第五節(jié)高層建筑施工-地下連續(xù)墻

1、高層建筑施工高層建筑施工徐訓(xùn)武漢理工大學(xué)2022年3月4日星期五2/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工本節(jié)主要內(nèi)容1、概述3、地下連續(xù)墻施工2、地下連續(xù)墻挖槽機(jī)械2022年3月4日星期五3/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工1、概述1.1、地下連續(xù)墻：在地面用專門的挖槽設(shè)備，沿基坑工程的周邊，在泥漿護(hù)壁的條件下，開挖一段（一個單元槽段）狹長深槽，在槽內(nèi)放置鋼筋籠并澆筑水下混凝土，形成一段鋼筋混凝土墻段。具有截水防滲和檔土承重的作用2022年3月4日星期五4/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工1、概述1.2、地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 可以根據(jù)基坑的形狀，劃分不同的槽段單元，可做成圓形，方形，條形及各種異形的地下

2、連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)； 施工無擠土，無振動，對周邊環(huán)境影響??； 可適用于各種土層，除巖溶地區(qū)和承壓水頭很高的沙礫層必須結(jié)合其他輔助措施外，在其他土層中都可以應(yīng)用地下連續(xù)墻施工工藝； 地下連續(xù)墻施工是單元槽段工藝程序的重復(fù)作業(yè)，操作人員容易掌握； 可與逆筑法施工相結(jié)合，加快施工進(jìn)度，縮短工期； 具有較好支護(hù)，防滲性能；2022年3月4日星期五5/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工1、概述1.3、地下連續(xù)墻作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 棄土與廢泥漿的處理增加工程費(fèi)用，如處理不當(dāng)會造成對環(huán)境的污染； 如只作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，則造價較高； 現(xiàn)澆地下連續(xù)墻表面不夠光滑； 墻段的施工精度，接頭防滲性能有待于進(jìn)一步提高。2022年3

3、月4日星期五6/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工1、概述1.4、地下連續(xù)墻適用范圍 在軟土地區(qū)適用于開挖深度超過10m的深基坑； 在建筑物，地下設(shè)施密集地區(qū)且周邊環(huán)境保護(hù)要求較高的深基坑； 用于逆筑法施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的“兩墻合一”。2022年3月4日星期五7/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工2、地下連續(xù)墻挖槽機(jī)械挖槽機(jī)械按工作原理可分為回轉(zhuǎn)式，挖斗式和沖擊式三大類。2.1、回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī)類別項(xiàng)目SF-60型SF-80型鉆機(jī)尺寸外形尺寸（mm）4320260060045402800800鉆頭個數(shù)（個）55鉆頭直徑（mm）600800機(jī)頭質(zhì)量（kg）970010200成槽能力成槽寬度（mm）60

4、0800一次成槽有效長度（mm）20002000設(shè)計(jì)挖掘深度（m）4060挖掘效率（m/h）8.510.0成槽垂直度1/3002022年3月4日星期五8/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工2、地下連續(xù)墻挖槽機(jī)械2.1、回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī)優(yōu)點(diǎn)：無擠土，無噪聲，對槽壁擾動小，槽壁光滑，尺寸較準(zhǔn)確，吊放鋼筋籠順利，混凝土超量少。使用范圍：軟粘土，砂性土及小粒徑的砂礫層等地質(zhì)條件，特別適用于周圍有密集建筑物，地下管線的地下連續(xù)墻施工。2022年3月4日星期五9/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工2、地下連續(xù)墻挖槽機(jī)械2.2、挖斗式挖槽機(jī)根據(jù)斗體操作傳動原理可分為索式抓斗，液壓抓斗。液壓抓斗較索式抓斗，操作靈活，挖掘能力強(qiáng)，

5、工作效率高。挖斗式挖槽機(jī)構(gòu)造簡單，耐久性好，故障少，適用于較松土質(zhì)。對較硬的土層，可以用鉆抓法施工。施工時先用潛水電鉆根據(jù)抓斗開口寬度鉆兩個導(dǎo)孔，孔徑與墻厚相同，然后用抓斗抓除兩導(dǎo)孔間土體。2022年3月4日星期五10/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工2、地下連續(xù)墻挖槽機(jī)械2.3、沖擊式挖槽機(jī)通過機(jī)頭上下運(yùn)動，將地基土壤沖擊破碎，借助泥漿將土渣攜出槽外的挖槽機(jī)。根據(jù)機(jī)頭不同分為鉆頭沖擊式和鑿刨式兩類泥漿清渣方式有正循環(huán)、反循環(huán)兩種。不僅對一般土層適用，而且對卵石，礫石，巖層等地層也適用適用范圍：2022年3月4日星期五11/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工工藝流程圖其中修筑

6、導(dǎo)墻、泥漿制備與處理，挖深槽、鋼筋籠制作吊放及混凝土澆筑是地下連續(xù)墻施工中的主要工序。2022年3月4日星期五12/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.1、修筑導(dǎo)墻3.1.1、導(dǎo)墻作用a) 作為測量的基準(zhǔn)，控制地下連續(xù)墻的施工精度。導(dǎo)墻規(guī)定了溝槽位置，可作為測量挖槽標(biāo)高，垂直度和精度的基準(zhǔn)。b) 擋土作用。挖掘地下連續(xù)墻溝槽時，接近地表土極不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)槽口坍塌，導(dǎo)墻能起到擋土作用。c) 支承荷載。作為挖槽機(jī)軌道支撐，鋼筋籠，接頭管擱置的支點(diǎn)，同時還承受其他施工設(shè)備荷載。d) 維持泥漿液面穩(wěn)定。泥漿液面應(yīng)始終保持在地下水位1.0m以上，穩(wěn)定槽壁。2022年3月4日星期五13/41

7、第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.1.2、導(dǎo)墻斷面a) 多用于土質(zhì)較差的土層。b) 多用于土質(zhì)較好的土層，開挖后略作休整可做土體側(cè)模板，再立另一側(cè)模板澆筑混凝土，墻背土體為原狀土，與導(dǎo)墻結(jié)合嚴(yán)密不易漏漿。c) 適合于土質(zhì)較差的土層。a)b)c)2022年3月4日星期五14/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.1.3、導(dǎo)墻施工a) 導(dǎo)墻內(nèi)凈寬：一般比地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)厚度大40mmb) 導(dǎo)墻頂面高度：高處地面100mmc) 導(dǎo)墻深度：一般1.02.0md) 導(dǎo)墻厚度：一般150300mme) 導(dǎo)墻配筋：一般1220014200f)導(dǎo)墻混凝土：一般C202022年3月4日星期五1

8、5/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.2、泥漿制備3.2.1、泥漿作用護(hù)壁，攜渣，冷卻機(jī)具和切土潤滑等作用泥漿黏度太小，槽壁不能形成致密泥皮，泥漿滲漏嚴(yán)重，難以固壁，難以攜渣；泥漿黏度太大，泥漿循環(huán)阻力大，難以除去泥漿中的泥沙，鋼筋表面泥漿也難去除，混凝土澆筑質(zhì)量難以保證。2022年3月4日星期五16/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.2.2、泥漿材料泥漿種類主要成分常用外加劑膨潤土泥漿膨潤土，水分散劑，增粘劑，加重劑，防漏劑聚合物泥漿聚合物，水CMC泥漿CMC，水膨潤土鹽水泥漿膨潤土，鹽水分散劑，特殊黏土3.2.3、泥漿配合比應(yīng)考慮泥漿的護(hù)壁，攜渣效果和經(jīng)濟(jì)性，根

9、據(jù)土的性質(zhì)，通過適配修正確定2022年3月4日星期五17/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.2.4、泥漿質(zhì)量控制指標(biāo)測定項(xiàng)目新制泥漿使用過的循環(huán)泥漿試驗(yàn)方法黏度1921s1925s500mL/700mL漏斗法相對密度1.051.20泥漿密度秤失水度10mL/30min20mL/30min失水量儀泥皮1mm2.5mm失水量儀穩(wěn)定性100%-500mL量筒pH值接近911pH試紙失水度：泥漿在井內(nèi)受壓差的作用,部分水滲入地層,這種現(xiàn)象稱泥漿的失水性能或?yàn)V失特性。2022年3月4日星期五18/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.2.4、泥漿拌制泥漿拌制的數(shù)量，取決于單元槽段

10、大小，同時施工的槽段數(shù)，泥漿的各種損失和回收處理泥漿的機(jī)械能力。 11001100121VKnKnVnVQ式中：Q-泥漿總需要量（m3）V-設(shè)計(jì)總挖土量（m3）n-單元槽段數(shù)量K1-澆筑混凝土?xí)r的泥漿回收率，一般為60%-80%K2-泥漿消耗率，一般為10%-20%，包括泥漿循環(huán)，排土，形成泥皮，漏漿等 泥漿損 失。一般情況下，泥漿應(yīng)靜止24h后使用2022年3月4日星期五19/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.2.5、泥漿循環(huán)泥漿的循環(huán)分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種。對攜帶土渣的泥漿，一般采用重力沉降和機(jī)械處理兩種方法。3.2.6、泥漿的再生處理重力沉降是利用泥漿和土渣的密度差使土渣沉

11、淀的方法，沉淀池容積越大，時間越長，沉淀分離效果越好，一般為單元槽段有效容積的2倍以上。機(jī)械沉降一般使用振動篩和旋流器。2022年3月4日星期五20/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3、槽段開挖泥漿的循環(huán)分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種。決定單元槽段長度的因素：3.3.1、單元槽段劃分a)水文地質(zhì)條件。當(dāng)土層不穩(wěn)定時，為防止槽壁倒塌，縮短挖槽時間，應(yīng)較少單元槽段長度。b) 地面荷載。較大的地面荷載及相鄰高大建筑物，會增大槽壁受到的側(cè)向壓力，影響槽壁穩(wěn)定性，此時，應(yīng)縮短單元槽段長度，以縮短槽段開挖與暴露時間。c) 起重機(jī)的起重能力。鋼筋籠多為整體吊裝，應(yīng)估算鋼筋籠質(zhì)量及尺寸。2022年3月

12、4日星期五21/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工決定單元槽段長度的因素：3.3.1、單元槽段劃分d) 單位時間內(nèi)混凝土的供應(yīng)能力。一般情況下，一個單元槽段長度內(nèi)的全部混凝土，宜在4h內(nèi)澆筑完畢。e) 工地上具備泥漿池容積。一般情況下泥漿池容積應(yīng)不小于每一單元槽段挖土量的兩倍。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，單元槽段長度以6m左右為宜。 mmm4hm3墻深墻寬內(nèi)混凝土最大供應(yīng)量單元槽段長度2022年3月4日星期五22/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.2、挖槽施工注意事項(xiàng)a)正確選擇挖槽機(jī)械 對于較松軟的土質(zhì)，可選用挖斗式挖槽機(jī)； 對于老黏土，硬土和夾有孤石等較為復(fù)雜的土層，選用沖擊

13、式挖槽； 如周邊環(huán)境要求高，不允許產(chǎn)生噪聲，振動，應(yīng)選用回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī)。b) 機(jī)械操作要點(diǎn) 糊鉆：使用多鉆機(jī)鉆深槽時，如果在軟塑黏土中鉆進(jìn)，進(jìn)尺過快，鉆渣量過大，有可能使排漿口堵塞；抱鉆：在黏性層土中挖槽，鉆速過慢，切削下來的泥土難以從鉆頭及側(cè)刀上甩開而附著在鉆頭及側(cè)刀上；卡鉆：鉆機(jī)被卡在槽內(nèi)，難以上下。2022年3月4日星期五23/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.3、槽壁坍塌危害與防止a)泥漿泥漿液面愈高所需泥漿的相對密度愈小，即槽壁失穩(wěn)的可能性愈小。泥漿液面一定要高出地下水位一定高度，一般宜高出0.51.0m。如發(fā)現(xiàn)有漏漿或跑漿，應(yīng)及時堵漏和補(bǔ)漿。泥漿，水文地質(zhì)條件和施工

14、是影響槽壁穩(wěn)定的主要因素。b) 水文地質(zhì)條件 地下水位的相對高度，對槽壁穩(wěn)定的影響很大。 地基土性質(zhì)直接影響槽壁穩(wěn)定，土內(nèi)摩擦角越小，所需泥漿相對密度越大。2022年3月4日星期五24/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.3、槽壁坍塌危害與防止c) 施工 單元槽段的劃分影響槽壁穩(wěn)定性。單元長度越長，土拱作用越小，槽壁越不穩(wěn)定。一般一個單元槽段不要超過23個挖掘段。此外，單元長度影響挖槽時間，挖槽時間長，使泥漿質(zhì)量惡化，從而影響槽壁穩(wěn)定。 施工中注意控制鉆機(jī)進(jìn)尺或鉆機(jī)回鉆速度，減少對槽壁的擾動。成槽后及時吊放鋼筋籠，澆灌混凝土。施工期間地面荷載不要過大，防止附近車輛和機(jī)械對地層產(chǎn)

15、生振動。 挖槽出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，泥漿大量漏失，液位明顯下降，泥漿內(nèi)有大量泡沫上冒或出現(xiàn)異常擾動，應(yīng)將鉆機(jī)提至地面，立即進(jìn)行補(bǔ)漿或回填。泥漿，水文地質(zhì)條件和施工是影響槽壁穩(wěn)定的主要因素。2022年3月4日星期五25/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.4、清底常用清底方法：壓縮空氣什液法，砂石吸力泵排泥法及潛水泥漿泵排泥法殘留槽底沉渣會使地下連續(xù)墻底部和持力層地基之間形成夾層，使地下連續(xù)墻沉降量增大，承載力降低，并削弱墻體底部的截水防滲能力，沉渣混入混凝土中會使混凝土流動性下降，強(qiáng)度降低。2022年3月4日星期五26/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.4、清底清底作

16、用：沉渣混入混凝土中會使混凝土流動性下降，強(qiáng)度降低。槽底沉渣會使地下連續(xù)墻底部與持力層地基之間形成夾層，使地下連續(xù)墻的沉降量增大，承載力降低，并削弱墻體底部的截水防滲能力；2022年3月4日星期五27/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.4、清底槽內(nèi)泥漿相對密度1.15沉渣厚度：永久結(jié)構(gòu)100mm臨時結(jié)構(gòu)200mm注意：單元槽段接頭部位附著的土渣和泥皮會降低接頭處防滲性能，宜用刷子刷除或用水槍噴射高壓水沖洗。清底時間：一般安排在插入鋼筋籠之前，如果采用泥漿反循環(huán)法進(jìn)行挖槽的施工，可在挖槽后緊接進(jìn)行清底工作。2022年3月4日星期五28/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施

17、工3.3.5、地下連續(xù)墻的接頭施工接頭管接頭2022年3月4日星期五29/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.5、地下連續(xù)墻的接頭施工接頭管接頭拔接頭管：待混凝土強(qiáng)度達(dá)到0.05-0.20MPa時，用吊車或液壓頂升架提拔接頭管，上拔速度應(yīng)與混凝土澆zen筑速度，混凝土強(qiáng)度增長速度相適用。一般為2-4m/h，并應(yīng)在混凝土澆筑結(jié)束后6-8h以內(nèi)將接頭管全部拔出。安置接頭管：待一個單元槽段土方挖完后，與槽段的端部用吊車放入接頭管，然后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土；2022年3月4日星期五30/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.5、地下連續(xù)墻的接頭施工接頭管接頭接頭管多用鋼

18、管，每節(jié)長15m左右，采用內(nèi)銷連接，即便于運(yùn)輸，又可使外壁光滑，易于拔管接頭管接頭用鋼量少，造價較低，能滿足一般抗?jié)B要求2022年3月4日星期五31/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.5、地下連續(xù)墻的接頭施工接頭箱接頭是一種可用于傳遞剪力和拉力的剛性接頭，鋼筋籠在接頭位置焊有封口板，封口鋼板外有接頭連接鋼筋伸出。接頭箱接頭2022年3月4日星期五32/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.5、地下連續(xù)墻的接頭施工隔板式接頭是在鋼筋籠的端部設(shè)置鋼隔板，其形狀分為平隔板，榫形隔板和V形隔板。由于隔板與槽壁之間難免有縫隙，為防止新澆筑混凝土滲入，要在鋼筋籠的兩邊鋪貼尼

19、龍等化纖布。這種接頭適用于不易拔出接頭管的深槽。隔板式接頭帶有接頭鋼筋的榫形隔板式接頭，能使各單元墻段連成整體，是一種較好的接頭方式。但此接頭方式在插入鋼筋籠時較困難，且此處澆筑混凝土?xí)r，混凝土的流動性受阻。2022年3月4日星期五33/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.5、地下連續(xù)墻的接頭施工隔板式接頭2022年3月4日星期五34/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.6、鋼筋籠的制作與吊放a) 鋼筋籠制作基本數(shù)據(jù)：鋼筋籠端部與接頭管或混凝土街頭面間隙：150-200mm；主筋保護(hù)層：70-80mm保護(hù)層墊塊厚度：50mm墊塊與墻體之間間隙：20-30mm弧形

20、鋼板墊塊間距：2m鋼筋籠底端距槽底：100-200mm2022年3月4日星期五35/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.6、鋼筋籠的制作與吊放a) 鋼筋籠制作注意事項(xiàng)： 縱向鋼筋應(yīng)稍向內(nèi)彎折，防止吊放鋼筋籠時擦傷槽壁，但不應(yīng)影響混凝土澆筑導(dǎo)管的插入。 在混凝土澆筑導(dǎo)管位置，應(yīng)上下貫通，管道周圍應(yīng)增設(shè)箍筋和連接筋加固； 縱向主筋應(yīng)放內(nèi)側(cè)，橫向鋼筋應(yīng)放外側(cè)，以防橫向鋼筋阻礙導(dǎo)管插入； 鋼筋綁扎不宜用鐵絲，一般先用鐵絲固定，再用焊點(diǎn)焊牢，點(diǎn)焊數(shù)量不得小于交叉點(diǎn)總數(shù)的50%。2022年3月4日星期五36/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.6、鋼筋籠的制作與吊放b) 鋼筋籠吊放注意事項(xiàng)： 鋼筋籠吊放入槽前，必須對已開挖的槽段側(cè)邊垂直面進(jìn)行刷壁并進(jìn)行槽底清底； 在鋼筋起吊過程中，為防止產(chǎn)生永久變形，在鋼筋籠頂部應(yīng)用一個橫吊梁，尺寸與鋼筋籠適用，鋼絲繩吊住四個角； 吊點(diǎn)布置和起吊方案應(yīng)防止產(chǎn)生變形，通常采用雙機(jī)起吊，鋼筋籠底端不能在地面拖引；2022年3月4日星期五37/41第五節(jié) 地下連續(xù)墻施工3、地下連續(xù)墻施工3.3.6、鋼筋籠的制作與吊放b) 鋼筋籠吊放注意事項(xiàng)： 為防止鋼筋籠起吊后在空中晃動，在鋼筋籠下端扎拽引繩，以便