地下连续墙施工1.ppt
19:00,1,地下连续墙,Diaphragm Wall Underground Continuous Wall,19:00,2,19:00,3,19:00,4,19:00,5,19:00,6,19:00,7,19:00,8,19:00,9,19:00,10,19:00,11,19:00,12,19:00,13,19:00,14,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,19:00,15,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。,19:00,16,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,19:00,17,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,19:00,18,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。,19:00,19,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,19:00,20,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。,19:00,21,一.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,19:00,22,施工工艺流程,19:00,23,19:00,24,（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,19:00,25,19:00,26,导墙采用小钢模,19:00,27,19:00,28,导墙回填土,19:00,29,1.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。,19:00,30,2、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,19:00,31,2.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。,19:00,32,3.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,19:00,33,4.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。,19:00,34,（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,19:00,35,泥浆制备工厂,19:00,36,19:00,37,泥浆池,19:00,38,1.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,19:00,39,2.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。,19:00,40,3.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。,19:00,41,4.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。,19:00,42,（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。,19:00,43,1.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,19:00,44,2.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。,19:00,45,3.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,19:00,46,成槽机械,19:00,47,成槽机械,1 挖斗式 蚌式挖斗,19:00,48,1）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,19:00,49,19:00,50,19:00,51,挖斗式 蚌式挖斗施工过程（1）,19:00,52,挖斗式 蚌式挖斗施工过程（2）钻抓结合,19:00,53,2 冲击式 ISO冲击钻机,19:00,54,19:00,55,3 回转式挖槽机 多头钻 成槽机,19:00,56,3回转式挖槽机 铣削钻 成槽机,19:00,57,3 回转式挖槽机 铣削钻,19:00,58,3 回转式挖槽机 铣削钻,19:00,59,19:00,60,1.2.3 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,19:00,61,刷壁器,19:00,62,地下墙接头箱,19:00,63,1.2.3.1 地下连续墙接头 1.接头管接头,19:00,64,1.2.3.1 地下连续墙接头 2.接头箱接头,19:00,65,1.2.1.3 地下连续墙接头,3.隔板式 接头,19:00,66,1.2.3.1 地下连续墙接头 4.钢板组合接头,19:00,67,1.2.1.3 地下连续墙接头 5.预制块接头,19:00,68,1.2.3 钢筋混凝土施工1.2.3.2 钢筋笼吊升,19:00,69,19:00,70,19:00,71,19:00,72,19:00,73,19:00,74,19:00,75,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,19:00,76,1.2.3 钢筋混凝土施工,1.2.3.3 混凝土浇注,19:00,77,19:00,78,19:00,79,1.2.3 钢筋混凝土施工,1.2.3.3 混凝土浇注,19:00,80,2.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,19:00,81,2.1 逆作法施工工艺流程,19:00,82,2.2 逆作法在我国的应用,19:00,83,2.3 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。,19:00,84,2.3 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。,19:00,85,逆 作 法,19:00,86,3.10 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。,19:00,87,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。地下室封底前，地面上允许施工的层数要通过计算确定。,19:00,88,日本读卖新闻社大楼 逆作法施工,地上层，地下层，总工期只用了个月，比常规方法缩短了个月。该工程用2.0m大直径钻孔灌注桩作为中间支承柱，m,共用根。,19:00,89,逆作法的优点：,地下主体结构的梁、板、柱作为挡土墙的横向支撑；大幅度缩短工期；逆作法只开挖有效范围内的土方量，减少了大量的土方量；安全性好，且基本上不受气候所左右。,19:00,90,不足：,封闭状态下的环境进行施工，作业环境较差；大型机械设备难于进场；地下结构中墙柱的混凝土接搭质量较难控制；控制导柱的垂直度和承载力较难；逆作法侧向刚度较封闭式的小，施工中应采取措施，防止一侧连续墙的过大变形。,19:00,91,立柱,立柱在逆作施工中具有无法取代的重要性，立柱设计和计算，为逆作法设计的主要内容：1)立柱位置的设置 2）立柱负担荷载的计算3）允许应力的决定）立柱桩的设计按灌注桩进行。）上部结构体加固设计）立柱的设计）柱脚根部插入部分的设计。,19:00,92,逆作法施工，以地面层的梁板结构是封闭还是敞开分为“封闭式逆作法”和“开敞式逆作法”。我国第一个按“封闭式逆作法”施工的试点工程是上海基础工程科研楼，地上层，地下层。另一个为上海电信大楼地下室工程采用了“开敝式逆作法”旋工（该工程地下层，地上17层），在南京夫子庙地下商场也采用过该方法施工。,19:00,93,BACK,
