段划分和开挖1、单元槽段应综合考虑地质条件、结构要求、周围环境、机械设备、施工条件等因素进行划分。单元槽段长度宜为4m～6m。2、成槽前应进行槽壁稳定性验算。3、成槽宜采用液压抓斗式。成槽深度进入粉砂层（标贯击数N大于50击）的宜采用抓铣结合或钻抓结合的方法成槽。4、成槽机应具备垂直度显示仪表和纠偏装置，成槽过程中应及时纠偏。5、成槽后应检查泥浆指标、槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度等。刷壁和清基刷壁和清基挖槽过程中残留在槽内的土渣以及吊放钢筋笼时从槽壁上刮落的泥皮等都要堆积在槽底。挖槽结束后，悬浮在泥浆中的土颗粒也将逐渐沉淀到槽底。浇筑地下连续墙之前，必须清除以沉渣为主的槽底沉淀物，这项工作称为清底。清底的基本方法有置换法和沉淀法两种。置换法是在挖槽结束之后，立即对槽底进行认真清扫，在土渣还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内泥浆置换出槽外。沉淀法在土渣沉淀到槽底之后进行清底，一般是在插入钢筋笼之前或之后清底，但后者受钢筋笼妨碍，不可能完全清理干净。刷壁与清基刷壁器清基方式清除槽底沉渣的方法有：①吸泥泵排泥法；②空气升液排泥法；③带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法；④水轮冲射排泥法；⑤抓斗直接排泥法。在这些方法中，前三种是常用的方法，如图所示。清底方法刷壁与清基的要求1、成槽后，应对相邻段混凝土的端面进行清刷，刷壁应到底部，刷壁次数不得少于20次，且刷壁器上无泥。2、刷壁完成后应进行清基和泥浆置换。3、清基宜采用泵吸法使槽底沉渣及泥浆指标满足要求为止。沉槽质量要求地下连续墙成槽允许偏差序号项目测试方法允许偏差1深度临时结构测绳2点/幅0~100mm永久结构0~100mm2槽位临时结构钢尺1点/幅0~50mm永久结构0~30mm3墙厚临时结构20%超声波2点/幅0~50mm永久结构100%超声波2点/幅0~50mm4垂直度临时结构20%超声波2点/幅≤1/200永久结构100%超声波2点/幅≤1/3005沉渣厚度临时结构100%测绳2点/幅≤200mm永久结构≤100mm清基后泥浆指标清基后应对槽段泥浆进行检测，每幅槽段检测2处。取样点距离槽底0.5m~1.0m，泥浆指标应符合下表的规定。项目清基后泥浆检验方法比重黏性土≤1.15比重计砂性土≤1.20黏度（s）20~30漏斗计含砂率（%）≤7洗砂瓶地下连续墙接头接头形式12432c)b)a)3154f)e)d)789106接头管接头接头形式接头箱接头d)c)b)a)21g)f)e)1c)b)a)12123344接头箱现场照片拔接头箱照片接头管（箱）施工应符合下列规定：1接头管（箱）及连接件应具有足够的强度和刚度。2接头管（箱）进场后在首次使用前，应在现场进行组装试验。3接头管（箱）应露出导墙顶1.5m~2.0m以上。4接头管（箱）的吊装应垂直缓慢下放，严格控制垂直度。5接头管（箱）背后应填实。6接头管（箱）在混凝土灌注初凝后开始提升，每30min提升一次，每次50mm～100mm，应在混凝土终凝前全部拔出。7接头管（箱）起拔应垂直、匀速、缓慢、连续，不应损坏接头处的混凝土。8接头管（箱）起拔后应及时清洗