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1、地下连续墙施工工艺与难点分析1. 前言地下连续墙（diaphragm wall pancel trench,slurry trench,slurry wall,contionous diaphragm wall 等）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。2. 地下连续墙简介虽然地下连续墙已经有了 50 多年的历史，但
2、是要严格分类，仍是很难的。按成墙方式可分为：排桩式；槽板式；组合式按墙的用途可分为：防渗墙；临时挡土墙；永久挡土墙；作为基础用的地下连续墙。按墙体材料可分为：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；后张预应力地下连续墙；钢制地下连续墙。按开挖情况可分为：地下连续墙（开挖） ；地下防渗墙（不开挖） 。地下连续墙主要被用于：水利水电、露天矿山、尾矿坝和环保工程的防渗墙。建筑物地下室（基坑） 。地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站） 。市政管沟和涵洞。泵站、水池。码头、护岸和干船坞。地下油库和仓库。各种深基础和桩基。地下连续墙之所以
3、能得到广泛的应用和其具有的优点是分不开的，地下连续墙具有以下一些优点：施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。墙体刚度大，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必不可少的挡土结构。防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。可以贴近施工。可用于逆做法施工，地下连续墙刚度大，易于设置埋设件。适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到硬的地层、密实的沙砾层，各种软岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。可用作刚性基础。占地少，可充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。工效高、工期短、
4、质量可靠、经济效益高。但地下连续墙也存在一些不足：在特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等） ，施工难度大。如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可能出现相临墙段不能对齐和漏水的问题。地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法所用的费用要高些。在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。3. 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、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽、钢筋笼吊放和下放钢筋笼、下拔混凝土导管浇筑混凝土。以下将分项叙述各个施工环节中的要点和难点。3.1 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，测量的基准，作为重物的支承及存蓄泥浆。在
5、挖掘地下连续墙沟槽时，接近地表的土极不稳定，容易出现槽口坍塌，此处的泥浆也不能起到护壁作用，因此在单元槽段挖完之前，导墙就起挡土墙作用。导墙规定了沟槽的位置，表明了单元槽段的划分，同时也作为测量挖槽标高、垂直度和精度的基准。导墙是挖墙机械的支承，又是钢筋笼、接头管等搁置的支点，有时还承受其它施工设备的荷载。导墙可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。导墙一般为现浇的钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，它可重复使用。导墙必须有足够的强度、刚度和精度，必须满足挖掘机械的施工要求。现浇钢筋混凝土导墙的施工顺序为：平整场地测量定位挖掘及处理弃土绑扎钢筋支模板浇筑混凝土拆模并设置横撑导墙外侧回
6、填土（如无外侧模板不进行此项工作） 。导墙施工主要有以下两个问题。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小支撑，将二片导墙支撑起来，导墙混凝土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。导墙开挖深度范围均为回填土，坍方后造成墙撤空洞，砼方量增多，使回填土的方量减少，其次是导墙背后填一些素土而不用杂填土。3.2 钢筋笼制作钢筋笼的制作是地下连续墙施工的一个重要环节，钢筋笼应根据地下连续墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。单元槽段的钢筋笼应装配成
7、一个整体。制作钢筋笼时要预先确定浇筑混凝土用导管的位置，由于这部分要上下贯通，因而周围需增设箍筋和连接筋进行加固。横向钢筋有时会阻碍导管插入，所以应把横向钢筋放在外侧，纵向钢筋放在内侧。钢筋笼的制作速度要与挖槽速度协调一致，由于制作时间长，因此必须有足够大的场地。用于钢筋笼成型的平台尺寸应大于最大钢筋笼的尺寸，并保证一定的平整度。钢筋笼制作主要有以下几点问题。焊接质量问题焊接质量问题是钢筋笼制作过程中一个比较突出的问题，主要有： 碰焊接头错位、弯曲碰焊主要是由于碰焊工工作量大，注意力不集中引起的质量问题，经提醒并且不定期的抽样检查，碰焊质量会有明显提高。弯曲是因为碰焊完成后，接头部分还处于高温
8、软弱状态，强度不够。这个问题的解决是做好技术交底。 钢筋焊接时的咬肉问题这个问题的产生主要原因是工人技术水平不到位，其次是由于电焊工数量不够。如果更换生手并且配足电焊工的话，问题会解决。进度问题 施工时场地条件不允许设置两个钢筋制作平台。钢筋笼制作速度决定着施工进度，要保证一天一幅的施工进度，一定要两个施工平台交替作业。 施工时进入梅雨天气，下雨天数多，电焊工属于危险工种，尤其不能在雨天施工，在安全和文明施工的要求下在雨天停止施工。这个问题的解决是用脚手架和彩钢板分段搭设小棚子，下设滚轮，拼接起来，雨天遮雨，平时遮阳。待钢筋笼需要起吊时推开或吊车吊离。3.3 泥浆制作泥浆是地下连续墙施工中深槽
9、槽壁稳定的关键，地下连续墙的深槽是在泥浆护壁下进行挖掘的，泥浆在成槽过程中有护壁、携渣、冷却和润滑作用。泥浆具有一定的比重，如槽内泥浆液面高出地下水位一定高度，泥浆在槽内就会产生一定的静水压力，可抵抗作用在槽壁上的侧向土压力和水压力，相当于液体支撑，可以防止槽壁倒塌和剥落，并防止地下水渗入。泥浆在槽壁上还会形成一层透水性很低的泥皮，能防止槽壁剥落。泥浆具有一定的粘度，它能将钻头式挖掘机挖槽时挖下来的土渣悬浮起来，既便于土渣随同泥浆一同排出槽外，又可以避免土渣沉积在开挖面上影响挖槽机械的挖槽效率。泥浆在深槽内可以降低钻具因连续冲击或回钻而引起的温度剧升，同时又有润滑作用。制备泥浆是在挖槽前利用专
10、用设备事前制备好泥浆，挖槽时输入沟槽。膨润土泥浆是制备泥浆中最常用的一种，它的主要成分是膨润土和水，另外，还要适当地加入外加剂。常用的外加剂有分散剂（碱类、木质素磺酸盐类、复合磷酸盐类和腐殖酸类等四类） ，增粘剂（一般常用羧甲基纤维素 CMC） ，加重剂，防漏剂 。泥浆制作过程中应注意以下几个问题。成本控制泥浆制作主要用三种原材料，膨润土、CMC、纯碱。其中膨润土最廉价纯碱和 CMC 非常昂贵。如何在保证质量的情况下节约成本，就成为一个关键问题。要解决这个问题就要在条件允许的情况下，尽可能地多用膨润土。合格的泥浆有一定的指标要求，主要有粘度、PH 值、含沙量、比重、泥皮厚度、失水量等。要达到指
11、标的要求有很多种配置方法，但要找到最经济的配置方法是需要多次试验的。泥浆制作工程整体的衔接问题泥浆制作工艺要求，新配置的泥浆应该在池中放置一天充分发酵后才能使用。旧泥浆也应该在成槽之前进行回收和利用。当工程进行得非常紧张的时候，一天一幅的进度对泥浆制作是一个严峻的考验。解决的方法是连夜施工，在泥浆回笼完成的时候马上开始拌制新泥浆或进行泥浆处理。另外准备一个清水箱，在不拌制新泥浆的时候用于灌满清水，里面放置一个大功率水泵，拌制时使用箱内清水，同时水管连续向箱内供水，就可最大限度的利用水流量，加快供水速度，节约拌制的时间。3.4 成槽挖槽的主要工作包括：单元槽段划分；挖槽机械的选择和正确使用；制定
12、防止槽壁坍塌的措施和特殊情况的处理方法等。挖槽约占地下连续墙施工工期的一半，因此提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时，槽壁形状基本上决定了墙体的外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙的质量的关键之一。因此挖槽是地下连续墙施工中的关键工序。挖槽施工需要主要的问题是单元槽段划分和挖槽机械选择。成槽需要注意的主要问题主要有以下几个问题。泥浆液面控制成槽的施工工序中，泥浆液面控制是非常重要的一环。只有保证泥浆液面的高度高于地下水位的高度，并且不低于导墙以下 50 厘米时才能够保证槽壁不坍方。泥浆液面控制包括两个方面：首先是成槽工程中的液面控制，解决这个问题关键是对民工做好技术交底，让民工对具体的工序有
13、一定的了解。其次是成槽结束后到浇筑砼之前的这段时间的液面控制。这项工作不容忽视，泥浆液面控制是全过程的，在浇筑砼之前都是必须保证合乎要求的，只要有一小段时间不合乎就会功亏一篑。清底在挖槽结束后清除槽底沉淀物的工作称为清底，清底是地下连续墙施工中的一项重要工作。沉渣过多会造成地下连续墙的承载能力降低，墙体沉降加大沉渣影响墙体底部的载水防渗能力，成为管涌的隐患；降低砼的强度，严重影响接头部位的抗渗性；造成钢筋笼的上浮；沉渣过多，影响钢筋笼沉放不到位；加速泥浆变质。因此必须作好清底工作，减少沉渣带来的危害。刷壁次数的问题地下连续墙一般都是顺序施工，在已施工的地下连续墙的侧面往往有许多泥土粘在上面，所
14、以刷壁就成了比不可少的工作。刷壁要求在铁刷上没有泥才能停止，一般需要刷 20 次，确保接头面的新老砼结合紧密，可实际往往刷壁的次数达不到要求，这就有可能造成两墙之间夹有泥土，首先会产生严重的渗漏，其次对地下连续墙的整体性有很大影响。因此虽然刷壁的工作比较烦，而且它导致的恶果不是很快就能看出来，但它对施工质量有着只关紧要的影响，一点也马虎不得。3.5 钢筋笼起吊和下钢筋笼钢筋笼的起吊、运输和吊放应制定周密的施工方案，主要解决好两个问题：一是吊放过程中不能使钢筋笼产生不可恢复的永久变形；二是插入过程中不要造成槽壁坍塌。钢筋笼起吊应用横吊梁或吊梁，吊点布置和起吊方式要防止起吊时钢筋笼变形。起吊时不能
15、使钢筋笼下端在地面上拖引，应先将钢筋笼水平起吊，然后通过主机和辅助起重机的协调操作，使钢筋笼吊直后对准槽口。插入钢筋笼时，吊点中心必须对准槽段中心，缓慢垂直落入槽内，此时须注意不要因起重臂摆动而使钢筋笼产生横向摆动，以致造成坍塌。钢筋笼插入槽内后，应检查其顶端高度是否符合设计要求，然后用横担或在主筋上设弯钩将其搁置在导墙上。钢筋笼起吊和下放钢筋笼有以下两个问题：钢筋笼下不去除少数是槽体垂直度不和要求外，大部分情况是由于漏浆的原因导致钢筋笼下不去，因此漏浆的问题必须要解决。回填土不密实是导致漏浆的主要原因。钢筋笼的吊放钢筋笼的吊放过程中，发生钢筋笼变形，笼在空中摇摆，吊点起点与槽段中心不重合，就
16、会造成吊臂摆动，使笼在插入槽内碰撞槽壁发生坍塌，吊点与槽段中心偏差大，钢筋笼不能顺利沉放到槽底等。吊点问题至关重要，一旦吊点发生问题，就有可能造成钢筋笼变形等不可弥补的损失，因此一定要经过项目部人员的仔细研究，确保钢筋笼起吊的绝对安全。插入钢筋笼时，使钢筋笼的中心线对准槽段的纵向轴线，徐徐下放。3.6 下、拔砼导管、浇筑砼地下连续墙用导管法进行浇筑。由于导管内混凝土和槽内泥浆的压力不同，导管下口处存在压力差，因而混凝土可以从导管内流出。在整个浇筑过程中，混凝土导管应埋入混凝土内 24M，最小埋深不得小于 1.5M，使从导管下口流出的混凝土将表层混凝土向上推动而避免与泥浆直接接触，否则混凝土流出时会把混凝土上升面附近的泥浆卷入混凝土内。但导管的最大插入深度不宜超过 9 M，插入太深，将会影响混凝土在导管内的流动，有时还会使钢筋笼上浮。浇筑时要保持槽内混凝土面均衡上升，浇筑速度一般为 3035M3/
