yantubbs-第四章 地下连续墙施工技术

岩土工程施工技术岩土工程施工技术第四章第四章地下连续墙施工技术地下连续墙施工技术基础工程基础工程•深基础工程•桩基础•墩基础•沉井基础•沉箱基础•地下连续墙基础•浅基础工程•扩展基础•联合基础•柱下条形基础•柱下交叉条形基础•筏型基础•箱形基础•壳体基础随着基础设施建设的不断渗入，越来越多的高层建筑拔地而起，需要更多的深基础工程。深基础工程深基础工程————多层地下室多层地下室城市工程名称开挖深度（m）北京外经贸综合大楼26.70京城大厦23.50王府地下车库18.20上海金茂大厦19.65恒隆广场18.95森茂大厦19.75天津今晚报9.00天津百货大楼14.50深基础工程深基础工程————多层地下室多层地下室城市工程名称开挖深度（m）武汉中南商业大厦17.40国贸中心16.80广州京光广场16.00赛格广场9.00深圳贤成大厦17.00青岛百盛大厦20.00图书文化大厦20.00深基础工程深基础工程————多层地下室多层地下室城市工程名称地下层数（开挖深度）（m）英国伦敦奥德斯盖特地下室7层（22.00m）美国波士顿邮政广场地下车库7层（23.20m）法国巴黎拉费埃特百货大楼6层日本东京读卖新闻社大楼6层1.1.地下连续墙地下连续墙地下连续墙技术起源于欧洲，它是由在凿井和石油钻井中所用的膨润土泥浆护壁和浇灌水下混凝土工艺发展而来的。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，近几年在地下工程中的应用已十分普遍。1.1.地下连续墙地下连续墙地下连续墙施工的特点：施工噪音、震动较小，对邻近地基和建筑物结构影响甚微，故适宜在城市建筑密集和人流多及管线多的地域施工。•利用一定的设备机具，在泥浆护壁条件下向地下钻挖一段狭长的深槽，在槽内吊放入钢筋笼后灌注砼，筑成一段钢筋砼墙段，再把一墙段连接起来形成一道连续的地下墙壁。22施工工艺施工工艺2.1施工工艺流程2.2成槽施工2.3钢筋混凝土施工22施工工艺施工工艺2.1施工工艺流程FLASH22施工工艺施工工艺2.1施工工艺流程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准备工作泥浆系统22施工工艺施工工艺2.2成槽施工2.2.1导墙施工2.2.2泥浆循环2.22.2成槽施工成槽施工2.2.1导墙施工导墙是挖制地下连续墙各项指标的基准，指示挖槽位置，导墙的位置、尺寸、垂直精度直接影响连续墙的位置，墙体厚度和墙壁垂直度。1、导墙作用a.导向作用作为地下墙成槽的导向标准；b.容蓄泥浆在成槽施工中稳定泥浆液位，以维护槽壁稳定；c.维持表层土层的稳定，防止槽口塌方；d.支承面槽等施工机械设备荷载。2.22.2成槽施工成槽施工2.2.1导墙施工2、导墙形式||形——板墙形⎦⎣形——适用于较差土层⎡⎤形——适用于较好土层][形——适用于较差土层2.22.2成槽施工成槽施工2.2.1导墙施工3、导墙施工a.导墙一般采用C20混凝土，配筋较少，多为φ12@200；b.导墙应高出地面100mm左右，以防止地面水流入槽内；c.导墙的几何尺寸及允许偏差见下表2.22.2成槽施工成槽施工2.2.1导墙施工表导墙的几何尺寸及允许偏差项目常用尺寸允许偏差埋设深度(mm)1000~2000导墙内深度(mm)±5导墙厚度(mm)150~300轴线偏差(mm)±10墙顶高差(mm)全长±10、局部±52.2.2泥浆循环1.泥浆作用(1)护壁作用液体压力，相当于一种液体支撑；槽壁形成泥皮可以防止槽壁倒坍和剥落，并防止地下水渗入。2.2.22.2.2泥浆循环泥浆循环1.泥浆作用(2)携渣作用泥浆具有一定的粘度，能土渣悬浮起来，使土渣随同泥浆一同排出槽外。2.2.2泥浆循环1.泥浆作用(3)冷却和润滑作用降低钻具温度，并具有润滑作用2.泥浆拌制泥浆搅拌前先将水加至搅拌筒1/3后开动搅拌机。在定量水箱不断加水同时，加入陶土粉、纯碱液、搅拌3min后，加入CMC液及硝腐碱液继续搅拌。一般情况下泥浆搅拌后应静置24h使用。2.2.2泥浆循环3.泥浆质量指标2.2.2泥浆循环8~9PH值95%稳定性1mm泥皮厚度10mL/30min失水量1.05~1.10相对密度19~21s粘度控制指标测定项目4.泥浆的处理施工过程中，泥浆是可以重复使用的。常用的泥浆处理方法：土渣分离处理和污染泥浆的化学处理。2.2.2泥浆循环土渣分离_机械处理33连续墙施工方法连续墙施工方法施工方法桩排式槽段式桩排式：是把灌注桩或预制桩或柔性桩等，并排连续起来建造地下墙的一种施工法，主要用于挡土或防渗。（一）桩排式的排列分类1．一字形相接排列桩间密合困难，施工难度大；（孔斜，缩径）2．间隔排列：挡土墙3．交错相接排列：钢混桩密合性差4．混合排列：压力灌浆，挡土防渗墙5．一字形（搭接排列）；先施工圆形桩后制冲击桩（二）桩排式施工法机械钻孔（或挖孔）后，孔内插入钢筋，用导管灌注砼成排桩。最后在桩间可采用压力灌浆等辅助加固，增强挡土防渗效果。（二）单元槽段施工程序1．挖槽：沿导墙方向，按设计槽宽和槽深钻挖。2．安装头管：在槽段两端头插入接头管。3．吊放钢筋笼入槽内。4．下入导管灌注砼。5．砼初凝后，终凝前拔出接头管。6．第二槽段开挖。（三）成槽方法挖槽方法很多，随钻挖设备不同，其出土方式，作业顺序，施工效率也各不相同，但按其成槽方法可归为三种。1．先钻导孔。再挖掘整修成槽。（两钻一抓法）2．先钻导孔，再重复钻圆孔成槽3．一次钻挖成槽形。33成槽机械成槽机械成槽机械挖斗式冲击式回旋式液压抓斗铲斗冲击式凿刨式多头钻铣削式33成槽机械成槽机械3.1挖斗式液压蚌式挖斗4867532133成槽机械成槽机械3.1挖斗式液压挖斗施工过程（1）b)a)12c)d)1233成槽机械成槽机械3.1挖斗式液压挖斗施工过程（2）——钻抓结合13132a)b)33成槽机械成槽机械3.2冲击式ISO冲击钻机98412653733成槽机械成槽机械3.3回转式挖槽机多头钻成槽机1234109756833成槽机械成槽机械3.4回转式挖槽机铣削钻成槽机33成槽机械成槽机械3.5回转式挖槽机铣削钻33成槽机械成槽机械3.6回转式挖槽机铣削钻4、清底方法清除槽底沉碴和槽段接头表面附着物。1．泵吸抽碴法；2．空气升液器抽碴法；3．抓头除碴法；4．高压水枪冲刺或专用利儀清除接头附着物。清底方法(a)砂石泵排泥：(b)压缩空气升液排泥，(c)潜水泥浆泵排泥1一接合器；2一砂石吸力泵；3—导管；4一导管或排泥管；5一压缩空气管，6一潜水泥浆泵：7一软管槽段歪斜修整五、槽段的连接（接缝工程）将各槽段紧密连接起来，成为地下连续墙，连接接头是地下连续墙的薄弱点，要求接头处不透水，不降低强度，不阻碍并保证施工能准确进行。无论哪种连接方式都存在一定的弱点，要求接头越少越好。5.1地下连续墙接头1.接头管接头5.2地下连续墙接头2.接头箱接头5.3地下连续墙接头3.隔板式接头5.4地下连续墙接头4.预制块接头12a)51b)3c)14554.预制块接头6钢筋笼的制作和吊放6.钢筋笼的构造与起吊方法7混凝土灌注槽段式地下连续墙混凝土灌注与钻孔灌注桩灌砼方法大同小异，都是采用水下砼灌注法，为保证灌注强度，灌注导管需2~3根同时灌注。地铁工程、地下街道工程较盾构施工（挖出圆形盾形）断面容易安排（筑成两道连续墙后，先盖顶恢复地面使用，再进行地下作业）。连续墙可将地下空间的利用深度加大（最深达130m）（其它施工方法难以达到），有利于缓和地面拥护。目前主要用于多层地下室工程，地下仓库工程、挡土防渗工程：水浪底、武汉龙头口段防洪堤、三峡。存在的问题：1．地质条件和施工适应性问题：（连续墙以勘探线连续开挖，而地层预测是以点布勘探孔，不能探测到所有复杂情况），要能在开挖中遇到复杂情况或发生问题时采取相应措施，须具备较高的技术水平和丰富的施工经验。2．槽壁坍塌问题：第一，泥浆护壁（稳定液）难以适应地层条件的变化（砂、砂砾、粘土的夹层或漏失或涌水），致使槽壁坍塌。岩土工程施工技术岩土工程施工技术逆作法施工技术逆作法施工技术利用地下连续墙进行的“逆作法”施工对于多层地下室的（多达9层），常规施工：开敞式施工，大开口放坡开挖或用钢板桩临时围护后开挖至设计深度，然后浇筑钢筋砼底板，自下而上逐层施工直至地面顶层。该法，占地面积大，钢板用量大，变形大需大量支撑，易引起固围地面变形，危害附近建筑物，利用地下连续墙采用逆作法施工，在国内外均以取得显著成效。施工工艺原理：先沿建筑物基线施工地下连续墙，作为地下室边墙或基坑围护墙，在建筑物内部支承柱位置施工钻孔灌注桩然后开挖第一层地下室并完成层底面梁板工程完工后的梁板结构也成为了地下连续墙刚度的支撑系统。然后继续向下逐层开挖逐层施工。第一层地下室完工后，可封闭地面层梁板（留出作业垂直通道），进行地上地下同时施工直至工程结束。1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±0.0053212逆作法在我国的应用全逆作3紫京花园天津半逆作4地王大厦深圳半逆作4百货大楼天津全逆作3城市航站楼上海全逆作4国际银行中心广州全逆作3好世界大厦广州半逆作3.5世界金龙大厦福州全逆作4恒积大厦上海逆作施工方法地下层数工程名称城市3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。4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.“两墙合一”的后浇混凝土墙施工；5.土方开挖方法的改进。逆作法“逆作法”施工施工特点：1．缩短施工总工期。2．基坑变形小，相邻建筑物沉降小。3．结构设计更合理（不需基坑抗浮的增厚板（双向配筋）（支承柱缩小了底板跨度）4．降低工程费：减省了墙体支撑材料，上海电信大楼深nm，用于支撑墙体的钢材达1350吨。