地下连续墙2019-资料.ppt

2020/5/18,1,地下连续墙,DiaphragmWallUndergroundContinuousWall,2020/5/18,2,2020/5/18,3,2020/5/18,4,2020/5/18,5,2020/5/18,6,2020/5/18,7,2020/5/18,8,2020/5/18,9,2020/5/18,10,2020/5/18,11,2020/5/18,12,2020/5/18,13,2020/5/18,14,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140m，最薄的地下连续墙厚度为20cm,2020/5/18,15,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。,2020/5/18,16,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,2020/5/18,17,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,2020/5/18,18,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。,2020/5/18,19,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,2020/5/18,20,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。,2020/5/18,21,一.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,2020/5/18,22,施工工艺流程,2020/5/18,23,2020/5/18,24,（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,2020/5/18,25,2020/5/18,26,导墙采用小钢模,2020/5/18,27,2020/5/18,28,导墙回填土,2020/5/18,29,1.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。,2020/5/18,30,2、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,2020/5/18,31,2.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。,2020/5/18,32,3.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,2020/5/18,33,4.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。,2020/5/18,34,（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,2020/5/18,35,泥浆制备工厂,2020/5/18,36,2020/5/18,37,泥浆池,2020/5/18,38,1.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,2020/5/18,39,2.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。,2020/5/18,40,3.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。,2020/5/18,41,4.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。,2020/5/18,42,（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。,2020/5/18,43,1.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,2020/5/18,44,2.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。,2020/5/18,45,3.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,2020/5/18,46,成槽机械,2020/5/18,47,成槽机械,1挖斗式蚌式挖斗,2020/5/18,48,1）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,2020/5/18,49,2020/5/18,50,2020/5/18,51,挖斗式蚌式挖斗施工过程（1）,2020/5/18,52,挖斗式蚌式挖斗施工过程（2）钻抓结合,2020/5/18,53,2冲击式ISO冲击钻机,2020/5/18,54,2020/5/18,55,3回转式挖槽机多头钻成槽机,2020/5/18,56,3回转式挖槽机铣削钻成槽机,2020/5/18,57,3回转式挖槽机铣削钻,2020/5/18,58,3回转式挖槽机铣削钻,2020/5/18,59,2020/5/18,60,1.2.3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,2020/5/18,61,刷壁器,2020/5/18,62,地下墙接头箱,2020/5/18,63,1.2.3.1地下连续墙接头1.接头管接头,2020/5/18,64,1.2.3.1地下连续墙接头2.接头箱接头,2020/5/18,65,1.2.1.3地下连续墙接头,3.隔板式接头,2020/5/18,66,1.2.3.1地下连续墙接头4.钢板组合接头,2020/5/18,67,1.2.1.3地下连续墙接头5.预制块接头,2020/5/18,68,1.2.3钢筋混凝土施工1.2.3.2钢筋笼吊升,2020/5/18,69,2020/5/18,70,2020/5/18,71,2020/5/18,72,2020/5/18,73,2020/5/18,74,2020/5/18,75,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,2020/5/18,76,1.2.3钢筋混凝土施工,1.2.3.3混凝土浇注,2020/5/18,77,2020/5/18,78,2020/5/18,79,1.2.3钢筋混凝土施工,1.2.3.3混凝土浇注,2020/5/18,80,2.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,2020/5/18,81,2.1逆作法施工工艺流程,2020/5/18,82,2.2逆作法在我国的应用,2020/5/18,83,2.3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。,2020/5/18,84,2.3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。,2020/5/18,85,逆作法,2020/5/18,86,3.10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。,2020/5/18,87,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