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1、.专业整理.地下连续墙施工技术研究摘 要: 地下连续墙在城市地铁车站建设中为较常采用的围护结构形式, 其施工工艺往往直接影响到连续墙的安全性能及基坑安全。本文主要阐述了地下连续墙的施工工序及其技术要点和难点以及施工中常常遇到问题，并且结合地铁施工中的实践提出些作者的一点意见和解决方法。 关键词：地下连续墙 泥浆 第1章引言11地下连续墙的概念地下连续墙是利用各种挖槽机械，借助予泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，放下预先制作好的钢构架，并在其内浇灌适当的材料而形成道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙(Diaphragm Wall)。111地下连续墙的起源和发展地
2、下连续墙施工技术起源予欧洲，它是从利用泥浆护壁打石油钻井和利用导管浇灌水下混凝土施工技术的应用中，引伸发展起来的新技术。1950年前后开始用于地下工程，当时在意大翻城市米兰用得最多，故有“米兰法之称。随着社会生产力的发展，城市建设和旧城改造规模的不断扩大，高层建筑和深基础工程越来越多，旌工条件也越来越受到周围环境的限制，有些深基础工程已经不能采用传统的方法进行施工。因此，地下连续墙施工方法一经问世，便受到工程界的重视与推广，很快被各国用来建造城市中的地下工程。112地下连续墙的发展趋势地下连续墙随着使用部部位、施工设备和工艺不断的深化，地下连续墙的混凝强度越来越高，它的抗渗性能也随着材料的不断
3、提升。由于现在技术的发展，现在的地下连续墙的王程规模越来越大，可以做的更深(136m)、更厚(2.8m)，墙身体积已达到几十万立方米。在城市建设中，越来越多的地下连续墙被用于永久结构的一部分，能起到挡土、防水和承受垂直荷载作用，越来越多的地下连续墙被用于超大型基础工程。1.2地下连续墙旋工方法的优缺点1.2.1主要优点(1)施工时振动小、噪声低，非常适合在城市的中心区昼夜施工。(2)墙体刚度度大，目前国内地下连续墙的厚度可达到O62.8m。用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中盛不可少的挡土结构。（3）渗性能好。由于墙体接头形式和施工方法的改进
4、，使地下连续墙几乎不透水。如果把墙底伸入隔水层中，那么由它围成的基境内的降水费用就可大大减少，对周边建筑物或管道的影响也变得很少。（4）可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建(构)筑建造地下连续墙。（5）可用于逆做法施工。地下连续墙刚度度大，易于设置埋件，很适适合于逆做法施工。（6）适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的施工范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。（7）可用作刚性基础。目前的地下连续墙不荐单纯作为深基坑围护墙，而是越来越多用地下连续墙代替桩基础、沉井，承受更大荷载。（8）占地少，可以充分利用建筑红线
5、以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。(9）功效高，工期短，质量可靠，经济效益高。122主要缺点(1)在复杂的地基条件下施工，即使事先进行过地质勘察，也难以预测地下异常的变故。因此，要求施工队伍具有较高的技术水平与应变能力，在发生异常事故时能及时采取补救措施。(2)施工地下连续墙的每一个单元槽段，都关系到整个工程施工的成败问题，一旦施工失败，就要化很大的费用和很长的工期来修补或返工，甚至会因无法挽回败局而不得不放弃在建工程。(3)地下连续墙施工需要很多重型设备，进退场和施工准备工作耗时费工，工程量太小时经济效益不高。(4)在市区施工时，挖槽土方外运和劣化泥浆废弃是个难题，为了不污染环境，往往
6、要花费昂贵的费用和很大的精力来进行处理。第2章地下连续墙施工前期准备工作在进行地下连续墙施工之前，必需对施工现场的水文地质条件、周围环境条件和施工作业条件进行认真的调查研究，在此基础上，制定经济合理的施工方案，编制具体周密的施工组织设计，是确保施工顺利进行必不可少的施工前期准备工作。21工程地质和水文地质调查施工现场的水文地质条件对于验算地下墙泥浆槽的稳定性，决定单元槽段的长度，设计护壁泥浆的性能指标和循环工艺，选用何种类型挖槽机，采用何种导墙形式等决策工作都有密切关系，地下连续墙施工的成败在很大程度上取决于地质条件，因此，施工前必须先对施工现场作详细的质勘探，取得必要的水文地质资料。211工
7、程地质调查1.对地质钻探孔位置的要求(1)布孔间距地质钻探孔位置应根据工程范围、挖槽长度、地形起伏等因素来确定，钻孔布置的间隔距离一般是100一200m，在地层倾斜方向不明的地方，应加密布置钻探孔。(2)钻孔深度钻孔深度至少超过地下墙深度的13倍。2.地下连续墙施工必需收集的地质资料(1)施工现场地形图施工现场地形图表明了施工场地的平面形状和面积，它是考虑施工现场总平面布置时的前提条件。如果施工场地很大，就可以把泥浆池和拌浆设备、钢筋笼制作场地、工程材料堆放场地、施工设备堆放场地、工程车辆停放场地及挖槽土方堆放场地等作业场地和施工人员的生活设施都设置在工地上；如果施工场地不大，只好先设置地下墙
8、施工所必需的挖槽机和起重机的行驶道路和作业场地，再考虑能不能设置其它作业场地，如果不能设置其它作业场地，就要考虑在场外配制好泥浆、制作好钢筋笼，运送到施工现场来使用；如果施工场地小到连挖槽机和起重机的行驶道路和作业场地也布置不下，就要考虑扩大施工场地或采取有效措施满足地下墙施工所必需的场地条件。(2)土质柱状图土质柱状图表明了地旗钻探孔健置上各层土体的名称、厚度和埋藏深度，地表土层密实的地方，导墙可做得浅一些，地表有松散回填土层的地方，就要把导墙筑深到回填土层以下的原状土层中。土质柱状图又是地下墙施工选用那种类型挖槽机、采用何种导墙形式、确定泥浆性熊指标和循环工艺的重要依据。如：在软土地基中挖
9、槽可采用抓斗式挖槽机，在硬土地基中挖槽就要用冲击式挖槽机；在粘土层中挖槽不容易坍塌，泥浆的粘度、比重可小一些，而在无粘性的沙土层中挖槽，必须提高泥浆的粘度和比重。(3)必需的土质参数(见表21) 表21 必需的土质参数及其用途 土质参数参数意义用途Y(KNm3)天然容重验算槽壁的稳定性(度)内摩擦角C (Kpa)内聚力W () 含水量估计挖槽效率e孔隙比N标准贯入L塑性指数计算地基沉降量IL液性指数Kn (cm秒)水平渗水系数判断泥浆护壁效果和井点降水Kv(cm秒)垂直渗水系数 21.2水文地质调查地下水与槽壁稳定性的关系非常密切。因为泥浆液面高于地下水位，使泥浆与地下水之间产生压力差，并使泥
10、浆浸渗到地基土中形成泥皮，这是槽壁稳定的主要因素之一。因而我国的地下墙施工规范规定：泥浆液面必需高于地下水位O5m以上。如果地下水位接近地面，需要构筑离导墙来提高泥浆液面或设置井点来降低地下水位。此外，地下潜流水或承压水会稀释泥浆，引起槽壁坍塌；地下水水质不好会污染泥浆，侵蚀混凝土；因此地下墙施工必须了解地下水的情况：（1）地下水水位及水位变化情况。（2）地下潜流水的流动速度。（3）承压水层的分布与压力大小。（4）地下水的水质对泥浆与混凝土有无侵蚀作用。2.2施工现场调查调查施工现场的目的是为了解决施工机械进场、挖槽土方外运、施工现场平面布置及供配电、给排水等与地下墙施工有关的问题，并了解地下
11、障碍物、邻近建(构)筑物及噪声、振动等公害情况，以便制定相应的对策。2.2.1施工设备进场条件调查因为投入地下墙施工的挖槽机、起重机和接头管等都是大型设备，在运输进场的途中很可能会遇到障碍，因此事先要对施工设备进场条件进行调查：(1)调查施工现场的地形是否影响施工机械进场。(2)调查施工机械外场运输途中道路的宽度、坡度、弯曲半径、路面状况和桥梁承载能力以及立交桥、架空电缆的净空高度等条件是否影响施工机械进场。2.22给排水条件调查地下连续墙施工需要大量用水，尤其是配制新鲜泥浆时，需要集中用水，而下雨天地上的雨水和施工时产生的污水又需要及时排放，因而需要调查施工现场的给排水条件，如果施王现场的给
12、排水条件不能满足施工要求，则可事先设法解决。由于地下墙施工时需要泥浆护壁，挖槽时挖出的土方中含有泥浆，又难免滴漏，因此冲洗车辆、道路时摊出的污水往往混有许多土渣泥沙，需要先经过沉淀处理后再排放，以免堵塞2.2.3供配电条件调查地下连续墙施工时，泥浆泵、电焊机等机械需要电力驱动，因而需要调查施工现场的供配电条件。如：当地电压、可供电量、供电源引入工地的距离等。如果可供电量不能满足施工用电的要求，则可事先配备发电机来解决供电不足问题。2.2.4地下管线调查地下管线主要有上水管、污水管、雨水管、煤气管、电力电缆、通讯电缆等。通常情况下，在地下连续墙工程开工之前，建设单位已经把地下墙施工区之内的地下管
13、线作了搬迁处理。但也有一些地下墙工程因为工期紧，上马急，建设单位还未把地下墙施工区之内的地下管线搬迁干净，就交给施工单位进场施工，如果不搞清地下墙施工区之内有没有搬迁未净的地下管线就开沟挖槽，就会造成管线损坏事故。有些地下管线虽然不在地下墙施工区之内，但离地下墙很近，如果在地下墙施工时不采取保护措施，同样会造成管线损坏事故。因而在进行地下墙施工之前，必需对地下墙施工区之内和邻近地下墙的外围地区作地下管线调查，以便采取相应的管线保护措施。2.2.5地下障碍物调查地下障碍物主要有埋藏在回填土中的桥墩护岸、木桩块石、人防工事，拆除建筑物后留下的基础承台和搬迁改道后废弃的地下管线等。由于地下障碍物会阻
14、碍挖槽机作业，影响成槽垂直精度和成墙的截水性能，甚至引起障碍性施工事故，使施工被迫停顿。因而在进行地下墙施工之前，必需对地下障碍物进行调查，以便事先排除地下障碍物，或事先准备好排除地下障碍物的施工机械与特制设备，需要时随叫随到。2.2.6地面障碍物调查地面障碍物是指妨碍挖槽机和起重机在地面上行驶调度的树木、碉堡和妨碍挖槽机和起重机在空间作业的电线杆、架空电线等物。因为地面障碍物大多是施工单位不能随便处理的东西，必需与有关管理单位进行协商之后才能作出处理，因而在进行地下墙施工之前，必需对地面障碍物进行调查，以便事先与有关管理单位进行协商，及时排除地面障碍物，使之不妨碍挖槽机和起重机的施工作业。但
15、是，在规定不作搬迁的高压电线、屋顶房檐以及铁路和公路桥下施工时，由于净空受到限制，只能降低挖槽机和起重机的高度，并将整幅钢筋笼分为几段制作与吊装。2.2.7邻近构筑物调查构筑物包括建造在地下的结构物和地面上的建筑物。在邻近构筑物的地方进行地下墙施工时，槽壁的安全与邻近构筑物的安全有互相影响的关系。因为由构筑物形成的地基附加荷载会对槽壁产生侧向压力，压力大到定程度，就会引起沟槽收缩或槽壁坍塌，而沟槽收缩或槽壁坍塌又会引起沟槽周边的地基沉降，导致邻近构筑物开裂损坏。因而在进行地下墙施工之前，必需对邻近构筑物进行调查，以便事先采取技术措施保证槽壁稳定和邻近构筑物的安全。2.28工程测量标志的调查工程测量标志是地下连续墙平面定位翻高程定饿的依据，因丽在进行地下墙施工之前，必需对工程测量标志进行调查，必要时将坐标点和水准点引进工地，以便地下墙平面定位和钢筋笼高程定位。2.2.9挖槽土方弃土点调查由于地下墙施工的地基大多是软弱地基，地基土的含水量与一般工程中的地基土相比要大得多，加上挖槽作业在泥浆中进行，挖出的土方中混有土渣与泥浆，状态比较稀烂，运输时常会沿途滴漏，这就使挖槽湿土比一般土方难以找到弃土点，遇到下雨天要找弃土点就更
