地下连续墙施工1.ppt

12:57,1,地下连续墙,diaphragm wall underground continuous wall,12:57,2,12:57,3,12:57,4,12:57,5,12:57,6,12:57,7,12:57,8,12:57,9,12:57,10,12:57,11,12:57,12,12:57,13,12:57,14,地下连续墙的历史,地下连续墙开挖技术起源于欧洲，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发展而来 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5060年代该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技术 1959年日本引进，现在日本在此技术上最为发达，已经累计建成了1500万m2以上 1958年我国应用于水利工程大坝防渗墙中，70年代起用于建筑工程，近几年在地下等工程广泛应用 目前地下连续墙的最大开挖深度为140 m，最薄的地下连续墙厚度为20cm,12:57,15,地下连续墙的定义,地下连续墙：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。,12:57,16,地下连续墙的应用,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 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,12:57,17,地下连续墙优点,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，可承受很大的土压力，安全可靠。 3.防渗性能好， 4.可以贴近施工。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 6.适用于多种地基条件 7.可用作刚性基础，取代桩、沉井、沉箱受力 8. 作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物防渗结构 9.占地少，充分利用建筑红线以内有限的地面和空间 10.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高,12:57,18,地下连续墙缺点,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，比其它方法所用的费用要高些。 4.在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。,12:57,19,地下连续墙分类,1.按墙体材料可分为： 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。 2.按成墙方式可分为： 桩排式；壁板式；桩壁组合式。 3.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。 4.按开挖情况可分为： 地下连续墙（开挖）；地下防渗墙（不开挖） 目前我国应用最多的是：现浇钢筋混凝土、墙壁板式用作临时挡土墙的地下连续墙,12:57,20,地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：在地面上采用专用挖槽机械设备，按一个单元槽段长度(一般68m)，沿着深基础或地下构筑物周边轴线，利用膨润土泥浆护壁开挖深槽 地下连续墙施工过程主要划分为三个阶段： 准备工作阶段 成槽阶段 浇筑混凝土阶段。,12:57,21,一.准备工作阶段,（1）施工现场情况调查 （2）水文地质情况调查 （3）制定施工方案,12:57,22,施工工艺流程,12:57,23,12:57,24,（一）导墙施工,地下连续墙成槽前先要构筑导墙，导墙是建造地下连续墙必不可少的临时构造物，再施工期间，导墙经常承受钢筋笼、浇注砼用的导管、钻机等静、动荷载的作用，因而必须认真设计和施工，才能进行地下连续墙的正式施工。,二.成槽阶段,12:57,25,12:57,26,导墙采用小钢模,12:57,27,12:57,28,导墙回填土,12:57,29,1.导墙的作用,(1).作为测量的基准 导墙与地下墙中心相一致，规定了沟槽的位置走向，可作为量测挖槽标高、垂直度的基准，导墙顶面又作为机架式挖土机械导向钢轨的架设定位。 (2). 挡土作用 由于地表土层受地面超载影响，容易塌陷，导墙起到挡土作用。为防止导墙在侧向土压力作用下产生位移，一般应在导墙内侧每隔12m架设上下两道木支撑。 (3). 重物支承台 施工期间，承受钢筋笼、灌筑混凝土用的导管、接头管以及其它施工机械的静、动荷载。 (4).存蓄泥浆 导墙内存蓄泥浆，为保证槽壁的稳定，要使泥浆液面始终保持高于地下水位一定的高度。大多数规定为1.252.0m。上海地区施工经验，使泥浆液面保持高于地下水位1.0m，一般也能满足要求。,12:57,30,2、导墙形式 形 适用于较差土层 形 适用于较好土层 形 适用于较差土层,12:57,31,2.导墙的 形式,导墙一般采用现浇钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构。,12:57,32,3.导墙的施工顺序,平整场地； 测量定位； 挖槽及处理弃土； 绑扎钢筋： 支立导墙模板，为了不松动背后的土体，导墙外侧可以不用模板，将土壁作为侧模直接浇注砼； 浇注导墙砼并养生； 拆除模板并设置横撑； 回填导墙外侧空隙并碾压密实,12:57,33,4.导墙的构造要求,导墙一般采用c20混凝土浇筑，配筋通常为1214200 ，水平钢筋连接成整体 导墙厚度150-200mm，墙趾200mm，墙深1.0-2.0m 导墙应高压地面100mm 地下墙两侧导墙内表面之间的净距，应比地下连续墙厚度略宽，一般为40mm左右。导墙顶面应高于地面100mm左右，以防雨水流入槽内稀释及污染泥浆。 现浇钢筋混凝土导墙拆模以后，应沿纵向每隔1m左右设上、下两道木支撑，将两片导墙支撑起来，在导墙的混凝土达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以防导墙受压变形。,12:57,34,（二）泥浆护壁,地下连续墙的深槽是在下进行挖掘的。 泥浆的费用占工程费用的一定比例 泥浆材料选用要因地制宜，就地取材,12:57,35,泥浆制备工厂,12:57,36,12:57,37,泥浆池,12:57,38,1.泥浆的作用,(1).护壁 泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁有一定的静水压力，相当于一种液体支撑。泥浆能渗入土壁形成一层透水性很低的泥皮，有助于维护土壁的稳定性。 (2).携渣 泥浆具有较高的粘性，能在挖槽过程中将土渣悬浮起来。可使钻头时刻钻进新鲜土层，避免土渣堆积在工作面上影响挖槽效率，又便于土渣随同泥浆排出槽外。 (3).冷却机具和切土滑润 泥浆既可降低钻具因连续冲击或回钻而上升的温度，又可减轻钻具的磨损消耗，有利于提高挖槽效率并延长钻具的使用时间,12:57,39,2.泥浆的成分,制作工艺： 制备泥浆 、自成泥浆 、半自成泥浆 成分： 膨润土泥浆、聚合物泥浆、cmc泥浆及盐水泥浆。,膨润土等矿物成分（%）,注：硅铝率=sio2/(al2o3+fe2o3)。 硅铝率4称为膨润土，4称高岭土。,12:57,40,3.控制泥浆性能的指标,1).密度: 泥浆密度取决于泥浆设计配合比中的固体（膨润土）物质的含量。我国采用膨润土拌制的泥浆的密度通常为1.031.045。 (2). 粘度: 泥浆的粘度采用漏斗粘度计测定。我国常用500/700方法，即用700ml容量的漏斗粘度计装满泥浆，测定从下口漏出500ml所需的时间（秒），作为泥浆的粘度指标。粘度指标控制范围为1930秒， (3).失水量和泥皮性质: 控制泥浆的失水量和使泥浆具有产生良好的泥皮的性质，是泥浆护壁作用的重要因素。通常对于新制泥浆要求失水量在10c.c./30分钟以下，泥皮要求致密坚韧，厚度不大于1mm。对循环使用中的泥浆，由于土砂颗粒的混入土及地下水中的钙离子等污染，性能会渐渐恶化，但要求控制在200c.c./30分钟及2mm以下。 (4).ph值: 施工中泥浆受水泥、地下水和土壤中的钙离子等金属阳离子污染，泥浆会失去悬液性质，产生凝絮化，起ph值升高。一般对新泥浆要求ph值为89，对使用中泥浆控制在11以内。 (5).稳定性: 检验泥浆本身的悬液结构和稳定性的指标。 (6).含砂量: 采用含砂量测定器测定。,12:57,41,4. 泥浆的工作状态,泥浆的工作状态可分为： 静置式、正循环式和反循环式。 在正循环和反循环中都以泥浆作为挖掘土砂的懈怠媒质，借泥浆流动将挖掘土砂运出槽外。,12:57,42,（三） 槽段开挖,开挖槽段是地下连续墙施工中的重要环节，约占工期的一半，挖槽精度又决定了墙体制作精度，所以是决定施工进度和质量的关键工序。地下连续墙通常是分段施工的，每一段称为一个槽段，一个槽段是一次混凝土浇筑单位。,12:57,43,1. 槽段长度的确定,槽段长度的选择，不能小于钻机长度，越长越好，可以减少地下墙的接头数，以提高地下连续墙防水性能和整体性。实际长度的确定，一般应考虑以下的因素： （1）地质情况的好坏：地层很不稳定时，为防止沟槽壁面坍塌，应减少槽段长度，以缩短造孔时间。 （2）周围环境：假使近旁有高大建筑物或较大的地面荷载时，为确保沟槽的稳定，应缩减槽段长度，缩短槽壁暴露时间。 （3）工地具备的起重机能力：根据工地所具备的起重机能力是否能方便地起吊钢筋笼等重物，决定槽段长度。 （4）单位时间内供应混凝土的能力：通常可规定每槽段长度内全部混凝土量，须在4小时内灌筑完毕。即 （5）工地所具备的稳定液槽容积：稳定液槽的容积一般应是每一槽段容积的2倍。 6）工地占用的场地面积以及能够连续作业的时间：为缩短每道工序的施工时间，应减小槽段的长度,12:57,44,2. 槽段平面形状和接头位置,作为深基坑的围护结构或地下构筑物外墙的地下连续墙，一般多为纵向连续一字形。但为增加地下连续墙的抗挠曲刚度，也可采用l形、t形及多边形，墙身还可设计成格栅形。 划分单元槽段应十分注意槽段之间的接头位置的合理设置，一般应避免接头设在转角处及地下连续墙与内部结构的连接处，以保证地下连续墙有较好的整体性。,12:57,45,3. 挖槽机械和槽段开挖,地下连续墙施工挖槽机械是在地面操作，穿过泥浆向地下深处开挖一条预定断面槽深的工程机械。由于地质条件不同，断面深度不同，技术要求不同，应根据不同要求选择合适的挖槽机械。 目前我国在施工中应用较多的是： 吊索式或导杆式（蚌式）抓斗机 钻抓斗式挖槽机 多头钻机,12:57,46,成槽机械,12:57,47,成槽机械,1 挖斗式 蚌式挖斗,12:57,48,1）吊索式或导杆式（蚌式）抓斗机 用于开挖墙厚4501200mm，深50m，土的标贯值50的地下连续墙。蚌式抓斗通常以钢索操作斗体上下和开闭，即索式抓斗。用导杆使抓斗上下，并通过液压开闭斗体，即导杆式抓斗。为提高挖槽垂直精度，可在抓斗的两个侧面安装导向板，也称导板抓斗,12:57,49,12:57,50,12:57,51,挖斗式 蚌式挖斗施工过程（1）,12:57,52,挖斗式 蚌式挖斗施工过程（2） 钻抓结合,12:57,53,2 冲击式 iso冲击钻机,12:57,54,12:57,55,3 回转式挖槽机 多头钻 成槽机,12:57,56,3回转式挖槽机 铣削钻 成槽机,12:57,57,3 回转式挖槽机 铣削钻,12:57,58,3 回转式挖槽机 铣削钻,12:57,59,12:57,60,1.2.3 钢筋混凝土施工1.2.3.1 地下连续墙接头,1.接头管接头 2.接头箱接头 3.隔板式接头 4.钢板组合接头 5.预制块接头,12:57,61,刷壁器,12:57,62,地下墙接头箱,12:57,63,1.2.3.1 地下连续墙接头 1.接头管接头,12:57,64,1.2.3.1 地下连续墙接头 2.接头箱接头,12:57,65,1.2.1.3 地下连续墙接头,3.隔板式 接头,12:57,66,1.2.3.1 地下连续墙接头 4.钢板组合接头,12:57,67,1.2.1.3 地下连续墙接头 5.预制块接头,12:57,68,1.2.3 钢筋混凝土施工1.2.3.2 钢筋笼吊升,12:57,69,12:57,70,12:57,71,12:57,72,12:57,73,12:57,74,12:57,75,为控制保护层的厚度，在钢筋笼的主筋上每隔4米设置一道定位器，沿钢筋笼水平方向每侧设两例,12:57,76,1.2.3 钢筋混凝土施工,1.2.3.3 混凝土浇注,12:57,77,12:57,78,12:57,79,1.2.3 钢筋混凝土施工,1.2.3.3 混凝土浇注,12:57,80,2. 逆作法,2.1 逆作法施工工艺流程 2.2 逆作法在我国的应用 2.3 逆作法的特点 2.4 逆作法尚待解决的问题,12:57,81,2.1 逆作法施工工艺流程,12:57,82,2.2 逆作法在我国的应用,12:57,83,2.3 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。,12:57,84,2.3 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。,12:57,85,逆 作 法,12:57,86,3.10 逆作法施工,深地下室的常规施工是通过临时支护基坑坑壁，开挖至预定深度后，浇底板并由下而上施工各层地下室结构，待地下室完工后，再逐层进行地上结构的施工。 利用地下连续墙采用逆作法施工较深的多层地下室，成为发展的方向，这已在国内外到得了显著的效果。,12:57,87,逆作法施工工艺是先沿建筑物外围施工地下连续墙，作为地下室的边墙或基坑的围护结构。 在建筑物内部的浇筑中间支承柱，开挖土方至第一层地下室底面标高，浇注梁及部分的板，该层楼盖即可作为地下连续墙刚度很大的支撑系统。然后在梁间没有浇板的空档内，向下逐层施工各层地下室结构。与此同时，在已完成底面梁板结构的基础上，做上部结构。