地下连续墙施工工法

地下持续墙施工工法广西建工集团第四建筑工程有限责任企业重要完毕人： 1前言 高层建筑多层地下室施工一般要根据平面形状、基础深度与环境规定来设计基坑的支护体系，且基坑支护的措施费用与所占工期往往到达基础工程费的二分之一以上。为此，对高层建筑深基坑的支护要进行多方面的研究与技术优化。目前国内深基坑构造支护多种多样，如钢板桩、列式灌注桩、挖孔桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、地下持续墙等。选择深基坑支护方案考虑的重要是安全、经济、效果。近来，伴随生产的发展与都市建设和改造规模的扩大，高层建筑与深基础工程越来越多，施工条件也越来越受到限制，有时难以用老式的施工措施施工，因施工会给周围临近的建筑物、道路、管线、地铁等带来危害、因而不得不寻求更有效的施工措施，地下持续墙施工工艺是有效处理上述困难的措施之一。2工法特点地下持续墙具有构造刚度大、整体性、抗渗性和耐久性好的特点，可作为永久性的挡土挡水和承重构造；能适应多种复杂的施工环境和水文地质条件，可紧靠已经有建筑物施工，施工时基本无噪音、无震动，对邻近建筑物和地下管线影响较小；能建造多种深度（10～50ｍ）、宽度（45～120ｃｍ）和形状的地下墙。地下持续墙不仅作为围护挡土临时构造使用并且可作为地下室永久性承重外墙构造，可处理临时性基坑支护构造与永久性基础构造的“两墙合一”，节省投资。3合用范围本工艺原则合用于工业与民用建筑一般地下室持续墙基坑工程，地下持续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周围轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一种单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道持续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水构造。本法特点是：施工振动小，墙体刚度大，整体性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，可用于多种地质条件下，包括砂性土层、粒径50mm如下的砂砾层中施工等。合用于建造建筑物的地下室、地下商场、停车场、地下油库、挡土墙、高层建筑的深基础、逆作法施工围护构造，工业建筑的深池、坑；竖井等。4工法原理即在工程开挖土方之前，由专用的挖槽机械在泥浆护壁的状况下每次开挖一定长度（一种单元槽段）的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，将加工好的钢筋笼用起重机吊放入充斥泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇筑砼，伴随砼的浇筑将泥浆置换出来，待砼浇至设计标高后，一种单元槽段即施工完毕。各个单元槽段之间通过尤其的接头形式连接，形成持续的地下钢筋混凝土墙。5施工工艺流程和操作要点5.1施工流程详见图5.1地下持续墙施工工艺流程图。图5.1地下持续墙施工工艺流程5.2修筑导墙5.2.1导墙是地下墙挖槽之前修筑的临时构筑物，它对挖槽起着重要的作用。由于地表土极不稳定的，轻易塌陷，并且泥浆对地表土层起不到护壁作用。设计导墙顶面标高高出原地面100mm。导墙的混凝土设计强度等级为C20。5.2.2导墙高度1.5m导墙面应保持水平，施工时对称浇筑导墙砼，防止爆模或位移。每个槽段内的导墙应设一种以上的溢浆孔。5.2.3导墙两外侧回填粘性土，回填时须分层扎实；为加强导墙的稳定性，在回填土前，当导墙的混凝土强度达设计强度的75％后才能拆模，然后在导墙中间隔1.5米架设上下两道木横撑。回填土方后，即可进行成槽施工。5.2.4导墙施工分段进行，每段大概30米左右，施工缝要与地下墙的接头错开，应设在槽段中部；施工缝的钢筋要按规范预留，以保证导墙的整体性及防止导墙位移、陷落。5.2.5导墙顶面铺设安全网片，保障施工安全。对位于交通出入口的导墙，必须考虑车辆荷载而引起导墙的变形，故需用土方填实，上方铺设路基钢板。5.2.6质量规定：导墙的垂直度、轴线偏差和顶面水平平整度等均要控制在规范容许范围以内。5.2.7拆模后应有专人进行平面几何尺寸和垂直度的复核、记录。5.3砌筑泥浆池泥浆池用8mm厚的钢板焊接或用砖砌筑而成，规格为15×6×2米。泥浆池详细布置如图5.3。图5.3泥浆池布置示意图图5.3泥浆池布置示意图5.4泥浆的制备和使用5.4.1泥浆制作材料拟采用优质膨润土，将合格的膨润土放入泥浆搅拌机中进行充足搅拌，并入池寄存24h以上使之充足水化后才能使用。5.4.2膨润土造浆的重要成分是膨润土、掺合物和水。掺合物重要有羧甲基纤维素(OMMC)和烧碱（Na2CO3)，分别起增大泥浆粘度和增多膨润土颗粒表面吸附负电荷的作用。膨润土造浆配比(占水的比例)如下：泥浆的经验配合比为（kg/m3）：水∶膨润土∶纯碱∶CMC=981∶50∶3.0∶0.4（或985∶50∶2.96∶0.42），施工中应根据试配比的泥浆指标进行调整，直到符合表5.4.2的指标。5.4.3新制备的泥浆、回收反复运用的泥浆、浇筑混凝土之前槽内的泥浆，在成槽时、清孔后均需要进行物理性能指标测定，重要测定泥浆粘度、比重和含砂率。泥浆性能指标要有专门技术人员用泥浆测量仪测量，专人管理。5.4.4浇注砼前清除槽内沉渣，用新鲜泥浆置换受污染的循环泥浆，清除槽内沉渣，浇砼时排出的槽内泥浆，上部合格的泥浆，放入沉淀池，下部不合格的泥浆需经处理合格后方可反复使用。5.4.5对于再生运用的泥浆，因其已受污染性能较差，要合适掺入一定量的CMC和烧碱，约为0.10～0.15％左右处理，经检查合格后才能使用。通过度离处理的泥浆，在储备池内和新鲜泥浆混合加外加剂调配合适后，方可送入槽内使用。表5.4.2泥浆指标控制表测定项目新制备的泥浆水下砼灌注前泥浆使用仪器比重（kg/m3）1.05～1.08＜1.3比重计粘度（s）19～22≤28粘度计含砂率（%）＜5≤8含砂量计胶体率（%）＞95/量杯法失水量(ml/30min)＜30/失水量仪泥皮厚度(mm/30min)1～3/失水量仪稳定性(g/mm3)30/稳定性筒PH值7～9/PH试纸泥浆检查频率：1～2次/班5.4.6在施工期间槽内泥浆面需高于地下水位1.0米，亦不适宜低于导墙面0.3米。液位下降时应及时补充泥浆，以防坍方。5.4.7当地层中松散的砂层较厚，必须加大泥浆比重到1.15~1.20，防止槽壁坍塌。5.4.8泥浆用泥浆泵输送，泵送期间必须亲密注意管路的状况，一旦发现爆管，立即停泵接管，以防泥浆污染现场。5.4.9废浆或多出的泥浆用专车运出场外，废泥浆和渣土按当地环境保护有关条例处理。5.5成槽、清槽及质量规定5.5.1根据该工程的地质构造状况、槽段深度状况，地下墙底多需进入中风化岩，因此拟采用以液压抓斗成槽为主，冲桩机入岩为辅，到达充足发挥两种设备的长处，以缩短工期。5.5.2槽段施工时，第一种槽段进行成槽试验。地下墙钢筋笼带“工”字钢的为一期槽段，不带“工”字钢的为二期槽段，先施工一期槽段然后施工二期槽段。5.5.3地下墙各工序的施工必须持续进行，成槽后立即吊放钢筋笼，浇筑混凝土，不能让槽段空置超过4小时，以免导致塌孔。5.5.4清槽：成槽后安放钢筋笼之前，首先用抓斗进行初步清渣，然后采用气举反循环法清孔，将泥砂吸上，同步补充新鲜泥浆，保持所规定的泥浆液面高度。钢筋笼吊放入槽后，应进行第二次清槽，槽底以上0.2~～1.0米处的泥浆指标应符合表5.4.2的规定。5.5.5清孔后保证沉渣厚度<100mm。5.5.6冲击成槽，应注意控制冲锤提高高度（一般在1～2m5.5.75.5.85.5.91成槽过程中，机械停留处需铺设钢板，抓斗入槽、出槽应慢速稳当，保持平直，并与导墙平行。2根据导墙实际标高，用测量绳控制挖槽深度，保证地下墙的设计深度。3每段地下墙宽度在左、中、右测3点，防止中线偏离。5.6钢筋笼制作、吊放5.6.1钢筋笼制作按规范及设计规定进行。为了保证钢筋笼平直，在制作之前，建造专用的焊接平台，在平台上进行钢筋笼的制作、焊接。加工平台的技术规定：平台采用槽钢制作，规格为18×6米，平台面的水平误差容许值为±10。5.6.2根据设计规定对的预埋钢筋及测斜管。钢筋笼骨架上以及四边各交叉点采用所有点焊，其他各纵横交点采用50%梅花形交叉点焊。钢筋保护层定位块用3mm厚的小钢板定位，保护层厚为50mm。5.6.3由于地下墙的钢筋笼长度根据设计规定，一般为3~6m。钢筋笼的起吊拟一次起吊；为了钢筋笼在吊运过程中具有足够的刚度，在纵向钢筋桁架吊环与主筋平面之间焊上斜向拉筋，从而加强吊点的刚度。墙段长5m以上用四个钢桁架，钢桁架在钢筋网片上均匀。钢桁架外侧设定位块，钢筋网片底纵向筋略向内弯，以免吊放钢筋网时刮塌槽壁。5.6.4根据施工的详细状况，合理安排钢筋网的制作次序，保证清槽后即可吊放钢筋网。不得让槽孔停置太长时间。钢筋网起吊及入槽过程中，不能产生不可恢复的变形。5.6.5为防止钢筋网起吊时变形，钢筋网吊点应焊接牢固，并使用钢扁担起吊。钢扁担采用20b槽钢焊接，长度为6.0m。扁担上共设九个吊环，上部3条钢索与起重机吊钩连接，下部6个吊环内穿两条通长钢丝绳作为保护，且两端固定，起吊时吊环与钢筋网片吊环相连采用马蹄扣，便于平衡。5.6.6插入钢筋网时，钢筋网对准槽段中心，垂直又精确地插入槽内，钢筋网进入槽内时，吊点中心对准槽段中心，渐渐下降，防止碰撞槽壁。5.6.7钢筋网吊放入槽内后，用槽钢将其固定在导墙上。5.6.8在槽底5米内的混凝土灌注过程中，要亲密观测钢筋笼的状况，假如钢筋笼一旦出现上浮，必须临时停止灌浆，并且尽量将埋管控制在2~4米内，反复小幅度地拉动导管，增强混凝土的流动性，使钢筋笼逐渐下降到本来的位置，然后再重新灌浆。5.6.9质量规定1钢筋焊接牢固桁架处及钢筋笼周围采用100%点焊，工作时控制好电流量，防止发生“咬边”等现象。2焊条要有质保书，经复试合格后方可使用；钢筋表面洁净无油污。3为保证保护层的厚度，在钢筋笼开挖面和迎土面水平设两列定位钢垫块，纵向每4米设一档。5.7灌注水下混凝土5.7.1浇筑水下混凝土应及时浇筑，保证钢筋网在槽段中浸泡时间不超过4h。5.7.2灌注水下混凝土时，采用两根导管，导管离槽底0.3-0.5m。规定:混凝土面上升速度不适宜不不小于2m/h，槽内混凝土面高下差不不小于300mm，中途停止时间不不小于30min。5.7.3水下混凝土浇筑时保证混凝土供应的及时性、持续性。在浇捣混凝土的过程中，严格控制混凝土的坍落度（180～200mm）、水灰比和水泥用量等，以保证混凝土的强度及抗渗等级满足设计规定。为了保证混凝土的灌注速度，规定混凝土供应每小时不适宜不不小于25m3。5.7.4质量规定1砼浇注前要测砼的坍落度，并做好抗压、抗渗试块，抽样频率见第7章表7.12-1地下墙质量检查原则。2在同一槽内同步使用的两根导管，其间距不应不小于3米，导管距槽段接头端不适宜不小于1.5米。3为保证地下墙顶端混凝土质量，混凝土浇灌顶面标高比设计标高高出500mm。4填写砼浇灌记录，原始记录必须真实。5.8地下墙体接头地下持续墙多采用“工”字形接头作为地下墙接头形式。“工”字钢二期槽段部分现多采用“接头钢箱”，在下完一期槽的钢筋笼后，在“工”字钢接头处插入特制钢箱，待一期槽段的混凝土灌注完毕后1~2小时内将其拨出。该措施，工艺成熟，效果好，质量保证。5.8.1接头钢箱的优势地下持续墙采用“工”字钢作为接头时，设计的“工”字钢在未开挖槽段侧往往采用泡沫和泥包填充空隙。我企业通过以往的施工经验总结出采用泡沫和泥包填充空隙存在诸多局限性之处，为此我企业采用接头钢箱和泥包来填充空隙，接头钢箱与泡沫相比存在如下优势：5.8.1.1、泡沫是损耗材料，不可反复使用，并且体积较大，寄存时占用施工场地；而接头钢箱可反复使用，从长远的角度来说可节省成本。5.8.1.2、泡沫为易燃物，在对泡沫保管的同步，存在安全隐患；而接头钢箱不存在这个问题。5.8.1.3、泡沫的浮力大，必须绑扎在钢筋网片上一起下笼，在下笼的同步泡沫非常轻易上浮，一旦泡沫上浮只能所有采用泥包填充，泥包用量大大增长，花费大量人力，泡沫的浮力也许会导致钢筋网片浮笼，碰到一侧有“工”字钢一侧无“工”字钢的槽段时浮力还会导致钢筋网片倾斜；而在钢筋网片下放到位后再下接头钢箱，用接头钢箱替代泡沫不存在浮力的问题。5.8.2、接头钢箱的施工措施及质量保证措施5.8.2.1、分段起吊接头箱入槽，在槽口逐段拼接成设计长度后，下放到槽底。5.8.2.2、下放到槽底后，拎起1m～2m高度，再掼入槽底土层中10cm～30cm，防止混凝土从管底部绕流到相邻槽段中去。5.8.2.3、接头箱精确定位后，在其背侧充填泥包，填塞缝隙以固定接头箱以免在浇注砼过程中接头箱移位。5.8.2.4、接头箱吊装就位后，接着安装液压千斤顶（200T），在履带吊起拔接头箱不顺利时，可用千斤顶顶松接头箱再起拔。

5.8.2.5、为了减小接头箱开始起拔时的阻力，可在混凝土开浇后来４小时左右或混凝土面上升到15m左右时，用履带吊拉动接头箱，但拉升高度越少越好，以防箱脚处尚未到达终凝状态的混凝土坍塌。

5.8.2.6、正式开始起拔接头箱的时间，应以开始浇灌混凝土时做的混凝土试块初凝状态所经历的时间为根据，如没做试块，开始顶拔接头箱应在开始浇灌混凝土5个小时后来，如商品混凝土掺加过缓凝型减水剂，开始顶拔接头箱时间还需延迟。

5.8.2.7、在顶拔接头箱过程中，要根据现场混凝土浇灌登记表，计算接头箱容许顶拔的高度，严禁早拔、多拔。

5.8.2.8、接头箱由履带吊起拔，液压千斤顶协同作业，分段拆卸。为保证接头的防渗漏质量及墙体的密实，拟采用如下的施工措施：5.8.3二期槽成孔后必须先用冲击钻清除洁净接头中少许砼，浇注水下砼前用专用的钢丝刷将一期槽段接头处“工”字钢里的夹泥反复清刷洁净，直至没有泥块为止。5.8.4保证混凝土的质量。必须有质检员，材料试验人员在现场对每车混凝土进行验收，严格控制混凝土水灰比、坍落度。5.8.5保证混凝土浇灌持续性和速度的均匀性。槽段内混凝土面上升速度>2m/h，高下差<0.3m，中途停止时间<30min。5.8.6保证有足够的埋管深度。控制在2～4m的范围。5.8.7混凝土导管分布位置必须合理，混凝土导管距离槽端不不小于1.5m，两管距离不不小于3m，保证接头处的混凝土面均匀上升，不夹泥。5.8.8按规定规定控制泥浆指标，保证泥浆质量。6材料与设备6.1水泥用32.5ＭＰａ强度等级或42.5ＭＰａ强度等级的一般硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，规定新鲜无结块。6.2砂宜用粒度良好的中、粗砂，含泥量不不小于5%。

6.3石子宜采用卵石，如使用碎石，应合适增长水泥用量及砂率，以保证坍落度及和易性的规定。其最大粒径不应不小于导管内径的1／6和钢筋最小间距的1／4，且不不小于40mm。含泥量不不小于2%。

6.4外加剂可根据需要掺加减水剂、缓凝剂等外加剂，掺入量应通过试验确定。

6.5钢筋按设计规定选用，应有出厂质量证明书或试验汇报单，并应取试样作机械性能试验，合格后方可使用。

6.6泥浆材料泥浆系由土料、水和掺合物构成。拌制泥浆使用膨润土，细度应为200～250目，膨胀率5～10倍，使用前应取样进行泥浆配合比试验。如采用粘土制浆时，应进行物理、化学分析和矿物鉴定，其粘粒含量应不小于50%，塑性指数不小于20，含砂量不不小于5%，二氧化硅与三氧化铝含量的比值宜为3～4。掺合物有分散剂、增粘剂(CMC)等。外加剂的选择和配方需经试验确定，制备泥浆用水应不含杂质，pH值为7～9。

6.7成槽设备有多头钻成槽机、抓斗式成槽机、冲击钻、砂泵或空气吸泥机(包括空压机)、轨道转盘等。6.8混凝土浇灌机具有混凝土搅拌机、浇灌架(包括储料斗、吊车或卷扬机)、金属导管和运送设备等。6.9制浆机具有泥浆搅拌机、泥浆泵、空压机、水泵、软轴搅拌器、旋流器、振动筛、泥浆比重秤、漏斗粘度计、秒表、量筒或量杯、失水量仪、静切力计、含砂量测定器、pH试纸等。

6.10槽段接头设备有金属接头管、履带或轮胎式起重机、顶升架(包括支承架、大行程千斤顶和油泵等)或振动拔管机等。

6.11其他机具设备有钢筋对焊机，弯曲机，切断机，交、直流电焊机，大、小平锹，多种扳手等。7质量控制7.1地下持续墙均应设置导墙，导墙形式有预制及现浇两种，现浇导墙形状有“L”型或倒“L”型，可根据不一样土质选用。

7.2地下墙施工前宜先试成槽，以检查泥浆的配比、成槽机的选型并可复核地质资料。

7.3作为永久构造的地下持续墙，其抗渗质量原则可按现行国标《地下防水工程施工质量验收规范》GB50208执行。

7.4地下墙槽段间的连接接头形式，应根据地下墙的使用规定选用，且应考虑施工单位的经验，无论选用何种接头，在浇注混凝土前，接头处必须刷洗洁净，不留任何泥砂或污物。

7.5地下墙与地下室构造顶板、楼板、底板及梁之间连接可预埋钢筋或接驳器(锥螺纹或直螺纹)，对接驳器也应按原材料检查规定，抽样复验。数量每500套为一种检查批，每批应抽查3件，复验内容为外观、尺寸、抗拉试验等。

7.6施工前应检查进场的钢材、电焊条。己竣工的导墙应检查其净空尺寸，墙面平整度与垂直度。检查泥浆用的仪器、泥浆循环系统应完好。地下持续墙应用商品混凝土。

7.7施工中应检查成槽的垂直度、槽底的淤积物厚度、泥浆比重、钢筋笼尺寸、浇注导管位置、混凝土上升速度、浇注面标高、地下墙连接面的清洗程度、商品混凝土的坍落度、锁口管或接头箱的拔出时间及速度等。

7.8成槽结束后应对成槽的宽度、深度及倾斜度进行检查，重要构造每段槽段都应检查，一般构造可抽查总槽段数的20%，每槽段应抽查1个段面。

7.9永久性构造的地下墙，在钢筋笼沉放后，应做二次清孔，沉渣厚度应符合规定。

7.10每50m3地下墙应做1组试件，每幅槽段不得少于1组，在强度满足设计规定后方可开挖土方。

7.11作为永久性构造的地下持续墙，土方开挖后应进行逐段检查，钢筋混凝土底板也应符合现行国标《混凝土构造工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

7.12地下持续墙的钢筋笼检查原则应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-第7.6节“地下持续墙质量验收原则”的规定。

表7.12-1地下墙质量检查原则项序检查项目容许偏差或容许值检查措施单位数值主控项目1墙体强度设计规定查试件记录或取芯试压2垂直度：永久构造临时构造1/3001/150抓斗钢丝绳的偏移量计算一般项目1导墙尺寸宽度mmW+40用钢尺量墙面平整度mm＜5用钢尺量导墙平面位置mm±10用钢尺量2沉渣厚度：永久构造临时构造mmmm≤100≤200重锤测3槽深mm+100重锤测4混凝土坍落度mm180～220坍落度测定器5钢筋笼尺寸见下附表。6地下墙表面平整度永久构造临时构造插入式构造mmmmmm＜100＜150＜20此为均匀粘土层，松散及易坍土层由设计定7永久构造时的预埋件位置水平向垂直向mmmm≤10≤20用钢尺量水准仪检查频率：导墙1次/段；墙体混凝土试块1组/槽、坍落度1次/槽、抗渗1组/5槽；槽尺寸、沉渣1次/槽。表7.12-2钢筋笼质量检查原则（mm）项序检查项目容许偏差及容许值检查措施主控项目1主筋间距±10用钢尺量2长度±100用钢尺量一般项目1钢筋材质检查设计规定抽样送检2箍筋间距±20用钢尺量3直径±10用钢尺量检查频率：1次/笼8安全措施8.1施工前，做好地质勘察和调查研究，掌握地质和地下埋设物状况，清除3.0m以内的地下障碍物、电缆、管线等，以保证安全操作。

8.2操作人员应熟悉成槽机械设备性能和工艺规定，严格执行各专用设备使用规定和操作规程。

8.3潜水钻机等水下用电设备，应有安全保险装置，严防漏电；电缆收放要与钻进同步进行，防止拉断电缆，导致事故；应控制钻进速度和电流大小，严禁超负荷钻进。

8.4成槽施工中要严格控制泥浆密度，防止漏浆、泥浆液面下降、地下水位上升过快、地面水流入槽内、泥浆变质等状况的发生，使槽壁面坍塌，而导致槽多头钻机埋在槽内，或导致地面下陷，导致机架倾覆，或对邻近建筑物或地下埋设物导致损坏。

8.5钻机成孔时，如被塌方或孤石卡住，应边缓慢旋转，边提钻，不可强行拔出，以免损坏钻机和机架，导致安全事故。

8.6钢筋笼吊放，要加固，并使用铁扁担均匀起吊，缓慢下放，使其在空中不晃动，以防止钢筋笼变形、脱落。

8.7槽孔完毕后，应立即下钢筋笼灌筑混凝土，如有间歇，槽孔应用跳板覆盖。

8.8所有成孔机械设备必须有专人操作，实行专人专机，严格执行交接班制度和机具保养制度，发现故障和异常现象时，应及时排除，并告知有关专业人员维修和处理。9环境保护措施9.1执行企业质量、环境、职业