第四章地下连续墙

1、2022-5-91 地下连续墙地下连续墙一、地下连续墙的概念一、地下连续墙的概念 在地面上采用一种在地面上采用一种挖槽机械挖槽机械，沿着深基础轴线或地，沿着深基础轴线或地下结构的周边，在下结构的周边，在泥浆护壁泥浆护壁条件下，开挖出一条条件下，开挖出一条狭长的深槽狭长的深槽，清槽后清槽后在槽内在槽内吊放钢筋笼吊放钢筋笼，然后用，然后用导管法灌注导管法灌注水下混凝土，水下混凝土，筑成一个筑成一个单元槽段单元槽段，如此诸段进行，以特殊接头方式在地下，如此诸段进行，以特殊接头方式在地下形成一道连续的钢筋混凝土墙壁。形成一道连续的钢筋混凝土墙壁。单元墙段单元墙段单元墙段单元墙段单元墙段单元墙段地地 下

2、下 连连 续续 墙墙单元槽段单元槽段接头管接头管2022-5-92二、二、1、地下连续墙的用途、地下连续墙的用途 最早的用途是最早的用途是防渗防渗，1950年意大利首次用在土坝中建年意大利首次用在土坝中建 造防渗墙，随后法国、墨西哥、日本、美国及前苏联等国引造防渗墙，随后法国、墨西哥、日本、美国及前苏联等国引进并发展了这项技术。我国在进并发展了这项技术。我国在1958年在北京密云水库白河主年在北京密云水库白河主坝中首次采用地下连续墙作为防渗心墙，由清华大学设计。坝中首次采用地下连续墙作为防渗心墙，由清华大学设计。 近年来，我国已将地下连续墙应用于各类建筑工程中近年来，我国已将地下连续墙应用于各

3、类建筑工程中: 水利工程用作水利工程用作防渗；防渗； 用于用于深基坑支护深基坑支护（挡土挡水）；（挡土挡水）； 地下构筑物（油库泵房竖井）；地下构筑物（油库泵房竖井）； 直接作为高层建筑的深基础。直接作为高层建筑的深基础。2022-5-932、地下连续墙的发展趋势（、地下连续墙的发展趋势（P175）(1)逐渐广泛地应用预制桩式及板式地下连续墙逐渐广泛地应用预制桩式及板式地下连续墙(2)向大深度、高精度方向发展向大深度、高精度方向发展(3)聚合物泥浆实用化聚合物泥浆实用化(4)废泥浆处理技术实用化废泥浆处理技术实用化近年来，国际上地下连续墙发展的趋势有以下几个方面：近年来，国际上地下连续墙发展的

4、趋势有以下几个方面：2022-5-94三、地下连续墙的分类三、地下连续墙的分类 按墙体材料按墙体材料素混凝土墙素混凝土墙钢筋混凝土墙钢筋混凝土墙组合墙组合墙土质墙土质墙(粘土粘土)现浇墙现浇墙预制墙预制墙预制钢筋混凝土墙板和现浇混凝土预制钢筋混凝土墙板和现浇混凝土预制钢筋混凝土墙板和水泥膨润土泥浆预制钢筋混凝土墙板和水泥膨润土泥浆塑性混凝土墙（粘土、水泥、级配砂石）塑性混凝土墙（粘土、水泥、级配砂石） 按成墙方式按成墙方式壁板式壁板式桩排式桩排式组合式组合式2022-5-95 按挖槽方式按挖槽方式 抓斗式抓斗式 、回转式和冲击式三类。、回转式和冲击式三类。 按用途按用途 临时性挡墙临时性挡墙(

5、深基坑支护结构深基坑支护结构)防渗墙防渗墙主体结构的一部分兼作临时挡墙主体结构的一部分兼作临时挡墙基础兼作墙体基础兼作墙体2022-5-96四、地下连续墙施工设计四、地下连续墙施工设计1、施工地质环境条件调查（、施工地质环境条件调查（P176）拟订施工计划时必须探讨的几个重要问题：拟订施工计划时必须探讨的几个重要问题：(1)地质条件地质条件(3)附近环境条件附近环境条件(6)弃土的处理弃土的处理(2)交通运输条件交通运输条件(5)施工用水及动力设备施工用水及动力设备(4)地下障碍物的调查与处理地下障碍物的调查与处理2022-5-97二、施工方案制定二、施工方案制定(1)工程规模和特点，水文、地

6、质和周围情况以及其他与施工有关工程规模和特点，水文、地质和周围情况以及其他与施工有关 条件的说明条件的说明(2)挖掘机械等施工设备的选择。挖掘机械等施工设备的选择。(3)导墙设计。导墙设计。(4)单元槽段划分及其施工顺序。单元槽段划分及其施工顺序。(5)预埋件和地下连续墙与内部连接的设计和施工详图。预埋件和地下连续墙与内部连接的设计和施工详图。(6)护壁泥浆的配合比、泥浆循环管路布置、泥浆处理和管理。护壁泥浆的配合比、泥浆循环管路布置、泥浆处理和管理。(7)废泥浆和土渣的处理。废泥浆和土渣的处理。(8)钢筋笼加工详图，钢筋笼加工、运输和吊放所用的设备和方法钢筋笼加工详图，钢筋笼加工、运输和吊放

7、所用的设备和方法(9)混凝土配合比设计、混凝土供应和浇筑方法。混凝土配合比设计、混凝土供应和浇筑方法。(10)动力供应和供水、排水设施。动力供应和供水、排水设施。(11)施工平面布置，包括挖掘机械运行路线；挖掘机械和混凝土浇施工平面布置，包括挖掘机械运行路线；挖掘机械和混凝土浇灌机架布置；出土运输路线和堆土处；泥浆制备和处理设备；钢灌机架布置；出土运输路线和堆土处；泥浆制备和处理设备；钢筋笼加工及堆放场地；混凝土搅拌站或混凝土运筋笼加工及堆放场地；混凝土搅拌站或混凝土运输路线；其他必要的临时设施等。输路线；其他必要的临时设施等。2022-5-98(12)工程施工进度计划、材料及劳动力等的供应计

8、划。工程施工进度计划、材料及劳动力等的供应计划。(13)安全措施、质量管理措施和技术组织措施等。安全措施、质量管理措施和技术组织措施等。三、挖槽机械设备选配三、挖槽机械设备选配选择成槽机时应从以下几方面考虑；选择成槽机时应从以下几方面考虑；(1)作业场地周围的环境；作业场地周围的环境；(2)施工安全；施工安全；(3)作业条件；作业条件；(4)工程目的要求；工程目的要求；(5)地质条件；地质条件；(6)工程规模；工程规模；(7)是否有地下降碍物及其处理方法是否有地下降碍物及其处理方法.四、单元槽段的划分四、单元槽段的划分2022-5-99 地下连续墙施工是沿墙体的长度方向把地下连续墙划分成某种长

9、度的施工单元一般把这种单元称之为单元槽段。 划分单元槽段，就是把单元槽段的长度分配在墙体平面团上，这是施工设计中的重要内容。 一般来说，增大单元槽段的长度，既可减少接头数量，又可提高截水防渗能力和连续性，而且还能提高施工效率。但由于种种原因，单元槽段的长度受到了限制，所以必须根据施工和设计上的条件决定。（见课本178）五、地下连续墙的施工工艺五、地下连续墙的施工工艺 地下连续墙的施工方法有桩排式和壁板式两种，其中以壁地下连续墙的施工方法有桩排式和壁板式两种，其中以壁板式（槽式）施工方法使用较多。其施工工艺流程如图：板式（槽式）施工方法使用较多。其施工工艺流程如图： （下页）（下页）2022-5

10、-910B1452022-5-911 修筑导墙修筑导墙 目的目的：保证开挖槽段：保证开挖槽段垂直垂直，作导向；，作导向； 防止表层槽壁土体防止表层槽壁土体坍塌坍塌； 防止机械上下运行时防止机械上下运行时碰坏槽壁碰坏槽壁； 将成槽机的荷载将成槽机的荷载传递传递到地基上（轨行式成到地基上（轨行式成 槽机）。槽机）。 导墙的形式导墙的形式 （见下页）（见下页）2022-5-9122022-5-9132022-5-914 导墙尺寸与材料导墙尺寸与材料 导墙厚度一般为导墙厚度一般为0.150.2m；深度一般为；深度一般为12m；导；导墙顶面应高于地面墙顶面应高于地面10cm。 导墙的内墙面应垂直，并关于

11、连续墙中轴线对称。导墙的内墙面应垂直，并关于连续墙中轴线对称。 导墙混凝土强度多为导墙混凝土强度多为C15C20，配筋为，配筋为12200。 导墙接头应与连续墙接头错开。导墙接头应与连续墙接头错开。 导墙拆模后应立即加设支撑，防止导墙位移和变形。导墙拆模后应立即加设支撑，防止导墙位移和变形。 开挖槽段开挖槽段 施工时沿连续墙长度方向分段开挖槽孔。挖槽机械有施工时沿连续墙长度方向分段开挖槽孔。挖槽机械有液压抓斗、冲击式、回转式（多头钻和单头钻）成槽机等。液压抓斗、冲击式、回转式（多头钻和单头钻）成槽机等。 2022-5-915 抓斗式挖槽机2022-5-916B1512022-5-917 冲击式

12、挖槽机冲击式挖槽机 B1542022-5-918 多头钻头挖槽机多头钻头挖槽机 B1552022-5-9192022-5-920目前国内外采用的各种目前国内外采用的各种挖槽方法挖槽方法归纳起来大致分为以下三种：归纳起来大致分为以下三种： (1)如图所示，先间隔一定如图所示，先间隔一定距离距离跳跃式跳跃式地挖出直径地挖出直径与墙与墙厚相同的钻孔厚相同的钻孔，称为，称为先行导先行导孔孔，然后用导杆抓斗，然后用导杆抓斗将导孔将导孔与导孔间的土方挖去，形成与导孔间的土方挖去，形成槽段槽段。导孔相互间的距离是。导孔相互间的距离是不相等的，根据成槽机种类不相等的，根据成槽机种类及墙厚以及地基的软硬而定及墙

13、厚以及地基的软硬而定。要考虑抓斗频繁剧烈地上。要考虑抓斗频繁剧烈地上下运动会碰塌槽壁面，或者下运动会碰塌槽壁面，或者影响槽的垂直精度。因此，影响槽的垂直精度。因此，在施工中使用这种方法时，在施工中使用这种方法时，对于排除槽底的残余土砂与对于排除槽底的残余土砂与调整泥浆的性能以及对于抓调整泥浆的性能以及对于抓斗的上下运动必须特别注意斗的上下运动必须特别注意2022-5-921 (2)如图所示，在墙段的如图所示，在墙段的两端两端先钻导孔作为基孔先钻导孔作为基孔，再将导孔，再将导孔间的土体采用间的土体采用连续重叠的圆柱连续重叠的圆柱孔钻挖方式。这种先行导孔也孔钻挖方式。这种先行导孔也要一次性钻挖到设

14、计规定的深要一次性钻挖到设计规定的深度，而后续的圆柱孔则度，而后续的圆柱孔则分层作分层作业业，每层钻挖，每层钻挖50-80cm的深度的深度。即当钻头钻挖。即当钻头钻挖50-80cm后就后就要提钻，将挖掘机横移一下，要提钻，将挖掘机横移一下，使孔位与前次的稍有重叠，再使孔位与前次的稍有重叠，再钻到规定的分层深度。这样的钻到规定的分层深度。这样的作业在槽内反复进行，直到完作业在槽内反复进行，直到完成槽段。同法依次逐步向前推成槽段。同法依次逐步向前推进。这种方法施工复杂，一般进。这种方法施工复杂，一般来说存在工效低，墙壁的平滑来说存在工效低，墙壁的平滑程度与尺寸精度较低等缺点，程度与尺寸精度较低等缺

15、点，目前已很少应用。目前已很少应用。2022-5-922 (3) 如图所示，从一如图所示，从一开始就开始就挖成长条的沟挖成长条的沟槽槽、并、并一下子就挖到一下子就挖到规定的墙体深度规定的墙体深度。这。这样往返几次来完成一样往返几次来完成一个槽段。这种方法作个槽段。这种方法作业单纯、从建筑地下业单纯、从建筑地下连续墙的观点来说、连续墙的观点来说、是最为理想的形式。是最为理想的形式。2022-5-923 泥浆护壁泥浆护壁 抓斗成槽或冲击成槽多用正循环，多头钻挖槽机多用反抓斗成槽或冲击成槽多用正循环，多头钻挖槽机多用反循环。循环。 泥浆的作用主要是携带钻渣和维护孔壁稳定。槽内泥浆泥浆的作用主要是携带

16、钻渣和维护孔壁稳定。槽内泥浆面必须高出地下水位面必须高出地下水位0.5m以上，距导墙顶面以上，距导墙顶面0.3m。 泥浆材料应用膨润土，泥浆比重为泥浆材料应用膨润土，泥浆比重为1.051.25，粘粒含量，粘粒含量50%以上，含砂量小于以上，含砂量小于4%，胶体率大于，胶体率大于98%。 清槽（吸泥清底清槽（吸泥清底） 挖槽结束后，悬浮在泥浆中的挖槽结束后，悬浮在泥浆中的颗粒颗粒将逐渐将逐渐沉淀沉淀到槽底。此到槽底。此外，在挖槽过程中未被排出而残留在槽内的外，在挖槽过程中未被排出而残留在槽内的土渣土渣以及吊放钢以及吊放钢筋笼时从槽壁上刮落的筋笼时从槽壁上刮落的泥皮泥皮等都堆积在槽底。因此，在挖槽

17、等都堆积在槽底。因此，在挖槽结束后必须结束后必须清除以沉渣为代表的槽底沉淀物清除以沉渣为代表的槽底沉淀物，这项作业称为，这项作业称为清底。清底。2022-5-924清底的必要性清底的必要性(1)沉渣在槽底很难完全被灌注的混凝土置换出地面，它残留在槽底沉渣在槽底很难完全被灌注的混凝土置换出地面，它残留在槽底成为墙底和持力层地基之间的夹杂物，使地下连续墙的承载力降低成为墙底和持力层地基之间的夹杂物，使地下连续墙的承载力降低，造成墙体沉降。沉渣还影响墙体底部的截水防渗能力，成为产生，造成墙体沉降。沉渣还影响墙体底部的截水防渗能力，成为产生管涌的隐患，有时还需进行注浆以提高防渗能力。管涌的隐患，有时还

18、需进行注浆以提高防渗能力。(2)沉渣混进混凝土之后，不但会降低混凝土的强度，而且会妨碍浇沉渣混进混凝土之后，不但会降低混凝土的强度，而且会妨碍浇灌混凝土的工作，另外。由于浇灌过程中混凝土的流动，会使沉渣灌混凝土的工作，另外。由于浇灌过程中混凝土的流动，会使沉渣集中到单元槽段的接头处，严重影响接头部位的强度和防渗性。集中到单元槽段的接头处，严重影响接头部位的强度和防渗性。(3)沉渣会降低混凝土的流动性，降低温凝土的浇灌速度，有时还会沉渣会降低混凝土的流动性，降低温凝土的浇灌速度，有时还会造成钢筋笼的上浮。造成钢筋笼的上浮。(4)沉渣会使所浇筑混凝土的上部不良部分沉渣会使所浇筑混凝土的上部不良部分

19、(需清除者需清除者)增加，同时在增加，同时在浇溜混凝土过程中会加速泥浆的变质。浇溜混凝土过程中会加速泥浆的变质。(5)沉渣过多时，会使钢筋笼插不到预定位置，使结构的配筋发生变沉渣过多时，会使钢筋笼插不到预定位置，使结构的配筋发生变化。化。2022-5-925 吊放接头管吊放接头管 地下连续墙标准槽段为地下连续墙标准槽段为6m，最大不超过，最大不超过8m。分段施工，。分段施工，两段之间用接头管使槽段紧密衔接。两段之间用接头管使槽段紧密衔接。 接头方法：接头管、接头箱、钢板接头及隔板式接头等。接头方法：接头管、接头箱、钢板接头及隔板式接头等。 清底的方法：清底的方法：砂石泵排泥砂石泵排泥 ； 气举

20、排泥；气举排泥； 潜水泥浆泵排泥；潜水泥浆泵排泥； 水枪冲射吸泥法；水枪冲射吸泥法； 抓斗直接排泥法。抓斗直接排泥法。 2022-5-9262022-5-9272022-5-928 钢筋笼的吊装钢筋笼的吊装 保证钢筋保护层的保证钢筋保护层的厚度（垫块，水泥砂浆滚厚度（垫块，水泥砂浆滚轮）；轮）； 吊装时应采取措施吊装时应采取措施防止钢筋笼发生过大变形防止钢筋笼发生过大变形（钢筋桁架（钢筋桁架 斜向拉条斜向拉条 铁扁担）；铁扁担）； 钢筋笼应对准槽孔钢筋笼应对准槽孔后缓缓下落，防止刮擦槽后缓缓下落，防止刮擦槽壁。壁。2022-5-929 下导管浇筑混凝土下导管浇筑混凝土 导管内径一般选用导管内径一般选用150300mm； 导管的下口至槽