地下连续墙2011PPT课件

1、8:111 8:112 8:113 8:114 8:115 8:116 8:117 8:118 8:119 8:1110 8:1111 8:1112 8:1113 n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 n1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工 n20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 n 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 n1958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

2、n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 8:1114 n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。 8:1115 n1.水利水电、露天矿山和尾矿坝（池）和环保工程的防渗墙 n 2.建筑物地下室（基坑） n 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 n5.盾构等工程的竖井 n6.泵站、水池 n7.码头、护案和干船坞 n8.地下油库和仓库 n9.各种深基础和桩基 8:1116 n

3、1.施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。 n2.墙体刚度大，可承受很大的土压力，安全可靠。 n3.防渗性能好， n4.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 n5.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 n6.适用于多种地基条件 n7.可用作刚性基础，取代桩、沉井、沉箱受力 n8. 作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物防渗结构 n9.占地少，充分利用建筑红线以内有限的地面和空间 n10.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高 8:1117 n 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。 n 2.如

4、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 n 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。 n 4.在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。 8:1118 n1.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。 n2.按成墙方式可分为： 桩排式；壁板式；桩壁组合式。 n3.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。 n4.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

5、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 8:1119 n 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 n 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。 8:1120 一. n （1）施工现场情况调查 n （2）水文地质情况调查 n （3）制定施工方案 8:1121 d)e) f)g) a) b)c) 施工工艺流程 8:1122 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

6、 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 8:1123 （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。 二二. 8:1124 8:1125 导

7、墙采用小钢模 8:1126 8:1127 导墙回填土 8:1128 1.导墙的作用 n(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。 n(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。 n(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。 n(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

8、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。 8:1129 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 8:1130 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。 8:1131 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 8:1132 4.导墙的构造要求

9、 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。 8:1133 （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

10、例 泥浆材料选用要因地制宜，就地取材 8:1134 泥浆制备工厂 8:1135 8:1136 泥浆池 8:1137 1.泥浆的作用 n (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。 n(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。 n(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 8:1

11、138 2.泥浆的成分 n制作工艺： 制备泥浆 、自成泥浆 、半自成泥浆 n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。 8:1139 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

12、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

13、指标。 (6).含砂量: 采用含砂量测定器测定。 8:1140 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。 8:1141 （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。 8:1142 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。

14、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，

15、应减小槽段的长度 8:1143 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。 8:1144 3. 挖槽机械和槽段开挖 n 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。 n 目前我国在施工中

16、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 8:1145 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 8:1146 成槽机械 1 挖斗式 蚌式挖斗 4 8 6 7 5 3 2 1 8:1147 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 8:1148 8:1149 8:1150 挖斗

17、式 蚌式挖斗施工过程（1） b)a) 1 2 c)d) 1 2 8:1151 挖斗式 蚌式挖斗施工过程（2） 钻抓结合 1 3 1 3 2 a) b) 8:1152 2 冲击式 ISO冲击钻机 9 8 4 1 2 6 5 3 7 8:1153 8:1154 3 回转式挖槽机 多头钻 成槽机 1 2 3 4 10 9 7 5 6 8 8:1155 3回转式挖槽机 铣削钻 成槽机 8:1156 3 回转式挖槽机 铣削钻 8:1157 3 回转式挖槽机 铣削钻 8:1158 8:1159 1.2.3 1.2.3 钢筋混凝土施工钢筋混凝土施工1.2.3.1 1.2.3.1 地下地下 连续墙接头连续墙接

18、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 8:1160 刷壁器 8:1161 地下墙接头箱 8:1162 1.2.3.1 1.2.3.1 地下连续墙接头地下连续墙接头 1.1.接头管接头接头管接头 1 2 4 3 2 c) b) a)31 5 4 f) e) d) 7 8 9 10 6 8:1163 1.2.3.1 1.2.3.1 地下连续墙接头地下连续墙接头 2.2.接头箱接头接头箱接头 d) c) b) a) 2 1 g) f) e) 1 c) b) a) 1 2 1 2 3 3 4 4 8:1164 1.2.1.3 1.2.1.3 地下连续墙接

19、头地下连续墙接头 a ) 1 c ) b ) 4 4 4 1 1 3 2 5 3 2 2 3.隔板式 接头 8:1165 1.2.3.1 1.2.3.1 地下连续墙接头地下连续墙接头 4.4.钢板组合接头钢板组合接头 T R ET R E 搭 接 长 度 1 搭 接 长 度 T R ET R E 1 搭 接 长 度 T R ET R E 1 3 搭 接 长 度 1 先 施 工 单 元 T R ET R E 4 先 施 工 单 元 先 施 工 单 元 先 施 工 单 元 2 8:1166 1.2.1.3 1.2.1.3 地下连续墙接头地下连续墙接头 5.5.预制块接头预制块接头 12a ) 5

20、1 b ) 3 c ) 14 5 5 8:1167 1.2.3 1.2.3 钢筋混凝土施工钢筋混凝土施工1.2.3.2 1.2.3.2 钢筋钢筋 笼吊升笼吊升 1 7 3 6 5 4 5 2 8:1168 8:1169 8:1170 8:1171 8:1172 8:1173 8:1174 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 8:1175 1.2.3 1.2.3 钢筋混凝土施工钢筋混凝土施工 1.2.3.3 混凝土浇注 1 7 6 8 3 1 5 槽 段 顶 部 槽 底 4 2 4m a) b) 2 2 9 10 500 1000 1000

21、500 9 8:1176 8:1177 8:1178 1.2.3 1.2.3 钢筋混凝土施工钢筋混凝土施工 1.2.3.3 混凝土浇注 时 间 浇 筑 量( m ) 3 坍 落 度 ( c m ) 024681 01 21 41 61 82 02 22 42 62 83 0 浇 筑 高 度 ( m ) 槽 底 0 5 1 0 1 5 设 计 值 :实 际 浇 筑 值 :导 管 底 插 入 深 度 : 3 2 8:1179 2. 2. 逆作法逆作法 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 8:1180 2.1 2.1 逆作法施工

22、工艺流程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 0.00 5 3 2 1 8:1181 2.2 2.2 逆作法在我国的应用逆作法在我国的应用 城市城市工程名称工程名称地下层数地下层数逆作施工方法逆作施工方法 上海上海恒积大厦恒积大厦4全逆作全逆作 福州福州世界金龙大厦世界金龙大厦3.5半逆作半逆作 广州广州好世界大厦好世界大厦3全逆作全逆作 广州广州国际银行中心国际银行中心4全逆作全逆作 天津天津

23、百货大楼百货大楼4半逆作半逆作 天津天津紫京花园紫京花园3全逆作全逆作 深圳深圳地王大厦地王大厦4半逆作半逆作 上海上海城市航站楼城市航站楼3全逆作全逆作 8:1182 2.3 2.3 逆作法的特点逆作法的特点 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。 8:1183 2.3 2.3 逆作法尚待解决的问题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

24、一”的后浇混凝土墙施工 ； 5. 土方开挖方法的改进。 8:1184 逆 作 法 8:1185 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。 8:1186 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

25、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。 8:1187 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。 8:1188 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。 8:1189 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。 8:1190 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