明挖法)地下工程施工4(地下连续墙)

地下连续墙
第二章
地下连续墙设计与施工
地下连续墙适用范围 (1)处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的 建筑群或重要的地下管线，对基坑工程周围地面 沉降和位移值有严格限制的地下工程。 (2)既作为土方开挖时的临时基坑围护结构，又 可用作主体结构的一部分的地下工程。 (3)采用盖作法施工，地下连续墙同时作为挡土 结构、地下室外墙、地面高层房屋基础的工程。
整体失稳
基坑底隆起失稳
管涌及流砂失稳
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三、地下连续墙设计与计算
3、地下连续墙的主要计算内容 根据可能发生的破坏形式来拟定计算内容： （1）确定施工和使用阶段各工况荷载，即作用于地下连续墙上 的水土压力、上部垂直荷载； （2）确定入土深度，满足抗管涌、隆起、整体失稳、承载力； （3）验算开挖槽段槽壁稳定，调整槽段长、宽、深度； （4）连续墙结构体系（墙体、支撑）内力分析和变形验算； （5）结构截面设计（墙体、支撑）、配筋设计、强度验算（接 头、节点联接），构造处理等； （6）估算施工对周围环境影响，包括墙顶位移、地面沉降值。
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三、地下连续墙设计与计算
4、地下连续墙挡土结构计算理论 相对使用阶段，施工阶段受力更为复杂。 其计算理论和方法，有一些地方法规，至今未有全国性统一规范。介绍 几 种工程中广泛使用的计算方法： 按时间划分：经典方法、现代计算方法； 按手段划分：经验法、解析法、数值法。 一般认为可归纳四类： a.荷载结构法 b.修正的荷载结构法 c.地层结构法 d.有限单元法 这四类方法，有的土力学、基础工程、结构力学等讲过，不在复述。其 它 可参考有关专著。
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四、地下连续墙主要施工工序
(3)导墙施工 导墙一般采用C20混凝土浇筑，配筋通常为φ12～ φ14@200。 表土较好时：导墙施工期保持外侧土壁垂直自立时， 则以土壁代替外模板，避免回填土和槽外地表水渗 入槽内。 表土较差时：开挖后外侧土壁不能垂直自立，外侧需 设模板。导墙外侧的回填土应用粘土回填密实，防 止地面水从导墙背后渗入槽内，引起槽段塌方。 地下墙两侧导墙内的净距：应比地下连续墙厚度略宽， 一般为40mm左右。导墙顶面应高于地面100mm左 右，以防雨水流人槽内稀释及污染泥浆。
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四、地下连续墙主要施工工序
泥浆质量控制指标
指标名称 粘度
密度 失水量 泥皮厚度 稳定性 pH值
新制备的泥浆 19～21s
<1.05 <10mL/30min <1mm 100% 8～9
使用过的循环泥浆 19～25s
<1.20 <20mL/30min <2.5mm
<11
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四、地下连续墙主要施工工序
地下连续墙
二、地下连续墙施工工艺
现浇钢筋混凝土地下连续墙的施工工艺过程
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三、地下连续墙设计与计算
1、地下连续墙受力特点
入土深、刚度大、施工过程工况多、兼作临时挡墙和永久性主体结构，分 析施工与使用两种情况的结构情况。
槽段开挖，内 泥浆起到护壁 作用，设计计 算内容为槽壁 的稳定性。
地下连续墙已 浇注形成，作 为基坑开挖前 的初始受力状 态
几种典型施工和使用阶段的工作状态
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三、地下连续墙设计与计算
2、地下连续墙挡土结构体系破坏形式
结构体系组成：墙体、支撑、墙前后土体组成共同作用 的受力体系。 受力变形状态与基坑形状、尺寸、墙体刚度、支撑刚度、墙体入土深 度、土体的力学性能、地下水、施工程序和开挖方法等有关。 其破坏形式分为：稳定性破坏、强度破坏两类。 （1） 稳定性破坏 下图中三类。
目前，我国建筑工程中应用最多的还是现浇钢筋混凝土 壁板式连续墙。其构造型式又可分为四种，
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二、地下连续墙施工工艺
地下连续墙的构造形式 (a) 分离壁方式 (b)单独壁方式
(c) 整体壁方式
(d)重壁方式
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二、地下连续墙施工工艺
2.地下连续墙施工流程
地下连续墙采用逐段施工方法，且周而复始地进行。每段的施工过程， 大致可分为五步。
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四、地下连续Biblioteka 主要施工工序（2）泥浆的制作 制作基本流程见下图。
泥浆制作基本流程图 (1)—泥浆搅拌器 (11)—化学制作处理搅拌器(P)—循环用泵
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四、地下连续墙主要施工工序
（3）泥浆的再生处理 沟槽循环或混凝土臵换而排出的泥浆，由于膨润土、CMC 等主要成分的消耗以及土渣和电解质离子的混入，质量比原 泥浆显著恶化。可根据泥浆的恶化程度，决定舍弃或进行再 生处理。 一般采用重力沉降和机械处理等两种方法。 重力沉降处理：是利用泥浆和土渣的密度差使土渣沉淀的方 法。 机械处理： 使用振动筛和旋流器。 振动筛：是通过强力振动将土渣与泥浆分离。 旋流器：是使泥浆产生旋流，砂粒在离心力作用下集聚在旋 流器内壁，再在自重作用下沉落排渣。 无法再回收使用的废弃泥浆，应进行预处理，通常是泥水分 离。
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四、地下连续墙主要施工工序
2.泥浆护壁
(1)泥浆的作用 作用:护壁、携渣、冷却机具和切土滑润，其中护壁为最 重要的功能。 泥浆性能： a. 具有一定的密度，渗入土壁形成一层透水性很低的泥皮， 有助于维护土壁的稳定性。 b. 具有较高的粘性，在挖槽过程中将土渣悬浮起来。使钻 头时刻钻进新鲜土层。 c. 降低钻连续冲击或回转而上升的温度，减轻钻具的磨损 消耗。 d. 有良好的固壁性能，且便于灌筑混凝土。 e. 有一定的稳定性，保证在一定时间内不出现分层现象。
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四、地下连续墙主要施工工序
1、概述 地下连续墙的施工过程复杂，工序多。其中 修筑导墙，泥浆的制备和处理，钢筋笼的制 作和吊装以及水下混凝土浇灌是主要的工序。
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四、地下连续墙主要施工工序
2、导墙施工 (1)导墙的作用 导墙作为连续墙施工中必不可少的构筑物，具有以下作用： 1)控制地下连续墙施工精度 导墙与地下墙中心相一致，确定沟槽走向，是量测挖槽标高、 垂直度的基准。 2)挡土作用 3)重物支承台 施工期间，承受钢筋笼、灌筑混凝土用的导管、接头管以及其 它施工机械的静、动荷载。 4)维持稳定液面的作用 导墙内存蓄泥浆，为保证槽壁的稳定，泥浆液面始终保持高于 地下水位一定的高度。此高度值的确定，大多数规定为1.25～ 2.0m。一般使泥浆液面保持高于地下水位1.0m，能满足要求。
地下工程施工与管理
西南交通大学土木学院
2006年2月
地下连续墙
第二章 地下连续墙设计与施工
一、概述
地下连续墙是区别于传统施工方法的一种较为先进的地 下工程结构形式和施工工艺。它是在地面上用特殊的挖槽 设备，沿着深开挖工程的周边(例如地下结构物的边墙)，在 泥浆护壁的情况下，开挖一条狭长的深槽，在槽内放臵钢 筋笼并浇灌水下混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙段。然后 将若干墙段连接成整体，形成一条连续的地下墙体。地下 连续墙可供截水、防渗或挡土承重之用。
泥浆种类 膨润土泥浆
聚合物泥浆 CMC泥浆 盐水泥浆
主要成分 膨润土、水
聚合物、水 CMC、水 膨润土、盐水
常用的外加剂 分散剂、增粘剂、加重剂、防漏剂
膨润土 分散剂、特殊粘土
我国工程中使用最多的是膨润土泥浆。
地下连续墙
四、地下连续墙主要施工工序
4、在不同地层中的泥浆配合比
地层 粘性土 砂 砂砾 膨润土(%) 5～8 5～8 8～12 增粘剂CMC(%) 0～0.02 0～0.05 0.05～0.1 分散剂FCL(%) 0～0.5 0～0.5 0～0.5 堵漏剂 其他
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第二章
地下连续墙设计与施工
上海2号线河南路站施工现场
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第二章 地下连续墙设计与施工
地下连续墙施工优点 (1)适用于多种土质情况 (2)施工时振动小、噪声低，有利于城市建设中的环境保护。 (3)能在建筑物、构筑物密集地区施工。 (4)能兼作临时设施和永久的地下主体结构。 (5)可结合“盖作法”施工，缩短施工总工期。 地下连续墙施工方法的局限性和缺点 (1)对于岩溶地区含承压水头很高的砂砾层或很软的粘土; (2)施工现场组织管理不善，可能会造成现场潮湿和泥泞，影响施工。 (3) 土层条件特殊，易出现不规则超挖和槽壁坍塌； (4)现浇地下连续墙的墙面较粗糙，墙面平整处理增加了工期和造价； (5)需有一定数量的专用施工机具和具有一定技术水平的专业施工队伍。
6、泥浆的制作和再生处理 （1）泥浆的需要量 决定于一次同时开挖槽段的大小、泥浆的各种损失及制备和回收 处理泥浆的机械能力。一般是参考类似工程的经验决定。作为参 考可用下列经验公式估算：
Q V V K K (1 1 )( n 1) 2 V n n 100 100
Q—泥浆总需要量(m3)： V—设计总挖土量(m3)； n—单元槽段数量； K1—浇筑混凝土时的泥浆回收率(%)，一般为60%～805； K2—泥浆消耗率(%)，一般为10%～20%，包括泥浆循环、排 土、形成泥皮、漏浆等泥浆损失。
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四、地下连续墙主要施工工序
(2)导墙的形式
导墙一般采用现浇钢筋混凝土结构。也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式 结 构，目的是想能多次重复使用。
各种形式的导墙
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四、地下连续墙主要施工工序
(a)、(b)断面最简单，适用于表层土质良好(如密 实的粘性土等)和导墙上荷载较小的情况。 (c)、(d)应用较多，适用于表层土为杂填土、软粘土 等承载能力较弱的土层。 (e)适用于作用在导墙上的荷载很大的情况，可根据 荷载的大小计算确定其伸出部分的长度。 (f)适用于邻近建筑物的情况，有相邻建筑物的一侧 应适当加强。 (g)适用于地下水位很高又不采用井点降水时，为确 保导墙内泥浆液面高于地下水位lm以上，需将导墙 上提而高出地面。在这种情况下，需在导墙周边填 土，可采用形式的导墙。