地下连续墙讲义

1、1.1.概述概述 2.地下连续墙的类型地下连续墙的类型 3.地下连续墙的设计及其地下连续墙的设计及其 应注意的问题应注意的问题 4.地下连续墙施工地下连续墙施工 概述概述 应用领域：应用领域：目前地下连续墙已广泛用于大坝坝基防 渗、竖井开挖、工业厂房重型设备基础、城市地下 铁道、高层建筑深基础、铁道和桥梁工程、船坞、 船闸、码头、地下油罐、地下沉碴池等各类永久性 工程。 一般地下连续墙可以定义为：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。 1.墙体刚度大、整体性好,防渗截水性能好； 2.

2、施工时振动小、噪声低，对周边的地基无扰动； 3.不用开挖大量的土方量，降低造价，可昼夜施工，缩短工期； 4.施工期间不需降水，不需挡土护坡，不需立模板与支撑，把施工 护坡与永久性工程融为一体； 5.适用于多种地质条件，可用作刚性基础代替桩基础、沉井和沉箱 基础； 6.结构变形和地基土变形较小，能够紧邻已有建筑物及地下管线开 挖深、大基坑，尤其在城市建(构)筑物密集的地区，为防止对邻近建筑 物安全稳定的影响，地下连续墙更显示出它的优越性。 7.占地少，可充分利用建筑红线以内有限的地面和空间 8.可用于逆作法施工。 9.工效高，工期短，质量可靠，经济效益高。 地下连续墙的主要优点： 地下连续墙的缺

3、点： 1.弃土及废泥浆的处理问题，除增加工程费 用外，如处理不当，还会造成新的环境污染； 2.一般用地下连续墙只作围护挡墙时，造价 稍高，不够经济； 3.墙面不够光滑，如为“二墙合一”，即同 时作为地下结构的外墙时，尚需加工处理或另作 衬壁。 4. 在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。 1.第一大跨径: 1490米 2.第一大锚碇: 6.8万吨, 3.第一特大深基坑: 69米50米50米 4.第一高塔: 215.58米（73层楼高) 5.第一长缆: 缠丝总长度近3200公里 6.第一重钢箱梁: 21000余吨 7.第一大面积钢桥面铺装: 70800平方米 8.第一座刚柔相济的组合型桥梁 润扬长

4、江公路大桥 创国内八个第一 (世界第三) (缠丝相当于3倍北京至上海的 距离。完成的两根主缆每根 长2600米，为国内第一长缆， 分别由184股、每股127丝、 每丝直径5.3毫米的镀锌钢丝 组成，所用钢丝总数达 23368根，总长度6075万 6800米，可以绕地球3圈。) 造价:57.8亿元 2 .2 .地下连续墙的类型地下连续墙的类型 1.按墙的用途可分为临时挡土墙、用作主体结 构一部分兼作临时挡土墙的地下连续墙、用作多边 形基础兼作墙体的地下连续墙。 2.按成墙方式可分为桩排式、壁板式、组合式。 3.按挖槽方式大致可分为抓斗式、冲击式、回 转式。 一一 地下连续墙受力特点地下连续墙受力

5、特点 施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态： q槽段土方开挖阶段槽段土方开挖阶段 槽段侧壁的稳定性槽段侧壁的稳定性 q地下连续墙浇筑形成地下连续墙浇筑形成 开挖前的受力状态开挖前的受力状态 q基坑第一层开挖基坑第一层开挖 悬臂受力状态、地面侧向位移悬臂受力状态、地面侧向位移 q基坑土方开挖阶段基坑土方开挖阶段 墙的结构强度、基坑稳定及变形量墙的结构强度、基坑稳定及变形量 q基坑土方工程结束基坑土方工程结束 基坑底部隆起、基坑整体失稳基坑底部隆起、基坑整体失稳 q工程竣工工程竣工 水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作

6、用 下的强度和变形下的强度和变形 第二节 结构设计 二二 结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式 q稳定性破坏稳定性破坏 q整体失稳整体失稳 q基坑底隆起基坑底隆起 q管涌及流沙管涌及流沙 q强度破坏强度破坏 q支撑强度不足或压屈支撑强度不足或压屈 q墙体强度不足墙体强度不足 q变形过大变形过大 第二节 结构设计 三三 地下连续墙设计计算的主要内容地下连续墙设计计算的主要内容 (1)确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连 续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。 (2)确定地下连续墙所需的入土深度，以满足抗管涌、抗隆 起，防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。 (3)验算开挖

7、槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、 深度的尺寸。 (4)地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑)的内力分析和变 形验算。 (5)地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的配筋设 计、截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。 （一）施工阶段（一）施工阶段 q 基坑开挖水土压力；基坑开挖水土压力； q 施工荷载，若采用逆作法考虑上部结构自重。施工荷载，若采用逆作法考虑上部结构自重。 四 荷载确定 （二）使用阶段 q 水土压力； q 主体结构传递的恒载和活载。 水土压力的确定是荷载确定的关键！ 某些规范规定土压力分布应按入土深度和墙体侧向位移选用。如某些规范规定土压力分布应按入土深度和墙体侧

8、向位移选用。如 港口工程地下连续墙结构设计与施工规程港口工程地下连续墙结构设计与施工规程（jtj 303- 2003jtj 303- 2003），），上上 海市基坑工程设计规程海市基坑工程设计规程等。等。 土压力类别与墙体位移土压力类别与墙体位移/ /基坑深度基坑深度h h 的关系的关系 %2 . 0/0h 水土压力计算规定 %4 . 0/%2 . 0h %2 . 0/0h %5 . 0/%2 . 0h %1/%4 . 0h （一）槽幅：一次成槽的槽壁长度（一）槽幅：一次成槽的槽壁长度 q 槽壁长度槽壁长度 q 槽段划分槽段划分 五 槽幅设计 （二）槽壁长度确定规定 q 槽壁长度应与成槽机械尺

9、寸成模数关系，最小不小于机 械的尺寸，最大尺寸由槽壁稳定性确定。 q 目前常用为36m,一般不超过8m。 q影响因素 q地质条件影响、周围环境 q起重能力、混凝土供应量 q泥浆池体积、连续作业时间 （三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算 q 梅耶霍夫经验公式法梅耶霍夫经验公式法 临界深度临界深度h hcr cr )/1 (4( 10 lbn k cn h u cr 五 槽幅设计 黏土、泥浆的有效重度，kn/m3; 条形基础的承载力系数。 槽壁的平面宽度、长度，m。 1 、 n lb、 （三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算 q 梅耶霍夫经验公式法梅耶霍夫经验公式法 槽壁坍塌安全系数槽壁坍塌

10、安全系数 f fs s mm u s pp cn f 10 五 槽幅设计 开挖外侧（土压力)槽底水平压力强度； 开挖内侧（泥浆压力）槽底水平压力强度。 m p 0 m p 1 （三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算 q 梅耶霍夫经验公式法梅耶霍夫经验公式法 开挖槽壁的横向变形开挖槽壁的横向变形 s e zl k)(1 ( 10 2 五 槽幅设计 计算点深度，m; 土的压缩模量，kn/m2。 z s e （三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算 q 非粘性土的经验公式非粘性土的经验公式 安全系数安全系数 1 2/1 1 tan)(2 d s f 五 槽幅设计 砂土、泥浆的重度，kn/m3; 砂

11、土的内摩擦角。 槽幅稳定性验算具体可参照 地基基础设计规范dbj08-19-89 1 、 d （四）槽段划分（四）槽段划分 q 考虑的因素考虑的因素 成槽施工顺序成槽施工顺序 连续墙接头形式连续墙接头形式 主体结构布置及设缝要求主体结构布置及设缝要求 五 槽幅设计 q 导墙截面形式导墙截面形式 q c20混凝土，厚度混凝土，厚度200300mm； q 导墙深度深入原状土不小于导墙深度深入原状土不小于300mm； q 顶面高出地面顶面高出地面100200mm； q 宽度大于连续墙设计宽度的宽度大于连续墙设计宽度的3050mm。 六 导墙设计 q 连续墙厚度依据不同阶段连续墙厚度依据不同阶段 的受

12、力、变形和裂缝控制的受力、变形和裂缝控制 要求确定，常用规格要求确定，常用规格600、 800、1000、1200mm； q 连续墙的入土深度（基坑连续墙的入土深度（基坑 地面以下的深度）与基坑地面以下的深度）与基坑 深度之比，称为入土径比，深度之比，称为入土径比， 据经验、依据地质条件取据经验、依据地质条件取 0.71.0； q 可用古典稳定判别方法可用古典稳定判别方法 七 连续墙厚度深度初选 古典稳定判别方法古典稳定判别方法 q板桩底端为自由的稳定状态板桩底端为自由的稳定状态 入土深度最小入土深度最小 七 连续墙厚度深度初选 支撑或锚杆水平轴力； 墙入土深度； 被动侧总压力； 主动侧总压力

13、。 t d 00mx p e a e 古典稳定判别方法古典稳定判别方法 q板桩底端为嵌固的稳定状态板桩底端为嵌固的稳定状态悬臂桩悬臂桩 七 连续墙厚度深度初选 据实际变形情况，设墙体绕e转动，则e以上墙后为 主动土压，墙前为被动土压，e点以下则相反。e点以 下墙段对上段的作用力记为p（图）。 0 e m 可求出嵌深的上段t，再乘由 以1.2作为嵌固深度 入土深度的验算入土深度的验算稳定分析稳定分析 q基坑抗整体滑动失稳基坑抗整体滑动失稳 七 连续墙厚度深度初选 入土深度的验算入土深度的验算稳定分析稳定分析 q基坑抗隆起基坑抗隆起 （1 1）墙体的极限弯矩）墙体的极限弯矩 滑动力矩滑动力矩 抗滑

14、力矩抗滑力矩 七 连续墙厚度深度初选 入土深度的验算入土深度的验算稳定分析稳定分析 q基坑抗隆起基坑抗隆起 （2 2）地基稳定性）地基稳定性 七 连续墙厚度深度初选 入土深度的验算入土深度的验算稳定分析稳定分析 q基坑抗管涌基坑抗管涌 cs iik l h i w 七 连续墙厚度深度初选 极限动水坡度 入土深度的验算入土深度的验算稳定分析稳定分析 q基坑抗底鼓基坑抗底鼓 土层重与水压平衡土层重与水压平衡 支护壁摩擦力支护壁摩擦力 采取措施采取措施 隔断滞水层隔断滞水层 降水降水 七 连续墙厚度深度初选 地下连续墙的结构设计地下连续墙的结构设计 计算工况：计算工况： 开挖情况开挖情况 回筑情况回

15、筑情况 支撑轴力支撑轴力 八、地下连续墙计算理论及方法 （一）较古典的计算方法：（一）较古典的计算方法： q假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。 q方法：假想梁法、方法：假想梁法、1/21/2分割法、泰沙基法分割法、泰沙基法 八、地下连续墙计算理论及方法 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变： q假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。 q方法：山肩帮男法 （三）横撑轴向力、墙体弯矩可变： q假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。 q方法：日本弹塑性法、有限元法 （四）共同变形理论： q假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支

16、撑变形。 q方法：森重龙马法、有限元法 （一）较古典的计算方法（一）较古典的计算方法 假想梁法、假想梁法、1/21/2分割法、泰沙基法分割法、泰沙基法 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 该类计算理论是以某些实测现象作依据的该类计算理论是以某些实测现象作依据的 横撑轴向压力、墙体弯矩不随开挖过程变化横撑轴向压力、墙体弯矩不随开挖过程变化 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 1 1山肩邦男法（精确解）山肩邦男法（精确解） 基本假定：基本假定： （1 1）在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；）在粘

17、土地层中，墙体作为无限长的弹性体； （2 2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形； （3 3）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑 性区，高度为性区，高度为l l，以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区；以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区； （4 4）横撑设置后，即作为不动支点；）横撑设置后，即作为不动支点； （5 5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道

18、 横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 2 2山肩邦男法（近似解法）山肩邦男法（近似解法） 基本假定：基本假定： （1 1）在粘土地层中，墙体作为）在粘土地层中，墙体作为底端自由的有限长底端自由的有限长的弹性体；的弹性体； （2 2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下 取为矩形（已抵消开挖面一侧的静止土压力）；取为矩形（已抵消开挖面一侧的静止土压力）； （3 3）开挖面以下土的）开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土

19、压力横向抵抗反力取为被动土压力 （4 4）横撑设置后，即作为不动支点；）横撑设置后，即作为不动支点； （5 5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不 变，而且下道横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。变，而且下道横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。 （6 6）开挖面以下板桩弯矩为开挖面以下板桩弯矩为0 0的那点，假想为一个铰，而且的那点，假想为一个铰，而且 忽略此铰以下的墙体对上面墙体的剪力传递。忽略此铰以下的墙体对上面墙体的剪力传递。 三、地下连续墙计算理论及方法 2 2山肩邦男法（近似解法）山肩邦男法（近似解法） ) 1 (0 得式y

20、 2 1 1 0 2 0 2 1 2 1 mm k imkkk xxnxhhn ）得式（20 a m mkkkmkkkm xhhxhhx)()( 2 1 3 1 0 2 0 3 0 3 1 2 1 1 1 1 1 0 2 0 kk kkikkiki hhnhhn 2 2山肩邦男法（近似解法）山肩邦男法（近似解法） 解题的步骤: a)在第一阶段开挖后，k=1,由式 (2)求出xm ，将 xm代入式 (1)算 出n1; b)在第二阶段开挖后， k=2，n1 已知，由式(2)求出xm ，将 xm代 入式 (1)算出n2; c)在第三阶段开挖后，k=3，n1、 n2已知，由式(2)求出xm ，将 xm

21、 代入式 (1)算出n3; 3 3国内常用的计算方法国内常用的计算方法 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 3 3国内常用的计算方法国内常用的计算方法 0y mkkmmk k i xhhxxnn 0 2 0 2 1 1 2 1 2 1 0)( 2 1 0 mmk xxh 1 1 22 00 2 1 2 1 k immkmkk nxxhxhn 2 0 2 1 2 1 mmk xxh 3 3国内常用的计算方法国内常用的计算方法 0 a m 将两式合并 1 1 00 32 2 1 6 1 2 1 )()( k kkmmmkkkmiki hhxxxhn

22、xhn 0 3 1 )( 2 1 23 100 0 mnmk m mkm k xxxh x xhx h 2 00 3 3 1 2 1 2 1 2 1 2 1 )( 3 1 mkkkkkkm xhhhhx 0 32 1 2 1 0 1 1 2 0 1 1 00 k kk k k k ikkikimkkkk h hhnhhnxhhh 实例： 如图所示，己加粘土的物理力学指标为：=18knm3， =14，c7knm2，地面超载q=18knm2，地下水位 离地面1m。开挖深度18m，采用地下连续墙，并设四道支撑 （2+4+4+4+4），试用山肩帮男法求支撑袖力及墙体弯矩。 解：利用朗肯土压力理论计算土

23、压力，并按地下水位计算水压 力。延墙体长度方向取1m。地面超载g=18knm2，地下水 位离地面1m 第一道支撑： 00 a pz处 2 2 /04.11)2/1445tan(72 )2/1445(tan) 11818(1 mkn pmz a 处 2 /4 .3578. 07261. 0)581818(6mknpmz a 处 2 /4 .85504 .35mknppp wa 3 . 8 9 . 56/4 .35 2 .146/4 .85 计算墙前被动土压力 9 .17, 5 .29 9 .175 .29)2/1445tan(72 )2/1445(tan18 2 vw x xp p 第1阶段开挖

24、，深度6m，单支撑 mk kkkk xnn mhhmhk 求 ， , ,4,61 1 10 2 00 3 3 1 2 1 2 1 2 1 2 1 )( 3 1 mkkkkkkm xhhhhx 0 32 1 2 1 0 1 1 2 0 1 1 00 k kk k k k ikkkkimkkkk h hhnhhnxhhh 求出 mxm1 . 4 22 1 1 . 45 .29 2 1 62 .14 2 1 1 . 462 .14n mknm 27.17 3 2 2 9 .252 1 mknm0 .41241 .231 3 6 2 6 4 .85 2 096.6455.2133. 5 23 mmm

25、xxx kn1 .2311 . 49 . 52/11 . 463 . 82/11 . 49 .17 2 第2阶段开挖，深度10m，两道支撑 mk kkkkk xnn mhhmhmhk 求 ， , ,4,8,102 2 210 2 00 3 3 1 2 1 2 1 2 1 2 1 )( 3 1 mkkkkkkm xhhhhx 0 32 1 2 1 0 1 1 2 0 1 1 00 k kk k k k ikkkkimkkkk h hhnhhnxhhh 求出 mxm35. 7 22 2 35. 75 .29 2 1 102 .14 2 1 35. 7102 .14n mknm1 .127645 .

26、44881 .231 3 10 2 10 142 3 073.13974 .33082.1287. 7 23 mmm xxx kn5 .44835. 79 . 52/135. 7103 . 82/11 .23135. 79 .17 2 第3、4阶段开挖，支撑轴力和墙体弯矩? 4.4.弹性法弹性法 基本假设基本假设 q 墙体作无限长的弹性体；墙体作无限长的弹性体； q 已知水、土压力，并假定为三角形分布；已知水、土压力，并假定为三角形分布； q 开挖面以下作用在墙体上的土抗力，假定开挖面以下作用在墙体上的土抗力，假定 与墙体的变位成正比例；与墙体的变位成正比例； q 横撑（楼板）设置后，即把横撑

27、支点作为横撑（楼板）设置后，即把横撑支点作为 不动支点；不动支点； q 下道横撑设置以后，认为上道横撑的轴向下道横撑设置以后，认为上道横撑的轴向 压力值保持不变，其上部的墙体也保持以压力值保持不变，其上部的墙体也保持以 前的变位。前的变位。 一一 接头类型：施工接头接头类型：施工接头 结构接头结构接头 q施工接头施工接头 浇注地下连续墙时连接两相邻单元墙间的接头。浇注地下连续墙时连接两相邻单元墙间的接头。 q结构接头结构接头 已竣工的地下连续墙墙体与地下结构吴其它构件相连接的已竣工的地下连续墙墙体与地下结构吴其它构件相连接的 接头。接头。 第三节 地下连续墙接头设计 （一）施工接头（一）施工接

28、头 1 1直接连接构成接头：直接连接构成接头：墙体直接与土体接触，受墙体直接与土体接触，受 力和防渗性能较差。力和防渗性能较差。 第三节 地下连续墙接头设计 （一）施工接头（一）施工接头 2.2.使用接头管（也称锁口管）建成接头：使用接头管（也称锁口管）建成接头： 应用较广，常用圆形钢管应用较广，常用圆形钢管 1 2 4 3 2 c) b) a)31 5 4 f) e) d) 7 8 9 10 6 第三节 地下连续墙接头设计 （一）施工接头（一）施工接头 3 3使用接头箱建成的接头使用接头箱建成的接头 d) c) b) a) 2 1 g) f) e) 1 c) b) a) 1 2 1 2 3

29、3 4 4 第三节 地下连续墙接头设计 （一）施工接头（一）施工接头 4 4用隔板建成的接头用隔板建成的接头 a ) 1 c ) b ) 4 4 4 1 1 3 2 5 3 2 2 第三节 地下连续墙接头设计 （一）施工接头（一）施工接头 5 5用预制构件建成的用预制构件建成的 接头接头 12a ) 5 1 b ) 3 c ) 14 5 5 第三节 地下连续墙接头设计 （二）（二） 结构接头类型：结构接头类型： l 直接连接直接连接 l 间接连接间接连接 u 铁板媒介连接铁板媒介连接 u 剪刀块连接剪刀块连接 第三节 地下连续墙接头设计 （二）结构接头（二）结构接头 1 1直接连接成的接头直接

30、连接成的接头: :预埋钢筋预埋钢筋 第三节 地下连续墙接头设计 （二）结构接头（二）结构接头 2 2间接连接成的接头：预埋钢板间接连接成的接头：预埋钢板 第三节 地下连续墙接头设计 （二）结构接头（二）结构接头 2 2间接连接成的接头间接连接成的接头: :剪力块剪力块 第三节 地下连续墙接头设计 （二）结构接头（二）结构接头 2 2间接连接成的接头间接连接成的接头: :钢筋接驳器钢筋接驳器 第三节 地下连续墙接头设计 （二）结构接头（二）结构接头 2 2间接连接成的接头间接连接成的接头: :植筋法植筋法 第三节 地下连续墙接头设计 3.2 3.2 应注意的问题应注意的问题 护壁挖槽使用的泥浆护

31、壁挖槽使用的泥浆 泥浆护壁挖槽法就是在充满水和膨润土以及 其他外加剂混合液的情况下，在地基中进行钻孔 或挖槽的方法，通过泥浆的静水压力防止槽壁坍 塌或剥落，并维持挖成的孔形不变。在成槽之后 浇筑水下混凝土，把泥浆置换出来，在地下构筑 成一段混凝土单元墙段。 1. 1. 泥浆的功能泥浆的功能 (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

32、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 2. 2. 泥浆的材料的选用泥浆的材料的选用 1) 泥浆的种类、组成材料和外加剂泥浆一般有 膨润土泥浆、聚合物泥浆、cmc(羧甲基纤维素)泥浆、 盐水泥浆。其主要组成材料和外加剂见下表。 泥浆的种类、组成材料和外加剂泥浆的种类、组成材料和外加剂 膨润土是由原矿石经加热干燥和粉碎而成，其 主要成分是蒙脱石，加入清水混合后，水很快进入 蒙脱石晶格层中，膨润土会很快地湿胀。 聚合物泥浆是代替膨润土泥浆的长链有机聚合 物和无机硅酸盐组成的人造泥浆。 羧甲基纤维素(carboxymethyl-cellulo

33、se，cmc) 泥浆和盐水泥浆是在海岸附近特殊条件工程中使用 的泥浆。 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

34、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。 （cmc是一种重要的纤维素醚，是天然纤维 经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物，易溶于 冷热水。） (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

35、、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。 4. 4. 地下连续墙施工地下连续墙施工 现浇地下连续墙施工工艺流程如下图所示。 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： 设计所要求的构造、形状(拐角和端头等)、墙的厚 度和深度。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

36、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58m 居多，但也可取 10m或更大一些的情况。 一、单元槽段划分 以下边的一些图为例，说明按结构物形状划分的 单元槽段。图(a)单元槽段为挖槽机的最小挖掘长度， 它适用于减少对邻近结构物的影响，或必须特别注意 槽壁的稳定性等情况。 图(b)单元槽段为地下连续墙与柱子相连的一段， 地下墙的接头设在柱和柱的中间。 图(c)单元槽段为直角形拐角，钢筋笼整体插入 为佳，但也可将钢筋笼分割开插入槽内。 图(d)单元槽段为间隔布置的槽段，尽量不影响 相邻结构物而缩短单元槽段的长度，避免大面积槽 壁承受侧

37、向土压力。 图(e)单元槽段为十字形，不宜采用大的单元槽 段，由于在这种情况下导墙不易稳定，所以对导墙要 进行加固，必须特别注意槽壁的稳定和挖槽精度。 图(f)单元槽段为间隔布置的圆周形式或曲线形 式的槽段，如用冲击钻法挖槽，可按曲线形式施工。 修筑导墙是地下连续墙施工的第一道工序，导墙 是重要的临时结构物。导墙混凝土等级一般采用c15。 (1) 导墙的作用和要求。 控制地下墙的平面位置、墙体厚度和垂直程度。 导墙位于地下连续墙的墙面线两侧，和地下墙中 心线平行，深度一般为12m，顶面高于施工地面5 10cm，内墙面竖直，二导墙的内壁间净距为地下墙的 宽度另加46cm。导墙指示挖槽位置，为挖槽

38、起竖直 导向作用。导墙的位置、尺寸、竖向的垂直精度直接 影响地下墙的平面位置、墙体厚度和垂直程度。导墙 顶部应平整，以利导向钢轨的架设和定位。 二、导墙 保持地面土体稳定。 由于地基表层比深层土质差，而且经常受到邻 近地面荷载的影响，槽壁顶部容易坍塌。导墙相当 于挡土墙，且常在导墙之间每隔13m 加添临时木 支撑，可有效地支承土压力及施工期间钢筋笼、浇 筑混凝土用的导管、钻机等静、动荷载的作用，防 止槽壁顶部坍塌，保持地面土体稳定。 维持泥浆液面。 为了保持槽面地基的稳定，需要保持泥浆液面 极少变化。在地下水位很高的地段，为了维持稳定 液面高出地下水位1m的要求，需使浇筑的导墙顶面 高出地面。

39、 (2) 导墙的断面形式和适用条件。 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。 图(a)、(b)为最简单的断面形状，一般在导墙上 的荷载不大，表层地基土良好(如密实的黏土)的工程 中采用。 图(c)所示断面形状，一般在地下水位高而又难 以用井点排水降低水位的工程中采用；制作顶端高出 地面的导墙，确保泥浆液面高于地下水位0.61.0m 以上，一般在导墙的周边堆土至导墙的上边缘。 图5.21(d)、5.21(e)所示断面形状，一般在表 层地基土强度不够，特别是易坍塌的砂土或回填土 地基的工程中采

40、用；需将导墙做成l形或上下两端都 向外伸出的“匚”形。 图5.21(f)所示断面形状，一般在防止泥浆溢流 的工程中采用，在导墙外侧埋置u形预制块，导墙顶 端高出地面510cm，以防地面水流入导沟。 采用蚌式抓斗挖槽时，在地下连续墙的放样轴 线位置上，每隔一定距离用冲击钻或回转抓头钻抓 成的垂直孔洞，称之为导孔，如图所示。一般孔径 与墙厚相同。对坚硬的地基，需钻抓导孔，而软弱 地基，可以不钻抓导孔。 三、导孔 导孔的作用是保证在坚硬的地基上，采用蚌式抓 斗挖槽机挖出槽段的垂直精度，使单元槽段的两端头 垂直，便于接头施工。 地下连续墙的挖槽方法虽有很多，但各种方法 的施工顺序都基本相同，如图所示。

41、 四、槽段开挖 深圳地铁5号线头号工程太安站成功浇注地下连续墙第一槽段 槽段式开挖连续墙施工顺序 挖槽方 法大致可归 纳为以下三 种。 方法一 是先以一定 间隔挖掘导 孔，再用抓 斗将导孔间 的地段挖掉 整修成槽形， 如图所示。 先钻导孔，再用抓斗挖掘成槽形 方法二是先在施工 槽段两端钻导孔到设计 深度，两导孔间各圆孔 只钻0.50.8m，就是 说在钻孔到0.50.8m 时，把钻头提到原来位 置，把钻机横向移动， 一遍一遍重复钻挖直 到设计深度，完成第一 个槽段开挖，如图5.25 所示。用同样的方法钻 挖下一槽段。此法的 缺点是钻挖工作重复， 效率较低。 先钻导孔，再重复钻圆孔成槽形 方法三是

42、从一开 始就将沟槽挖到设计深 度，并挖成槽形，把钻 头提到地面，横向移动 钻机，连续钻挖，完成 第一个槽段开挖，如图 所示。用同样的方法钻 挖下一槽段。此法是一 次钻挖成槽形。从地下 连续墙施工来说，这种 方法是最理想的形式。 一次钻挖成槽形 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

43、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。 五、清底 清除槽底沉渣的方法有：吸泥泵排泥法； 空气升液排泥法；带搅动翼的潜水泥浆泵排 泥法；水轮冲射排泥法；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 (1) 钢筋笼制作。 根据单元槽段的规格与接头形式等设计钢筋笼 的尺寸，按设计图纸要求对钢筋下料加工，并在平 台上制作钢筋笼，预留插放混凝土导管的位置，为 使水平钢筋不妨碍导管的下入，将纵向钢筋布置在 水平筋的内侧。 纵向钢筋采用焊接或用 0.8mm 的退火铁丝绑 扎。 在钢筋重叠处要有确保混凝土流动所

44、必需的间 隙，并注意不要影响设计要求的保护层。 为保证钢筋保护层的厚度，可采用水泥砂浆滚 轮，固定在钢筋笼两面的外侧。 六、钢筋笼制作与吊装 (2) 钢筋笼的吊入与接长。 钢筋笼在堆放、运输、装卸、吊入作业过程中， 易发生变形，为此对钢筋笼要采用有一定刚性的纵向 钢筋桁架，并用箍筋、主筋平面内加斜拉筋及连接钢 筋等措施补强。使钢筋笼在吊运过程中具有足够的刚 度，不致使巨大的钢筋笼变形而影响入槽。 钢筋笼起吊前，要仔细检查起吊架的钢索长度， 使之能够水平地吊起。在起吊时使用h型钢或工字钢 作为起吊扁担，为防止钢筋笼变形，在钢筋笼的头部 及中间部两点进行双索或四索同时起吊，吊离地面后 再逐渐转换成垂直状