地下连续墙

地下连续墙•地下连续墙技术起源于欧洲，它是根据凿井和石油钻井所用膨润土泥浆护壁和浇灌水下混凝土工艺应用于工程而发展起来的。1950年正式在意大利米兰工程中应用，1959年日本引进，同一时期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应用已十分普遍。世界地下连续墙技术发展情况•1.意大利1938年首次进行了地下连续墙的试验•2.1950年首次应用于意大利的SantanMalin大坝防渗工程（深达40米的截水止漏墙）。•3.1973年法国索列丹斯公司首先研制了液压铣槽机•4.当前地下连续墙最发达的当属日本，90年代日本东京湾跨海大桥，川崎人工岛（厚2.8m，直径108m），地下连续墙深140m。•5.其他如意大利、法国、德国等均位于地下连续墙技术发展的前列中国地下连续墙技术的发展情况：•1.1957年，中国水利代表团考察了意大利地下连续墙技术，1958年在青岛丹子口水库、北京密云水库建成了排桩式地下连续墙。•2.1976年广东省首先将地下连续墙施工技术应用于工业与民用建筑基础•3.1963年上海为筹建地铁车站施工，进行槽壁法地下墙的试验研究（试用地质钻探设备配以抓斗作为挖槽机械）1974年，用普通抓斗挖槽进行地下连续墙试验。1984年引进日本制造的液压抓头成槽机组用于人民广场地下变电站工程的地下墙的成槽。•4.1996年，我国首次引进一台BC30型液压铣槽机用于长江三峡二期工程。•5.2004年上海轨道交通4号线修复工程地下连续墙厚1200mm，地下连续墙深为65m。•6.2006年南水北调穿黄工程地下连续墙厚1500cm，深76.6m(目前中国最深)第一节地下连续墙的适用范围及类型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。地下连续墙是在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁的条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后在槽内吊放入钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土，筑成一个单元槽段，如此逐段进行，以特殊接头方式，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。施工工艺原理：地下连续墙作为结构物，具有抗渗、截水、承重、挡土、抗滑等各种功能，即可以作为临时性施工措施。地下连续墙既可以独立受力，又可以与后浇混凝土结构结合共同受力，故适用范围较广。就工程而言，可应用于地铁、地下停车场、船坞、港口驳岸、桥梁基础、水坝、大型基础支护、高楼地下室、地下油罐、竖井、深基坑开挖边坡的挡土墙等。适用范围：1.墙体刚度大、整体性好,防渗截水性能好；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。地下连续墙的主要优点：地下连续墙的缺点：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。地下连续墙在工程中的应用：早在1958年，地下连续墙已在北京郊区密云大型水库白河主坝中应用，作为大坝地基的防渗墙；密云水库蓄水运行多年，大坝地基不漏水，情况良好。1979年，上海基础工程公司应用地下连续墙，建造上海港船厂港池试验成功。1980年应用地下连续墙为上海钢铁一厂的一号高炉解决沉碴池工程。虎门大桥是我国第一次设计建造的现代化大跨度悬索桥，其主航道悬索桥跨径880m。此桥西侧锚碇基础采用外径61m、内径59.4m、墙厚80cm的圆形地下连续墙，1993年9月16日开工，采用了冲击钻成槽，泥浆护壁，仅用3个月时间就完成了地下连续墙施工。上海环球金融中心位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易区,是一幢以办公为主，集商贸、宾馆、观光、展览及其它公共设施于一体的大型超高层建筑，主楼地上101层,裙房地上5层,地下3层,总建筑面积381600m2,建筑高度492m,是目前国内最高的超高层建筑。•第一阶段：54幅地下连续墙施工（2004年2月18日～4月23日）；•第二阶段：几个槽段的地下连续墙补强（5月5日～6月4日）；•第三阶段：基坑开挖（5月18日～9月5日）；•第四阶段：桩头处理（9月8日～11月25日）；•第五阶段：深坑开挖（11月25日～）。•工程施工实践证明：最大变形只有0.03米，仅是同等基坑的30～50%，工程整体稳定性良好，对周边环境的影响也在规范规定的限值之内。•北京市西单路口西北角。•占地面积13158平方米，总建筑面积174869平方米，地下4层，局部6层，地上15层，屋顶高57.5m。•工程于2001年4月建成。•大厦由著名建筑大师贝幸铭担任设计顾问，美国贝氏建筑师事务所(PPA)主持设计。•大厦曾获得中国建筑工程总公司科学技术奖一等奖；美国石材协会2001年度最考究建筑奖。第三届詹天佑土木工程大奖获奖工程。•建筑西侧、北侧主楼部分为钢筋混凝土结构，东侧、南侧附楼部分为钢、混凝土结构。•因建筑功能要求，四个区段间没有设缝，全部整体连接，整个结构为板柱框架-剪力墙体系。•地下室墙为800mm厚地下连续墙结构，地下室四周设置预应力锚杆。采用筏基，底板厚16～23m。北京地铁复八线工程是北京地铁一号线的中段，西起复兴门，东至八王坟，全长12.7km。其中地下线10余km，地面线近2km。在大北窑车站、热电厂站施工中采用厚0.6m、深约22m、C30钢筋混凝土地下连续墙，有效阻截了地下水及流砂，给施工创造了较好的条件。152001年10月28日，润扬大桥北锚碇地下连续墙顺利合龙，在地下形成1.2米厚的钢筋混凝土矩形墙，为北锚碇超深基坑开挖提供了坚固的围护结构。施工过程中地下连续墙要穿过上部16.5米的原流塑态淤泥、疏松的粉细砂层、着床在花岗岩裂隙发育层。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。地下连续墙的类型：3地下连续墙施工施工工艺（现浇钢筋混凝土壁板式地下连续墙）导墙施工→槽段开挖→清基→安放接头管和钢筋笼→水下浇筑混凝土→（初凝后）拔出接头管与基础底板、结构墙体的连接——采用预留锚固钢筋的方式现浇地下连续墙施工工艺流程如下图所示。地下连续墙施工过程地下连续墙施工•（1）施工准备•（2）导墙施工•（3）泥浆工艺•（4）槽段开挖•（5）槽段清基•（6）槽段接头•（7）钢筋笼的制作与吊装•（8）槽段混凝土施工（一）工程地质及水文地质情况的调查分析（二）现场情况调查（1）大型机械进出场条件（2）水源及电源条件（3）邻近建筑物的情况（4）地下障碍物情况（5）施工对环境的影响（三）编制施工组织设计（1）工程概况（2）场地地质条件及环境条件（3）施工方案及方法（4）施工平面布置（1）施工准备地下连续墙施工•（1）施工准备•（2）导墙施工•（3）泥浆工艺•（4）槽段开挖•（5）槽段清基•（6）槽段接头•（7）钢筋笼的制作与吊装•（8）槽段混凝土施工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：①设计所要求的构造、形状(拐角和端头等)、墙的厚度和深度。②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5～8m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C20。(1)导墙的作用和要求。①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1～2m，顶面高于施工地面5～10cm，内墙面竖直，导墙的内壁间净距为地下墙的宽度另加4～6cm。导墙指示挖槽位置，为挖槽起竖直导向作用。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。②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1～3m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。③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。(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0.6～1.0m以上，一般在导墙的周边堆土至导墙的上边缘。图(d)、(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用；需将导墙做成L形或上下两端都向外伸出的“匚”形。图(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5～10cm，以防地面水流入导沟。平整场地→测量放样→挖槽→浇筑导墙垫层砼→钢筋绑扎→立模板→浇筑砼→养护→设置横向支撑→施工便道导墙内的水平钢筋须相互连接成整体；多段施工，每段施工长度60m左右；一般采用C20混凝土，配筋φ12－φ14@200；沿纵向每隔1m左右设上、下两道木支撑。导墙施工顺序导墙施工要点1导墙施工导墙是地下连续墙施工的第一步，它的作用是挡土墙，建造地下连续墙施工测量的基准、储存泥浆，它对挖槽起重大作用。根据我