1、目录 I 目目 录录 第第 1 章章 绪论绪论 1 1.1 基坑工程发展状况 . 1 1.2 深基坑工程的内容 . 1 1.3 深基坑支护技术发展的前景 . 2 1.4 地下连续墙围护深基坑工程技术研究的目的和意义 . 3 1.5 研究内容 . 3 1.6 地下连续墙围护深基坑工程技术的适用及优缺点 . 3 第第 2 章章 基坑支护常用方法分析基坑支护常用方法分析 5 2.1 基坑支护的基本要求 . 5 2.2 目前所采用的几种支护技术 . 5 2.2.1 钢板桩支护 5 2.2.2 深层搅拌水泥土桩 5 2.2.3 地下连续墙 6 2.2.4 钻孔灌注桩 7 2.2.5 土钉墙 7 2.2.
2、6 加筋水泥土墙(SMW 工法) . 8 第第 3 章章 地下连续墙支护技术简介地下连续墙支护技术简介 9 3.1 简介 . 9 3.2 地下连续墙的分类 . 9 3.3 地下连续墙的施工 . 9 3.3.1 施工工艺流程 9 3.3.2 施工方法 10 3.4 地下连续墙施工难点 . 15 3.4.1 导墙施工 15 3.4.2 泥浆制作 15 3.4.3 钢筋笼制作 16 3.4.4 成槽放样 17 3.4.5 成槽 17 3.4.6 下锁口管 18 3.4.7 钢筋笼起吊和下钢筋笼 19 3.4.8 下、拔砼导管、浇筑砼 20 3.4.9 拔锁口管 21 II 3.5 地下连续墙的构造要
3、求 . 22 第第 4 章章 超深地下连续墙施工中若干问题探讨超深地下连续墙施工中若干问题探讨 23 4.1 引言 . 23 4.2 超深地下连续墙的施工方法 . 23 4.2.1 液压抓斗成槽 23 4.2.2 “钻抓结合”法 23 4.2.3 “先抓后铣”法 23 4.2.4 铣槽机成槽 24 4.3 超深地下连续墙施工中主要难点及应对措施 . 24 4.3.1 导墙的施工 24 4.3.2 垂直度的控制 24 4.3.3 接头的处理 24 4.3.4 钢筋笼的制作与吊装 26 4.3.5 水下混凝土灌注 26 第第 5 章章 工程实例及结论工程实例及结论 . 28 5.1 工程实例 .
4、28 5.1.1 基坑围护设计条件 28 5.1.2 地下连续墙方案的确定 28 5.1.3 地下连续墙墙体设计 28 5.1.4 支撑体系设计 . 29 5.1.5 施工程序 29 5.2 地下连续墙的结构设计分析 . 30 5.2.1 计算分析方法 30 5.2.2 地基弹簧刚度 30 5.2.3 计算荷载 30 5.2.4 结构计算模型 30 5.2.5 结构计算工况 31 5.2.6 计算结果与实测值的比较 31 5.3 结论 . 31 参考文献参考文献 . 错误!未定义书签。 致谢致谢 . 错误!未定义书签。 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 1 第第 1 章章 绪论绪论 近年来
5、,随着我国经济建设和城市建设的迅速发展,地下工程日益增多。高层建筑地下 室、地铁车站、地下车库、地下商场、地下人防工程、桥墩等施工时都需要开挖较深的基 坑。大量深基坑工程的出现,促进了设计计算理论的提高和施工工艺的发展,通过大量的工 程实践和科学研究,逐步形成了基坑工程这一新的学科。基坑工程呈现出紧(场地紧凑)、 近(工程距离近)、深(越来越深)、大(规模和尺寸大)等特点。深基础施工是大型和高层建 筑施工中极其重要的环节,而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。 1.1 基坑工程发展状况基坑工程发展状况 我国的基坑工程发展于上世纪 70 年代末,那时只有少量的大型工程项目有开挖深度
6、达 10m 以上的基坑工程,这些工程大多选址在较少或没有周边建筑物、地下构造物的地区,因 此深基坑支护技术的研究并没有得到足够的重视。到上世纪 80 年代后期,尤其是 90 年代 以来,我国的经济实力有了飞速的发展,充分利用地下空间建造地下车库、商场和人防设施 来解决我国人多地少的矛盾己在城市建设中形成共识。同时城市高层建筑越来越多,这些 高层建筑大都有 13 层的地下室,基坑开挖深度通常达到 6m20m。一些大城市,如北京, 上海,天津,广州的地铁工程的建设也需要进行大规模的地下开挖。概括而言,我国的基坑 工程具有以下特点: (l) 基坑深度越来越深 因为使用方便,地皮珍贵,或为了符合建管规
7、定及人防需要,建筑投资者不得不向地下 和高空发展。在城市交通日益紧张的今天,地下空间更好的利用也是解决大型城市停车难 的重要手段之一,所以随着建筑体量的增大,基坑的面积也越做越大。例如,上海金茂大厦 基坑开挖深度-19.65m、福州新世纪大厦地下六层，深度为-262m、建成的国家大剧院， 地下室为三层，基坑深度达-32.5m。 (2) 工程地质差的场地增多 城市建设不像水电站、核电站等重要设施那样,可以在广阔的地域中选择优越的建设 场地,只能根据城市规划的需要而进行选择,因此,有些工程地质条件往往较差。这一点在 某些沿海经济开发区如上海,广州等尤为突出。有些开发区位于填海、填湖、淤泥、泥塘 或
8、沼泽地,工程地质条件十分复杂。 (3) 基坑支护形式 深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节，而深基坑支护结构技术无疑是 保证深基础顺利施工的关键。基坑支护出现了很多新技术、新工艺诸如地下连续墙排柱支 护、水泥搅拌柱、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护 结构等等。实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等,结合不同支护方式的优缺点, 选择经济合理的方案。 1.2 深基坑工程的内容深基坑工程的内容 深基坑工程在国外称为“深开挖工程” ，这比称之为“深基坑”更合适。因为为了设置建 筑物的地下室需开挖深基坑，这只是深基坑开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种 2
9、 地下设施而必须进行的深层开挖。深基坑工程问题在我国随着城市建设的迅猛发展而出 现，并且曾是造成人们困惑的一个技术热点和难点。 城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防 工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构， 稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下 设施，造成巨大损失。从另一方面讲，深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为 依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种 意外变化，传统的设计方法难以事先设定或事后处理。有鉴于此，人们不断总结实践经
10、验， 针对深基坑工程，萌发了信息化设计和动态设计的新思想，结合施工监测、信息反馈、临 界报警、应变（或应急）措施设计等一系列理论和技术，制定相应的设计标准、安全等级、 计算图式、计算方法等。 目前，关于深基坑支护结构的设计计算方法正在不断的完善和发展，就计算受力性质 不同主要可归为 3 类：重力式、悬臂式、支撑式。经过工程实践的筛选，形成了适合于不 同地质条件和基坑深度的经济合理的支护结构体系。水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的 5m 以内， 后者乃至 10m 以内首选的支护形式， 土层条件好时， 15m 左右基坑亦经常使用。 前者既能挡土又能挡水，后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被
11、疏干降低的 场区。当基坑深度大于 10m 时，可考虑采用地下连续墙，或 SMW 工法连续墙，并根据需 要设置支撑或锚杆。遇特殊结构物(如地铁盾构的工作井、排水泵站、取水构筑物等)则采 用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。 1.3 深基坑支护技术发展的前景深基坑支护技术发展的前景 近年来， 基坑工程的设计和施工技术日益进步,不断出现了多种符合我国国情的实用的 基坑支护方法，而且使得基坑工程的设计理论,计算方法得到不断改进，施工工艺取得长足 的进步。目前，各地基本建设中的各类建筑朝着高、大、深，重等方面的发展势头仍方兴 未艾。 可以预料， 基坑开挖与支护技术的各个方面均将继续得到全面而深入的
12、应用和推广。 但是基坑工程技术在推广应用中除必须遵循国家现行的规程、规范外，更应遵照地方的相 关标准。在基坑工程设计时，除了应用常规设计方法，尚应进行一些探索，以降低工程造 价，加快工程进度，保证工程质量。在基坑工程内支撑设计时应逐步实现工具化、模数化、 系列化，并设置报警系统，以便重复使用。基坑的挡土结构(排桩或地下连续墙)尽量与永 久性结构相一致，预应力锚杆能改善和提高锚杆结构性能，控制变形在基坑工程中已获得 广泛应用，对于锚拉力较大的预应力锚杆，可采用电渣压力焊、套筒挤压连接、锥螺纹连 接、直螺纹连接等新型焊接技术，以后应逐步采用可拆除方式，进一步扩大喷锚网支护应 用范围，发展锚杆与土钉
13、等结合使用的深基坑综合支护技术。深基坑支护结构的设计与施 工不同于上部结构。除地基土类别的不同外，地下水位的高低、土的物理力学性质指标以 及周围环境条件等，都直接与支护结构的选型有关。支护结构型式选择的合理，就能做到 安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济与社会效益。可见，支护结构形式的优 化选择是深基坑支护技术发展的必然趋势。随着信息化的发展，自动化仪器将会更多的利 用在基坑工程中，会产生更多的支护方法，支护工程发展潜力无限。 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 3 1.4 地下连续墙围护深基坑工程技术研究的目的和意义地下连续墙围护深基坑工程技术研究的目的和意义 随着社会经济的不断发
14、展，由于城市建设的不断提高，深基坑开挖与支护工程，已成 为城市环境岩土工程的重要课题之一，它对加速旧城改造，高层建筑发展和地下空间开发 是一个重要的工程环节，它制约着工程的投资、工期，也影响着建筑环境和市政环境。其 成功与否不仅反映了综合技术水平，也反映综合投资效益，从一个侧面说明了社会生产力 的发展水平。 基坑是建筑工程的一部分，而深基坑是充分利用土地资源的方式之一。由于我国地少 人多，人均占有土地还不及全世界人口占有土地的 1/10，为节约土地，向空间要住房，向 旧房要面积，许多高层建筑拔地而起，因此发展多层和高层向空中和地下发展，是解决我 国土地资源紧张的一条重要出路。 随着城镇建设中高
15、层及超高层建筑的大量涌现，深基坑也越来越多。同时，密集的建 筑物、大深度的基坑周围复杂的地下设施，使得放坡开挖基坑这一传统技术不能满足城镇 建设的需要，因此，深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛关注。 尤其是 20 世纪 90 年代以来，基坑开挖与支护问题已经和正在成为我国建筑工程界的 热点问题，基坑工程数量、规模、分布急剧增加，同时所暴露的问题也越来越多。由于改 革开放后经济的不断腾飞，地下空间的开发也愈演愈烈，如：地下街、地下商场、地下车 库、地下铁道修建等等。这些都将遇到深基坑的开挖。虽然近年来，绝大多数深基坑开挖 与支护工程都是成功的，但是由于深基坑开挖支护措施不当而造成的工程事故也是屡
16、见不 鲜的。随着无锡地区经济的飞速发展，高层、超高层建筑的加多，地铁的建造，深基坑支 护问题也越来越得到重视。单对它的工作机理的研究还不够完善，在我国国内仅有少量的 现场测试数据，各地的具体条件不同，地方经验也不相同，因此工程开工前有必要通过一 些简单的室内试验，得到大量具有说服力的数据和图表，对工程的可行性加以保证。 1.5 研究内容研究内容 （1）地下连续墙技术在国内外研究发展的现状和趋势。 （2）地下连续墙技术研究的目的和意义。 （3）地下连续墙技术的优缺点及其应用范围。 （4）地下连续墙技术的特点和与其他基坑支护技术的对比。 （5）已有的地下连续墙支护的设计理论、计算方法、施工方法等研
17、究成果。 1.6 地下连续墙围护深基坑工程技术的适用及优缺点地下连续墙围护深基坑工程技术的适用及优缺点 （1）地下连续墙适用：深基坑开挖和地下建筑物的临时性和永久性的挡土维护结构；地 下水位以下的截水、防渗；还可以作为承受上部建筑的永久性荷载并兼有挡土墙和承重基 础的作用。 （2）工艺优点 1、施工振动小，噪音低，对周围环境影响小； 2、墙体的刚度大； 3、防渗止水性能好； 4、可以贴近原有建筑物施工； 5、可以用作刚性基础，可用于逆作法施工。 4 （3）地下连续墙存在不足 1、在一些特殊地质（如很软的淤泥质土、含漂石的冲击层等）下施工难度很大； 2、如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可能出
18、现相邻墙段不齐和漏水问题； 3、地下连续墙如果作为临时挡土结构，比其他方法所耗费用要高； 4、在城市施工时，废泥浆处理比较麻烦。 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 5 第第 2 章章 基坑支护常用方法分析基坑支护常用方法分析 2.1 基坑支护的基本要求基坑支护的基本要求 深基坑支护结构的主要作用是挡土、挡水,使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安 全顺利地进行,并保证对临近建筑和周边环境不产生危害。所以,基坑支护结构的基本要求 为: (1) 要求支护结构技术先进,结构简单,受力可靠,确保基坑围护体系能起到挡土、挡 水作用,使基坑四周边坡保持稳定。 (2) 确保基坑四周相邻建筑物,地下管线、道
19、路等的安全,要求在基坑土方开挖及地下 工程施工期间,不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害。 (3) 同时,要求基坑工程在经济上合理,并且要求保护环境,保证施工安全。 2.2 目前所采用的几种支护技术目前所采用的几种支护技术 支护结构按其工作机理和挡墙形式，一般可分为以下中的一些类型：水泥土墙式、排 桩与板墙式、边坡稳定式等。水泥土墙式包括深层搅拌水泥土桩及高压旋喷桩；排桩与板 墙式分为板桩式、排桩式、板墙式、组合式；其中板桩式包括钢板桩支护、钢筋混凝土板 桩支护、型钢横挡板支护；板墙式分为现浇地下连续墙、预制装配式地下连续墙；组合式 分为 SMW 工法及高应力区加筋水泥土墙；边坡稳定式分
20、为土钉墙及喷锚支护。 在这些支护结构中，常用的方法是钢板桩支护、深层搅拌水泥土桩、地下连续墙、钻 孔灌注桩、土钉墙、加筋水泥土墙等，它们各有不同的适用条件和优缺点。几种常用方法 对比分析： 2.2.1 钢板桩支护钢板桩支护 这是一种最常用的支护方式,用打入或振动打入法就位,工程结束后拔出回收,可以重 复使用。常用的有槽钢板桩和“拉森”钢板桩（热轧锁口钢板桩）。 钢板桩支护的优点是:材料质量可靠,在软土地区打设方便,施工速度快而且简便；有 一定的挡水能力；可重复使用；费用较低。缺点:由于钢板桩刚度不够大,用于较深的基坑 时支撑工作量大(常用于 7m 以下),否则变形较大；在透水性较好的土层中不能
21、完全挡水； 拔出时易带土,如处理不当会引起土层移动,可能危害周围的环境。 2.2.2 深层搅拌水泥土桩深层搅拌水泥土桩 深层搅拌水泥土桩支护（图 2.1）是利用水泥作为固化剂，采用机械搅拌，将固化剂 和软土剂强制拌和，使固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化，形成具有 整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩墙，作为支护结构。适用于淤泥、淤泥质土和护 墙的刚度达 30%以上，可减薄墙厚，减少内支撑数量，由于曲线布筋张拉后产生反拱作用， 可减少围护结构变形，消除裂缝，从而提高抗渗性。这两种方法已经在工程中试用，并取 得较好的社会效益和经济效益。深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的搅拌
22、机将 喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合，制成水泥土桩，硬化后形成水泥土排桩 6 挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。 该方法的优点是:由于坑内无支撑,便于机械化快速挖土；既可挡土又可形成隔水帷 幕；基坑平面形状不受限制；比较经济。缺点是:不宜用于深基坑(一般坑深不宜大于 6m)， 位移相对较大,尤其在基坑边长较长时，墙体厚度相对较大,所以红线位置和周围环境要有 充足的余地；另外,施工时要防止对周围环境的影响。 图 2.1 深层搅拌水泥土桩 2.2.3 地下连续墙地下连续墙 地下连续墙是于开挖之前,用特殊挖槽设备在泥浆护壁之下开挖深槽,然后下钢筋笼 浇注混凝土形成的地下土中的混凝土墙,如图
23、 2.2 所示。地下连续墙已成为深基坑支护结 构的主要方法之一,国内大城市深基坑工程利用此支护结构为多,常用厚度为 600mm 1000mm,目前也可施工厚度为 450mm。 地下连续墙的优点是:施工时对周围环境影响小,能紧邻建(构)筑物等进行施工；刚度 大、整体性好、变形小,能用于深基坑；如处理好接头能较好的抗渗止水；如用逆作法施 工,可实现两墙合一,可降低成本。尤其是地下水位高的软土地区,当基坑深度大且邻近的 建(构)筑物、道路和地下管线相距甚近时,它往往是首先考虑的支护方案。缺点是：如单 纯用作支护墙费用较高。 图 2.2 地下连续墙 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 7 2.2.4
24、 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 灌注桩（图 2.3）是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基 土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩 又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。我国各地都有应用,是支护结构 中应用较多的一种。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。 钻孔灌注桩支护的优点是:施工无噪声、无振动、无挤土,挡墙的刚度较大,抗弯能力 强,变形相对较小,在土质较好的地区已有 7m8m 悬臂者,在软土地区坑深不超过 14m 皆可 用之,经济效益较好。缺点是:由于其永久保留在地基土中,可能为日后的地下工程施工造 成障碍；由于目前
25、施工时它难以做到相切,桩之间留有 100mm150mm 的间隙,挡水效果差, 有时将它与深层搅拌水泥土桩挡墙组合应用,前者抗弯,后者做成防水帷幕起挡水作用。 图 2.3 灌注桩 2.2.5 土钉墙土钉墙 土钉墙（图 2.4）是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。土钉墙 围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉,形成加筋土重力式挡土墙,土钉墙 的施工过程为：边开挖基坑,边在土坡中设置土钉,在坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝 土形成混凝土面板,最终形成土钉墙。土钉墙维护结构适用于地下水位以上或人工降水后 的粘土、粉土、杂填土以及非松散砂土、碎石土等,基坑深度一般不大于 15m，
26、在淤泥质土 以及未经降水处理的地下水位以下的土层中采用土钉墙要谨慎。 土钉墙应用于基坑开挖支护和挖方边坡稳定具有以下的优点:它形成土钉复合体、显 著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力；施工设备简单,由于钉长一般比锚杆的长 度小的多,不必加预应力,所以设备简单；随基坑开挖逐层分段开挖作业,不占或少占单独 作业时间,施工效率高,占用周期短；施工不需单独占用场地,本身变形很小,对现场狭小, 放坡困难,有相邻建筑物时显示其优越性；土钉墙成本费用较其他支护结构显著降低；施 工噪音小、振动小,对环境影响小。缺点是:不适用于地下水位较高的基坑;对土质有要求, 不适用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层土、没有
27、临时自稳能力的淤泥土层；另外,不宜 在腐蚀性土如煤渣、煤灰、炉渣、酸性矿物废料等土质作永久性支挡结构。 8 图 2.4 土钉墙 2.2.6 加筋水泥土墙加筋水泥土墙(SMW 工法工法) 该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘,同时在钻头处喷出水泥而 与地基土反复混合搅拌,在各施工单元之间则采取重叠搭接施工,然后在水泥土混合体未 结硬前插入 H 型钢或钢板作为其应力补强材,至水泥结硬,便形成一道具有一定强度和刚度 的、连续完整的、无接缝的地下墙体。该技术近年在北京、上海等地都有大量应用。 该方法的优点是:施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损 及地下设施移位等危
28、害；钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点,随着钻掘和搅拌 反复进行,可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌,而且墙体全长无接缝,从而使它可比传统 的连续墙具有更可靠的止水性,其渗透系数 K 可达 10-7cmPs；成墙较深,最大深度目前为 65m,视地质条件尚可施工至更深；工期短；废土外运量远比其他工法少；施工速度快、工 程造价低。 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 9 第第 3 章章 地下连续墙地下连续墙支护技术简介支护技术简介 3.1 简介简介 地下连续墙（diaphragm wall pancel trench,slurry trench,slurry wall,contionous
29、diaphragm wall 等）也称为混凝土地下墙、连续地下墙，具有挡土、承重、防水作用。此开挖技术起 源于欧洲，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇筑混凝土的方法而发展起来的， 1950 年在意大利米兰首次采用了护壁泥浆地下连续墙施工， 20 世纪 50-60 年代该项技术在 西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。1958 年我国 水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙。 3.2 地下连续墙地下连续墙的的分类分类 虽然地下连续墙已经有了 50 多年的历史，但是要严格分类，仍是很难的。 （1）按成墙方式可分为：桩排式 槽板式 组合式。 （2）按墙
30、的用途可分为：防渗墙 临时挡土墙 永久挡土（承重）墙 作为基 础用的地下连续墙。 （3）按强体材料可分为：钢筋混凝土墙 塑性混凝土墙 固化灰浆墙 自硬泥 浆墙 预制墙 泥浆槽墙（回填砾石、粘土和水泥三合土） 后张预应力地下连续墙 钢制地下连续墙。 （4）按开挖情况可分为：地下连续墙（开挖）地下防渗墙（不开挖） 。 3.3 地下连续墙的施工地下连续墙的施工 在地下挖一段狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，浇筑成一钢筋混凝土墙体，把这些墙 体逐一连接起来形成一道连续的地下墙，就是一般所称的地下连续墙。 3.3.1 施工工艺流程施工工艺流程 地下连续墙施工工艺流程如下图所示： 10 地下连续墙施工工艺流程
31、图地下连续墙施工工艺流程图 3.3.2 施工方法施工方法 （一）施工准备 包括编制实施性施工组织设计；审阅技术文件；测量放线；场地规划与拆迁；道路、 供水、供电等临时设施的建设；机械设备、材料的落实及设立试验室等工作，需在开工前 完成。 （二）护壁泥浆 在地基中钻孔或挖槽， 可通过泥浆的静压力来防止槽孔坍塌或剥落， 维持槽孔的形状。 同时泥浆还具有浮土渣把土渣携出地面的功能。槽孔形成之后，浇筑混凝土把泥浆由槽孔 1、泥浆的种类 主要有膨润土泥浆、聚合物泥浆、CMC 泥浆、盐水泥浆。使用的外加剂有：分散剂、 CMC 增粘剂、加重剂、防漏剂等。 2、泥浆的使用方法 （1）静止方式：抓斗挖槽时不断注
32、入新泥浆，直到浇筑混凝土将泥浆置换出来为止。 施工准备 导墙施工 钻 导 孔 挖 槽 清 底 吊装钢筋笼 下混凝土导管 浇筑混凝土 拔出锁口管 泥浆再生处理 测量槽壁垂直度 K 吊入锁口管 制作钢筋笼 砼灌注架就位 吸出槽内泥浆 拌制泥浆 是否符合安全标准 纠 偏 否 是 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 11 泥浆一直储存在槽内仅起护壁作用，不用来排渣。 （2）循环方式：用泵使泥浆在槽底与地面之间进行循环，把土渣排出地面。有正、反 循环两种。适用于钻头式挖槽机施工。 3、泥浆质量要求 拌制和使用泥浆时，必须随时检查，不合格的泥浆必须及时处理。泥浆性能指标分： 1）新浆质量指标；2）存放
33、24 小时质量指标；3）使用过程中的质量指标；4）废弃泥浆 指标。 当泥浆达到废弃指标时应予废弃，未一达到废弃程度的泥浆可回收，采用振动筛、旋 流器或沉淀池等进行除砂净化再生利用。 4、泥浆池容量 新鲜泥浆总容量，约为每幅槽段挖方量的 70%80%（抓斗法）或 80%90%（回转切 水削法） 。若地层为砂砾质土时，宜适当增大。泥浆池总容包括拌浆池、优质泥浆池、沉 淀池、净化池、废浆池等。用一台抓斗机挖槽时，大约需三倍单幅槽段挖方量的泥浆池； 用回转式挖槽机时，约需四倍挖方量的泥浆池。 （三）导墙 1、导墙的作用是：在挖槽孔时起导墙的作用，提高槽孔垂直精度；储存泥浆，保持 泥浆液面高度，稳定槽壁
34、；支挡表土，支承施工设备及固定钢筋笼、接头管；防止泥浆渗 漏及地表水流入。 2、导墙分为现浇或预制拼装钢筋混凝土、H 型钢等型式导墙。常用现浇钢筋混凝土导 墙。 导墙深度一般为 1 .22.0m， 内净宽比地下连续墙宽 5cm10cm， 顶面应高出地表 15cm 以上，并高于地下水位一般为 1.5m。导墙中心线定位，应考虑成槽垂直误差和地下连续墙 变位，适当外移，防止侵限。 3、导墙形式：根据地质及地表连续墙变位，可选用不同的形式，有矩形、槽形、L 形。 在拐角处，常将其平面形式设计成 L、T、十字形。 4、导墙面应垂直，精度要求 1/500（液压抓斗有纠偏装置时不受此限） ，且与连续墙 轴线
35、平行，内外导墙间距允许误差为 5mm，内外侧墙顶高差允许为 10mm。 5、导墙宜建在密实地基上，背后开挖回填部分需用粘性干土分层夯实。导墙应做成 连续的，地下管线横穿导墙或地下连续墙浅部有较大障碍物时，应探明其位置后予以妥善 处理。 6、导墙做完后，一般应即时在墙间加设支撑，防止导墙在外力的作用下内挤。 （四）挖槽机械 挖槽机械是地下连续墙施工的工序之一。目前还没有一种能够适用于各种地质条件的 挖槽机。因此，应根据不同的功能要求，不同的地质条件来选择不同的挖槽方法和挖槽机 械。按挖槽机理来分，挖槽机可分为两大类：挖斗式挖槽机、抓斗式挖槽机。 1、挖斗式挖槽机 这类机械的特点是既对土层进行破碎
36、，又将土渣运出槽外，构造简单耐用、故障少。广泛 用于软弱土层施工。挖斗式挖槽机的构成包括土斗，使土斗开闭、旋转、上下运行的原动 机、传动及动力结构，专用机架（或履带式起重机） 。挖斗式挖槽机有蚌式挖槽机、铲斗 12 式挖槽机、回转式挖槽机、螺旋钻等。 蚌式抓斗挖槽机最为常用，它利用斗齿切削土层并将土渣收容在斗内提出地面卸渣， 然后又返回到挖土位置，进行新的循环。此类挖槽机可分为三种：钢索式抓斗挖槽机、液 压式抓斗挖槽机、 导杆式抓斗挖槽机。 上部设导板以提高挖槽垂直度的抓斗称为导板抓斗。 （1）钢索式抓斗挖槽机：抓斗可装配在普通的双卷筒的起重机上或卷扬机上，依靠斗 体本身自重进行切削土体。操作
37、简便，斗体损耗小，但挖槽慢、垂直精度低。 （2）液压式抓挖槽机：抓斗工作时切削力不是主要依靠自重而是由液压缸的摊进来完 成的，吃土深、挖土多，并能克服启闭时钢索磨损、更换不便等缺陷，提高了挖掘能力和 速度，但斗体损耗较大。备有测斜纠偏装置，挖槽精度高。此类挖槽机使用较多。 （3）导杆式抓斗挖槽机：是将抓斗固定在一根刚性杆上，抓斗与导杆由起重机控制上 下起落。由于晃动小，每个循环的工效高，精度高，但机构多，所需施工场地净空高。 2、钻头式挖槽机 这类机械是用钻头对地导进行破碎，借助泥浆循环将土渣排出槽外。依钻头对地层的破坏 方式可分为冲击式、回转式、凿刨式挖槽机、双轮铣槽机，其载运机械是专用机架
38、可履带 式起重机。常用的是冲击式、回转式挖槽机和双轮铣槽机。 （1）冲击式挖槽机：就是冲击钻。是通过钻头上下运动，冲击破碎地基土，借助泥浆 循环把土渣携出槽外。叠合钻孔可成槽。适用于大卵石、大孤石等较大的障碍物和软硬不 均的复杂的地层。挖槽精度较高，但速度较慢，多用于钻导孔和接合面的防渗构造施工。 （2）回转式挖槽机：就是回转钻机。它是将钻头压入土层并使之回转来破碎土层。在 松软的土层中速度快、精度高。但在砾石等硬地层中较困难。它又分为独头回转钻机和多 头钻机。 （3）双轮铣槽机：是国内外新近采用的一种成槽机械，其下端装有能旋转的多刃刀具 切削破碎地层，通过反循环泵将碎渣排出槽孔。一次能完成槽
39、形孔，效率高，设有纠偏装 置，因此精度高，适合坚硬岩土地层施工，由于反循环泵吸力较大，在软土地层中易塌孔， 不宜采用。 （五）挖槽 1、导孔施工 蚌式抓斗挖槽机施工前，常先以一定间距钻出垂直导孔，其作用是提高挖槽效率和垂直精 度，也便于接头施工。导孔的直径为地下连续墙的厚度，导孔间距为开斗宽度。导孔视具 体情况可用回转式挖斗机、螺旋钻机、冲击式钻机、独头回转钻机。 2、槽段的划分和施工机械 槽段长度的选择，应根据地质、地下水位、有无地下管线等因素来决定。考虑槽壁稳定性 和钢筋笼的重量，槽段一段长 4 m6m。不良地层、附加荷载大时为 2 m3m，条件好可 用 47m8m。拐角处应短些。槽段有一
40、段式和多段式，多段式应跳挖。 3、挖槽要领 （1）泥浆面一般应高于地下水位 1m。开挖过程中不低于导墙顶 0.5m，随挖随加泥浆。 停挖时应把泥浆面加至导墙顶 0.2m，以保证槽段的稳定性。 （2）挖槽机的载运机械（履带式起重机）距槽边不小于 3m，履带宜垂直导墙。挖槽机 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 13 不要碰撞导墙，其它机械不要在槽边停留。 （3）暂时不挖的槽段，导墙应用对口撑撑好。 （4）用抓斗挖土，挖完后应进行一次清扫，以挖除欠挖部分，清除槽底的大块泥土。 为避免超挖，清底前一宜挖至设计标高。 （5）两槽段接头处任何深度的偏差值，不得大于墙厚的三分之一，以防槽壁修直后， 浇筑
41、时砼绕管，造成拔管困难、浪费砼和影响下段开挖。挖槽时随时检测槽壁垂直精度， 随时纠正。 4、挖槽过程中的事故及处理措施 （1）槽壁坍孔：漏浆或施工不慎引起液面太低造成槽壁坍塌，可调整泥浆配合比或加 防漏剂，并恢复液面高度；泥浆质量不合格时应进行再生处理；因降雨等地下水位急剧上 升时，应随时确保液面高出地下水位 1m 以上；因地下障碍物引起坍塌时，浅部的障碍物 可挖除并用优质土回填后再挖槽， 也可用地质套筒钻排除障碍物； 存在软弱层和松砂层时， 应缩短槽段长度；因上部荷载大、受到偏压，引起坍塌时，应移走机械设备等附加荷载， 进行减载和加固地层基。 （2）挖槽机卡在槽内：主要是挖槽机停放在槽内被沉
42、渣堆埋；槽壁偏斜过大或大块石 落入槽内等引起。措施：禁止把挖槽机放在槽内；清除泥浆中的土渣，不合作的泥浆不得 使用；在粘土内挖槽时，泥浆应保持低粘度；修壁保持垂直精度；机具卡在槽内时不能强 行提拉，可先排出石渣，然后提拉。 （六）吊入接头构件 接头构件可采用钢管、接头箱、型钢、预制钢筋砼等。前两种可以拔出，重复利用。常用 钢管做接头管，又称锁口管。吊入时表在涂油，尽量使其紧靠原土层，垂直缓慢插入。 （七）刷壁、清底 刷壁、清底的目的是清除接头部的凝聚物、槽底已松动的泥块、沉淀物、不合格的泥浆。 这些不利因素，将使混凝土上部不良部分增加；影响混凝土的强度和流动性及接头部位的 防渗性；降低混凝土的
43、灌注速度；促使钢筋笼上浮；加速泥浆变质，沉渣在槽底很难被混 凝土置换会使地下连续墙承载力降低、沉降量加大；沉渣过多影响钢筋笼插到预定位置， 影响结构的标高。 具体作法： 1、刷壁用吊车或钻机将刷壁器下到槽底，向已灌侧靠拢贴紧，提起刷壁，反复数次 把泥土除净为止。刷壁 器应经常清理干净，以提高刷壁效果。刷壁不彻底，接头夹泥过 厚，开挖后将造成严重渗漏，很难处理。 2、清底可用抓斗抓泥和置换泥浆两种办法。抓斗挖槽时，不要挖到设计标高，留出 0.5m 以上的土体， 待清除浮土沉渣后再挖至设计标高。 置换泥浆排泥时可采用吸泥泵排泥、 压缩空气升液排泥或潜水泥浆泵排泥。应由底部抽吸，顶部补泥，保持液面高
44、度。 3、刷壁、清底后应使槽内泥浆达到规定要求，一般比重小于 1.15，粘度小于 30s， 含砂量小于 10%。 （八）钢筋笼制作及吊装 1、钢筋笼制作 14 钢筋笼在现场模型台架上制作，其大小视槽段长度、起吊能力、净空而定，可制成整幅式 或分段式。钢筋笼应按设计设置保护层垫块、连接钢筋、支撑预埋件等。钢筋笼起吊点附 近两竖排向主筋间焊成 W 型抗弯钢筋片，减小起吊时钢筋笼变形。在灌注混凝土导管处的 竖向筋应设在导管侧，以利于导管上下活动。钢筋笼制作误差应在允许范围内，并注明上 下、里外侧，及槽段编号。 2、钢筋笼的吊入 起吊前应检算起吊能力。钢筋笼的下端不得在地上拖拉、碰撞，应系上拖绳防止其
45、摆动， 运至槽口对准后慢速下降就位。需在槽口上对接的钢筋笼，将先吊入槽的下段临时固定在 导墙上，再吊上段对准后焊成一体，继续吊装入槽就位。钢筋笼吊装就位应保证上下前后 左右位置的正确性。就位后，应将钢筋笼固定，防止浇筑混凝土时上浮。钢筋笼在水中的 浸泡时间不应大于 24 小时，避免降低钢筋的握裹力。 3、事故处理措施 （1）为防止钢筋笼变形和破坏，吊装应采用主副吊钩，并用起吊架均衡起吊。吊点处 钢筋笼设 W 型抗弯钢筋片，笼内吊点设横穿钢管使钢筋较均匀受力，局部拉脱处应及时补 强。 （2）钢筋笼入槽困难主要是因为槽壁偏斜、壁面不平内鼓、槽底有沉渣、钢筋笼不平 直。应通过修壁扫孔保持槽壁垂直精度
46、；缩短槽段开挖宽度；增加泥浆比重，增大泥浆与 地下水位高差，保持槽壁稳定性；通过清底保证槽底设计标高；保证钢筋笼加工精度，增 加钢筋笼的抗弯刚度，减少其变形。 （九）浇筑混凝土 水下灌注混凝土应比设计等级提高一级。水灰比在 0.50.6 之间，水泥用量宜大于 400kg/m3，坍落度（202）cm，流动保持率 K 为 12 为 20cm，具有良好的和易性和粘聚 性。混凝土的骨料宜采用中粗砂及粒径不大于 40mm 的碎石。水泥宜采用普通硅酸盐水泥。 浇筑水下混凝土应采用导管法。导墙上槽口应铺盖板，防止混凝土掉入槽内。导管应事先 检查并进行压水试验。导管与漏斗相接，在漏斗内放置铁格栅以截留大块石，
47、导管内塞入 底塞，导管下端放在槽底。每幅槽段一般用两根导管，其间距不大于 3m，现浇混凝土时交 叉使用两导管，尽量使混凝土表面平整上升，导管埋入深度 2m6m。边浇筑边抽出槽内泥 浆，保持液面高度。 在浇筑混凝土过程中，应经常测定导管底与混凝土面高差，根据测量结果决定提升及 拆除导管的长度。在浇至顶部时，由于落差小，混凝土流动困难，导管埋深可控制在 1m 左右。必须确保混凝土的供应能力，使浇筑能连续进行，中断时间不得超过半小时，偶有 中断时，应经常活动导管，防止导管被凝结、堵死。浇筑混凝土时应防止脱管、返浆、漏 浆、导管破裂、堵管等事故。发生堵管时，应分段拆下导管，将管内混凝土清出槽外，不 允
48、许吊升整根导管，以免混凝土散落入槽。安装好导管后按重新浇筑办理。 （十）拔出接头构造 提拔接头构件宜采用顶升架。根据混凝土开始凝结的时间，依次适当的拔管动，最后全部 拔出。若拔管过早会影响接头的强度和形状，拔管过迟可能拔不出来。一般是浇筑后 23 小时开始，每次拔 10cm 左右，已拔出 0.5m1m 后，每隔半小时拔 0.5m 左右。 地下连续墙围护深基坑工程施工技术研究 15 接头构件拔不出的主要原因是：被钢筋笼卡死；提拔过晚，被混凝土凝结；土层阻力较大。 使用吊车提拔时不能强行提拔，以免翻车，拔不动时应改用顶升架顶拔，如仍拔不动，则 继续浇筑槽段混凝土，待邻幅槽段开挖后现将其取出。 3.
49、4 地下连续墙施工难点地下连续墙施工难点 地下连续墙的施工主要分为以下几个部分：导墙施工、泥浆制作、钢筋笼制作、成槽 放样、成槽、下锁口管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、下拔砼导管浇筑砼、拔锁口管。 以下将分项叙述各个施工环节中的要点和难点： 3.4.1 导墙施工导墙施工 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。根据使用的情况看来主要有以下几个问题： 1、导墙变形导致钢筋笼不能顺利下放 出现这种情况的主要原因是导墙施工完毕后没有加纵向支撑，导墙侧向稳定不足发生 导墙变形。解决这个问题的措施是导墙拆模后，沿导墙纵向每隔一米设二道木支撑，将二 片导墙支撑起来，导墙砼没有达到设计强度以前，禁止重型机械在导墙侧面行驶，防止导 墙受压变形。如导墙已变形，解决方法是用锁口管强行插入，撑开足够空间下放钢筋笼。 2、导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行 导墙的内墙面与地下连续墙的轴线不平行会造成建好的地下连续墙不符合设计要求。 解决的措施主要是导墙中心线与地下连续墙轴应重合，内外导墙面的净距应等于地下连续 墙的设计宽度加 50mm，净距误差小于 5mm，导墙内外墙面垂直。以此偏差进行控制，可 以确保偏差符合设计要求。 3、导墙开挖深度范围内均为回填土
