基坑工程 地下连续墙施工.docx

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1、基坑工程地下连续墙施工地下连续墙是在地面上利用各种挖槽机械，沿支护轴线，在泥浆护壁条件下,开挖出一条狭长深槽清槽后在槽内吊放钢筋笼,然后用导管法浇筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙，作为截水、防渗、承重、挡土结构。地下连续墙的特点是墙体刚度大、整体性好，基坑开挖过程安全性高，支护结构变形较小；施工振动小，噪声低，对环境影响小；墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小；可用于密集建筑群中深基坑支护及逆作法施工；可作为地下结构的外墙；可用于多种地质条件。但由于地下连续墙施工机械的因素，其厚度具有固定的模数，不能像灌注桩一样对桩径和刚度进行灵活调整

2、，且地下连续墙的成本较为昂贵，因此地下连续墙只有用在一定深度的基坑工程或其他特殊条件下才能显示其经济性和特有的优势。1施工机械与设备地下连续墙的施工方法从结构形式上可分为柱列式?口壁式两大类,其施工机械也相应地分为柱列式和壁式两大类。前者主要通过水泥浆及添加剂与原位置的土进行混合搅拌形成桩,并在横向上重叠搭接形成连续墙。后者则由水泥浆与原位置土搅拌形成连续墙，并就地灌注混凝土形成连续墙。柱列式地下连续墙施工机械设备一般采用长螺旋钻孔机和原位置土混合搅拌壁式地下连续墙（TRD工法）施工设备；壁式地下连续墙施工机械设备一般采用抓斗式成槽机、回转式成槽机及冲击式三大类，抓斗式包括悬吊式液压抓斗成槽机

3、、导板式液压抓斗成槽机和导杆式液压抓斗成槽机三种,回转式包括垂直多轴式成槽机和水平多轴式回转钻成槽机（铁槽机）两种。随着地下空间开发技术的发展，地下连续墙作为一种重要的深基坑围护结构，也有越做越深、越做越厚的趋势，相应的地层条件、周边环境、作业空间也越来越复杂。大型化、一体化、组合成槽等已经成为了地下连续墙施工机械的发展方向。2施工工艺2.1工艺流程我国建筑工程中应用最多的是现浇钢筋混凝土壁板式地下连续墙。2.2导墙制作.导墙的作用导墙也叫槽口板，是地下连续墙槽段开挖前沿墙面两侧构筑的临时性结构，其作用是：(1)成槽导向、测量基准；(2)稳定上部土体，防止槽口塌方；(3)重物支撑平台，承受施工

4、荷载；(4)存储泥浆、稳定泥浆液位、围护槽壁稳定；(5)对地面沉降和位移起到一定控制作用。2 .导墙的结构形式导墙一般为现浇的钢筋混凝土结构，也有钢制或预制钢筋混凝土结构。图2所示是适用于各种施工条件的现浇钢筋混凝土导墙的形式。形式(a)、适用于表层土良好和导墙荷载较小的情况；形式（C）、（Q适用于表层土承载力较弱的土层；形式（e）适用于导墙上的荷载很大的情况；形式（f）适用于邻近建（构）筑物需要保护的情况；当地下水位很高而又不采用井点降水时，可采用形式（g）的导墙；当施工作业面在地下时，导墙需要支撑于已施工的结构作为临时支撑用的水平导梁，可采用形式（A）的导墙；形式是金属结构的可拆装导墙中的

5、一种，由H型钢和钢板组成。3 .导墙施工导墙混凝土强度等级多采用C20-C3（配筋多为。8。16150200,水平钢筋应连接使其成为整体。导墙肋厚150300mm,墙底进入原土0.2m。导墙顶墙面应水平，且至少应高于地面约IOOmm,以防地面水流入槽内污染泥浆。导墙内墙面应垂直且应平行于地下连续墙轴线，导墙底面应与原土面密贴，以防槽内泥浆渗入导墙后侧。墙面平整度应控制在5mm内，墙面垂直度不大于1500o内外导墙间净距比设计的地下连续墙厚度大4060mm,净距的允许偏差为5mm,轴线距离的最大允许偏差为土IOmm。导墙应对称浇筑，强度达到70%后方可拆模。现浇钢筋混凝土导墙拆模后，应立即加设上

6、、下两道木支撑（10cm直径圆木或IOCm见方方木）,防止导墙向内挤压，支撑水平间距为1.520m,上下为0.81.0m。2.3泥浆配制1 .泥浆的作用泥浆是地下连续墙施工中成槽槽壁稳定的关键。在地下连续墙挖槽时，泥浆起到护壁、携渣、冷却机具和切土滑润作用。槽内泥浆液面应高出地下水位一定高度，以防槽壁倒塌、剥落和防止地下水渗入。同时由于泥浆在槽壁内的压差作用，在槽壁表面形成一层透水性很低的固体颗粒胶结物一泥皮（图3）,起到护壁作用。2 .泥浆的成分护壁泥浆除通常使用的膨润土泥浆外,还有高分子聚合物泥浆、CMC（梭甲基纤维素）泥浆和盐水泥浆等，其主要成分和外加剂如表1所示。护壁泥浆的种类及其主要

7、成分表1泥浆种类主要成分,常用的外加剂膨润土泥浆膨润土、水分散剂、增黏剂，加重剂、防漏剂高分子聚合物泥浆高分子聚合物、水CMC泥浆CMC、水膨润土盐水泥浆膨润土、盐水分散剂、特殊黏土高分子聚合物泥浆是以长链高分子有机聚合物和无机硅酸盐为主体的泥浆,该种泥物泥浆遇水后产生膨胀作用提高黏度的同时可在槽壁表面形成一层坚韧的胶膜防止槽壁坍塌。高分子砂质黏土聚合物泥浆无毒无害，且不与槽段开挖出的土体发生物理化学反应，不产生大量的废泥浆,钻渣含水量小,可直接装车运走,故称其为环保泥浆。这种泥浆已经在北京、上海和长江堤防等工程中试用，固壁效果良好，确有环保效应，具有一定的推广价值和研究价值。目前应用最广泛的

8、还是膨润土泥浆，其主要成分是膨润土、外加剂和水。3 .泥浆质量的控制指标在地下连续墙施工过程中，泥浆需具备物理稳定性、化学稳定性、合适的流动性、良好的泥皮形成能力和适当的比重。既要使泥浆在长时间静置情况下，不至于产生离析沉淀，又要使泥浆有良好的触变性。对新制备的泥浆或循环泥浆都应利用专用仪器进行质量控制，控制指标主要有：泥浆比重、泥浆黏度和切力、泥浆失水量和泥皮厚度、泥浆含砂量、泥浆PH值及泥浆稳定性等。对于一般的软土地基，泥浆质量的控制指标如表2所示。泥浆质量的控制指标表2泥浆性能新配制循环泥浆废弃泥浆检验方法黏性土砂性土黏性土砂性土黏性土砂性土密度1.04S1.051.06S1o81.15

9、1.251.35比重计(g/cm,)黏度20s242530255060漏斗黏度计(s)率砂(344811含砂量杯pH值89898718-111212PH试纸续表泥浆性新配制循环泥浆废弃泥浆检验能黏性土黏性土黏砂方法失水量V1Om1/3OminV10m130minV20m130minV20m130niin泥皮厚1105989898量筒(%)法静切力2O3O/Im1n2301min20301min20301min静切50S(mgcm2)5050-50S力仪10010min10010min10010min10010min或旋转黏度计4 .泥浆的制备与处理（1）泥浆的配合匕次口需要量确定泥浆配合比时，

10、根据为保持槽壁稳定所需的黏度来确定各类成分的掺量，膨润土的掺量一般为6%10%,膨润土品种和产地较多，应通过试验选择；增黏剂CMC（竣甲基钠纤维素）的掺量一般为001%03%;分散剂（纯碱）的掺量一般为00.5%o不同地区、不同地质水文条件，不同施工设备，对泥浆的性能指标都有不同的要求，为达到最佳的护壁效果，应根据实际情况由试验确定泥浆最优配合比。(2)泥浆制备泥浆制备包括泥浆搅拌和泥浆贮存。制备膨润土泥浆一定要充分搅拌，否则会影响泥浆的失水量和黏度。泥浆投料顺序一般为水、膨润土、CMC、分散剂、其他外加剂。CMC较难溶解最好先用水将CMC溶解成1%3%的溶液,CMC溶液可能会妨碍膨润土溶胀，

11、宜在膨润土之后再掺入进行拌合。为充分发挥泥浆在地下连续墙施工中的作用，泥浆最好在膨润土充分水化之后再使用，新配制的泥浆应静置贮存3h以上，如现场实际条件允许静置24h后再使用更佳。泥浆存贮位置以不影响地下连续墙施工为原则，泥浆输送距离不宜超过200m,否则应在适当地点位置设置泥浆回收接力池。(3)泥浆处理在地下连续墙施工过程中，泥浆与地下水、砂、土、混凝土等接触，膨润土、外加剂等成分会有所消耗，而且也会混入一些土渣和电解质离子等，使泥浆受到污染而性质恶化。被污染后性质恶化了的泥浆，经过处理后仍可重复使用。如污染严重难以处理或处理不经济者则舍弃。泥浆处理方法通常因挖槽方法而异：对于泥浆循环挖槽方

12、法，要处理挖槽过程中含有大量土渣的泥浆以及浇筑混凝土所置换出来的泥浆;对于直接出渣挖槽方法只处理浇筑混凝土置换出来的泥浆。泥浆处理分为土渣的分离处理(物理再生处理)和污染泥浆的化学处理(化学再生处理)，其中物理处理又分重力沉淀和机械处理两种，重力沉淀处理是利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀的方法，机械处理是使用专用除砂除泥装置回收。泥浆再生处理用物理再生处理和化学再生处理联合进行效果更好。从槽段中回收的泥浆经振动筛除，除去其中较大的土渣，进入沉淀池进行重力沉淀，再通过旋流器分离颗粒较小的土渣，若还达不到使用指标，再加入掺合物进行化学处理。浇筑混凝土置换出来的泥浆混入阳离子时，土颗粒就易互

13、相凝聚，增强泥浆的凝胶化倾向。泥浆产生凝胶化后，泥浆的泥皮形成性能减弱，槽壁稳定性较差;黏性增高，士渣分离困难;在泵和管道内的流动阻力增大。对这种恶化了的泥浆要进行化学处理。化学处理一般用分散剂，经化学处理后再进行土渣分离处理。通常槽段最后23m左右浆液因污染严重而直接废弃。泥浆经过化学处理后，用控制泥浆质量的各项指标进行检验，如果需要可再补充掺入泥浆材料进行再生调制。经再生调制的泥浆，送入贮浆池（罐），待新掺入的材料与处理过的泥浆完全融合后再重复使用。化学处理的一般规则见表3。化学处理泥浆的一般规则表3调整项目处理方法对其他性能的影响增加黏度加膨润土失水量减小.稳定性、静切力、密度增加加CM

14、C失水量减小，稳定性、静切力增加，密度不变加纯碱失水量减小，稳定性、静切力、PH值增加，密度不变砌黏度加水失水量增加，密度、粉切力减小增加密度加膨润土黏度、稳定性增加砌密度加水黏度、稳定性减少.失水量增加减小失水量加膨润土和CMC黏度、稳定性增加增加稳定性加膨润土和CMC黏度增加，失水量减小增加静切力加膨润土和CMC黏度、稳定性增加.失水量减小减小静切力加水黏度、密度减小，失水量增加注：泥浆稳定性是指在地心引力作用下泥浆是否容易下沉的性质。测定泥浆稳定性常用析水性试验和上下相对密度差试验。对静置Ih以上的泥浆，从其容器的上部1/3和下部1/3处各取出泥浆试样，分别测定其密度，如两者没有差别则泥浆质量满足要求。(4)泥浆制备与处理设备泥浆制备包括泥浆搅拌和泥浆贮存。泥浆搅拌可采用低速卧式搅拌机搅拌、高速回转式搅拌机搅拌、螺旋桨式搅拌机搅拌、喷射式搅拌机搅拌、压缩空气搅拌、离心泵重复循环搅拌等。常用高速回转式搅拌机和喷射式搅拌机两类。搅拌设备应保证必要的泥浆性能，搅拌效率要高，能在规定时间内供应所需泥浆，要使用和拆装方便，噪声小。亦可将高速回转式搅拌机与喷射式搅拌机组合使用进行制备泥浆,即先经过喷嘴喷射拌合后再进入高速回转搅拌机拌合，直至泥浆达到设计浓度。高速回转式搅拌机(亦称螺旋桨式搅拌机