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文檔簡介

1、地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)與施工2022/7/121地下連續(xù)墻的歷史1950年意大利米蘭的C.Veder開發(fā)了護(hù)壁泥漿地下連續(xù)墻施工技術(shù)20世紀(jì)50后期至60年代該技術(shù)傳入西方發(fā)達(dá)國家、日本及前蘇聯(lián),各國都是先從水利水電基礎(chǔ)工程開始應(yīng)用20世紀(jì)60年代,日本開發(fā)了大量連續(xù)墻施工機(jī)具,該技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了大量應(yīng)用1958年我國應(yīng)用于水利工程大壩防滲墻中;70年代起用于建筑工程;90年代中期普遍將支護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合設(shè)計(jì),稱為“二墻合一”;2000年以后,深大基坑和周邊環(huán)境要求較高的基坑工程的涌現(xiàn)又促進(jìn)了該工藝的發(fā)展。著名工程實(shí)例:密云水庫防滲墻、NHK新廣播電臺大樓基坑、川崎人工島基礎(chǔ)、上海世博地

2、下變電站圓形基坑2022/7/1222022/7/1232022/7/1242022/7/125地下連續(xù)墻的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):施工時噪音低、振動小,對環(huán)境的影響?。贿B續(xù)墻剛度大、整體性好,基坑開挖過程中安全性高,支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小;墻身具有良好的抗?jié)B能力,坑內(nèi)降水對坑外的影響較?。豢勺鳛榈叵率业慕Y(jié)構(gòu)外墻,可配合逆作法施工,以縮短工程的工期、降低工程造價;占地少,充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間;適用于多種地基條件。缺點(diǎn):在一些特殊的地質(zhì)條件下(如很軟的淤泥質(zhì)土,含漂石的沖積層和超硬巖石等),施工難度很大; 如果施工方法不當(dāng)或施工地質(zhì)條件特殊,如粉砂地層易引起槽壁坍塌及滲漏等問題;在城市施工時,棄土和

3、廢泥漿的處理比較麻煩。2022/7/126地下連續(xù)墻的應(yīng)用 由于施工機(jī)械的限制,地下連續(xù)墻的厚度只能是固定的模數(shù),所以地下連續(xù)墻只有用在一定深度的基坑工程或其他特殊條件下才能顯示其經(jīng)濟(jì)性和特有的優(yōu)勢。深度較大的基坑工程(一般開挖深度大于10m才有較好的經(jīng)濟(jì)性);臨近建、構(gòu)筑物對基坑本身的變形和防水要求較高的工程;基地內(nèi)空間有限,地下室外墻與紅線距離極近,采用其它圍護(hù)形式無法滿 足留設(shè)施工操作空間要求的工程;圍護(hù)結(jié)構(gòu)需作為主體結(jié)構(gòu)的一部分,且基坑施工階段對防水、抗?jié)B有較嚴(yán)格要求的工程;采用逆作法施工,地土和地下同步施工時, 一般采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù) 墻;在超深基坑中,例如30m50m 的深基坑

4、工程,采用其它圍護(hù)體無法滿足要求時,常采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體。2022/7/127地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式壁板式 該形式又可分為直線壁板式(如下圖a所示)和折線壁板式(如下圖b所示),其中折線壁板式多用于模擬弧形段和轉(zhuǎn)角位置。壁板式在地下連續(xù)墻工程中應(yīng)用得最多,適用于各種直線段和圓弧段墻段。例如,在上海世博500kV 地下變電站直徑130m的圓筒形基坑地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)中,就采用了80幅直線壁板式地下連續(xù)墻來模擬圓弧段。2022/7/128地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式T形和形地下連續(xù)墻 T形地下連續(xù)墻(如下圖c所示)和形地下連續(xù)墻(如下圖d所示)適用于基坑開挖深度較大、支撐豎向間距較大、受到條件限制墻厚無法

5、增加的情況下,采用加肋的方式增加墻體的抗彎剛度。2022/7/129地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式格形地下連續(xù)墻 格形地下連續(xù)墻(如下圖e所示) 是一種將壁板式和形地下連續(xù)墻兩種形式組合在一起的結(jié)構(gòu)形式,是靠其自身重量穩(wěn)定的半重力式結(jié)構(gòu),是一種用于建(構(gòu))筑物地基開挖的無支撐空間坑壁結(jié)構(gòu)。格形地下連續(xù)墻多用于船塢及特殊條件下無法設(shè)置水平支撐的基坑工程,目前也有應(yīng)用于大型的工業(yè)基坑。格形地下連續(xù)墻在特殊條件下具有不可替代的優(yōu)勢,但由于受到自身施工工藝的約束, 一般槽段數(shù)量較多。2022/7/1210地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力U形折板地下連續(xù)墻 這是一種新形式的地下連續(xù)墻,已應(yīng)用于上海莫地下車庫工

6、程。折板是一種空間受力結(jié)構(gòu),有良好的受力特性,還具有抗側(cè)剛度大、變形小、節(jié)省材料等特點(diǎn)。2022/7/1211地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)2022/7/12122022/7/1213地下連續(xù)墻施工技術(shù)地下連續(xù)墻施工:在地面上采用專用挖槽機(jī)械設(shè)備,按一個單元槽段長度(一般68m),沿著深基礎(chǔ)或地下構(gòu)筑物周邊軸線,利用膨潤土泥漿護(hù)壁開挖深槽 地下連續(xù)墻施工過程主要劃分為三個階段:準(zhǔn)備工作階段成槽階段澆筑混凝土階段。2022/7/1214一.準(zhǔn)備工作階段(1)施工現(xiàn)場情況調(diào)查(2)水文地質(zhì)情況調(diào)查(3)制定施工方案2022/7/1215施工工藝流程2022/7/12162022/7/1217(一)導(dǎo)墻施工地下連

7、續(xù)墻成槽前先要構(gòu)筑導(dǎo)墻,導(dǎo)墻是建造地下連續(xù)墻必不可少的臨時構(gòu)造物,再施工期間,導(dǎo)墻經(jīng)常承受鋼筋籠、澆注砼用的導(dǎo)管、鉆機(jī)等靜、動荷載的作用,因而必須認(rèn)真設(shè)計(jì)和施工,才能進(jìn)行地下連續(xù)墻的正式施工。 二.成槽階段2022/7/12182022/7/1219導(dǎo)墻采用小鋼模 2022/7/12202022/7/1221導(dǎo)墻回填土2022/7/12221.導(dǎo)墻的作用(1).作為測量的基準(zhǔn)導(dǎo)墻與地下墻中心相一致,規(guī)定了溝槽的位置走向,可作為量測挖槽標(biāo)高、垂直度的基準(zhǔn),導(dǎo)墻頂面又作為機(jī)架式挖土機(jī)械導(dǎo)向鋼軌的架設(shè)定位。(2). 擋土作用由于地表土層受地面超載影響,容易塌陷,導(dǎo)墻起到擋土作用。為防止導(dǎo)墻在側(cè)向土壓

8、力作用下產(chǎn)生位移,一般應(yīng)在導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)每隔12m架設(shè)上下兩道木支撐。(3). 重物支承臺施工期間,承受鋼筋籠、灌筑混凝土用的導(dǎo)管、接頭管以及其它施工機(jī)械的靜、動荷載。(4).存蓄泥漿導(dǎo)墻內(nèi)存蓄泥漿,為保證槽壁的穩(wěn)定,要使泥漿液面始終保持高于地下水位一定的高度。大多數(shù)規(guī)定為1.252.0m。上海地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn),使泥漿液面保持高于地下水位1.0m,一般也能滿足要求。2022/7/12232、導(dǎo)墻形式 形 適用于較差土層 形 適用于較好土層 形 適用于較差土層2022/7/12242.導(dǎo)墻的形式導(dǎo)墻一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也有鋼制的或預(yù)制鋼筋混凝土的裝配式結(jié)構(gòu)。2022/7/12253.導(dǎo)墻的施工順序

9、平整場地;測量定位;挖槽及處理?xiàng)壨?;綁扎鋼筋:支立?dǎo)墻模板,為了不松動背后的土體,導(dǎo)墻外側(cè)可以不用模板,將土壁作為側(cè)模直接澆注砼;澆注導(dǎo)墻砼并養(yǎng)生;拆除模板并設(shè)置橫撐;回填導(dǎo)墻外側(cè)空隙并碾壓密實(shí) 2022/7/12264.導(dǎo)墻的構(gòu)造要求導(dǎo)墻一般采用C20混凝土澆筑,配筋通常為1214200 ,水平鋼筋連接成整體導(dǎo)墻厚度150-200mm,墻趾200mm,墻深1.0-2.0m導(dǎo)墻應(yīng)高壓地面100mm地下墻兩側(cè)導(dǎo)墻內(nèi)表面之間的凈距,應(yīng)比地下連續(xù)墻厚度略寬,一般為40mm左右。導(dǎo)墻頂面應(yīng)高于地面100mm左右,以防雨水流入槽內(nèi)稀釋及污染泥漿?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻拆模以后,應(yīng)沿縱向每隔1m左右設(shè)上、下兩

10、道木支撐,將兩片導(dǎo)墻支撐起來,在導(dǎo)墻的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前,禁止任何重型機(jī)械和運(yùn)輸設(shè)備在旁邊行駛,以防導(dǎo)墻受壓變形。2022/7/1227(二)泥漿護(hù)壁 地下連續(xù)墻的深槽是在下進(jìn)行挖掘的。泥漿的費(fèi)用占工程費(fèi)用的一定比例泥漿材料選用要因地制宜,就地取材 2022/7/1228泥漿制備工廠 2022/7/12292022/7/1230泥漿池2022/7/12311.泥漿的作用(1).護(hù)壁泥漿具有一定的密度,在槽內(nèi)對槽壁有一定的靜水壓力,相當(dāng)于一種液體支撐。泥漿能滲入土壁形成一層透水性很低的泥皮,有助于維護(hù)土壁的穩(wěn)定性。 (2).攜渣 泥漿具有較高的粘性,能在挖槽過程中將土渣懸浮起來??墒广@頭時刻

11、鉆進(jìn)新鮮土層,避免土渣堆積在工作面上影響挖槽效率,又便于土渣隨同泥漿排出槽外。(3).冷卻機(jī)具和切土滑潤 泥漿既可降低鉆具因連續(xù)沖擊或回鉆而上升的溫度,又可減輕鉆具的磨損消耗,有利于提高挖槽效率并延長鉆具的使用時間 2022/7/12322.泥漿的成分制作工藝:制備泥漿 、自成泥漿 、半自成泥漿成分:膨潤土泥漿、聚合物泥漿、CMC泥漿及鹽水泥漿。 膨潤土等礦物成分(%) 注:硅鋁率=SiO2/(aL2O3+Fe2O3)。硅鋁率4稱為膨潤土,4稱高嶺土。2022/7/12333.控制泥漿性能的指標(biāo) 1).密度: 泥漿密度取決于泥漿設(shè)計(jì)配合比中的固體(膨潤土)物質(zhì)的含量。我國采用膨潤土拌制的泥漿的

12、密度通常為1.031.045。(2). 粘度: 泥漿的粘度采用漏斗粘度計(jì)測定。我國常用500/700方法,即用700ml容量的漏斗粘度計(jì)裝滿泥漿,測定從下口漏出500ml所需的時間(秒),作為泥漿的粘度指標(biāo)。粘度指標(biāo)控制范圍為1930秒,(3).失水量和泥皮性質(zhì): 控制泥漿的失水量和使泥漿具有產(chǎn)生良好的泥皮的性質(zhì),是泥漿護(hù)壁作用的重要因素。通常對于新制泥漿要求失水量在10c.c./30分鐘以下,泥皮要求致密堅(jiān)韌,厚度不大于1mm。對循環(huán)使用中的泥漿,由于土砂顆粒的混入土及地下水中的鈣離子等污染,性能會漸漸惡化,但要求控制在200c.c./30分鐘及2mm以下。(4).pH值: 施工中泥漿受水泥

13、、地下水和土壤中的鈣離子等金屬陽離子污染,泥漿會失去懸液性質(zhì),產(chǎn)生凝絮化,起pH值升高。一般對新泥漿要求pH值為89,對使用中泥漿控制在11以內(nèi)。(5).穩(wěn)定性: 檢驗(yàn)?zāi)酀{本身的懸液結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的指標(biāo)。(6).含砂量: 采用含砂量測定器測定。2022/7/12344. 泥漿的工作狀態(tài)泥漿的工作狀態(tài)可分為:靜置式、正循環(huán)式和反循環(huán)式。在正循環(huán)和反循環(huán)中都以泥漿作為挖掘土砂的懈怠媒質(zhì),借泥漿流動將挖掘土砂運(yùn)出槽外。 2022/7/1235(三) 槽段開挖 開挖槽段是地下連續(xù)墻施工中的重要環(huán)節(jié),約占工期的一半,挖槽精度又決定了墻體制作精度,所以是決定施工進(jìn)度和質(zhì)量的關(guān)鍵工序。地下連續(xù)墻通常是分段施工

14、的,每一段稱為一個槽段,一個槽段是一次混凝土澆筑單位。 2022/7/12361. 槽段長度的確定槽段長度的選擇,不能小于鉆機(jī)長度,越長越好,可以減少地下墻的接頭數(shù),以提高地下連續(xù)墻防水性能和整體性。實(shí)際長度的確定,一般應(yīng)考慮以下的因素:(1)地質(zhì)情況的好壞:地層很不穩(wěn)定時,為防止溝槽壁面坍塌,應(yīng)減少槽段長度,以縮短造孔時間。(2)周圍環(huán)境:假使近旁有高大建筑物或較大的地面荷載時,為確保溝槽的穩(wěn)定,應(yīng)縮減槽段長度,縮短槽壁暴露時間。(3)工地具備的起重機(jī)能力:根據(jù)工地所具備的起重機(jī)能力是否能方便地起吊鋼筋籠等重物,決定槽段長度。(4)單位時間內(nèi)供應(yīng)混凝土的能力:通??梢?guī)定每槽段長度內(nèi)全部混凝土

15、量,須在4小時內(nèi)灌筑完畢。即(5)工地所具備的穩(wěn)定液槽容積:穩(wěn)定液槽的容積一般應(yīng)是每一槽段容積的2倍。 6)工地占用的場地面積以及能夠連續(xù)作業(yè)的時間:為縮短每道工序的施工時間,應(yīng)減小槽段的長度 2022/7/12372. 槽段平面形狀和接頭位置作為深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)或地下構(gòu)筑物外墻的地下連續(xù)墻,一般多為縱向連續(xù)一字形。但為增加地下連續(xù)墻的抗撓曲剛度,也可采用L形、T形及多邊形,墻身還可設(shè)計(jì)成格柵形。劃分單元槽段應(yīng)十分注意槽段之間的接頭位置的合理設(shè)置,一般應(yīng)避免接頭設(shè)在轉(zhuǎn)角處及地下連續(xù)墻與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接處,以保證地下連續(xù)墻有較好的整體性。2022/7/12383. 挖槽機(jī)械和槽段開挖地下連續(xù)墻施工

16、挖槽機(jī)械是在地面操作,穿過泥漿向地下深處開挖一條預(yù)定斷面槽深的工程機(jī)械。由于地質(zhì)條件不同,斷面深度不同,技術(shù)要求不同,應(yīng)根據(jù)不同要求選擇合適的挖槽機(jī)械。 目前我國在施工中應(yīng)用較多的是:吊索式或?qū)U式(蚌式)抓斗機(jī)鉆抓斗式挖槽機(jī)多頭鉆機(jī)2022/7/1239成槽機(jī)械 2022/7/1240成槽機(jī)械1 挖斗式 蚌式挖斗2022/7/12411)吊索式或?qū)U式(蚌式)抓斗機(jī)用于開挖墻厚4501200mm,深50m,土的標(biāo)貫值50的地下連續(xù)墻。蚌式抓斗通常以鋼索操作斗體上下和開閉,即索式抓斗。用導(dǎo)桿使抓斗上下,并通過液壓開閉斗體,即導(dǎo)桿式抓斗。為提高挖槽垂直精度,可在抓斗的兩個側(cè)面安裝導(dǎo)向板,也稱導(dǎo)板

17、抓斗2022/7/12422022/7/12432022/7/1244挖斗式 蚌式挖斗施工過程(1)2022/7/1245挖斗式 蚌式挖斗施工過程(2) 鉆抓結(jié)合 2022/7/12462 沖擊式 ISO沖擊鉆機(jī) 2022/7/12472022/7/12483 回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī) 多頭鉆 成槽機(jī) 2022/7/12493回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī) 銑削鉆 成槽機(jī) 2022/7/12503 回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī) 銑削鉆 2022/7/12513 回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī) 銑削鉆 2022/7/12522022/7/1253 1.2.3 鋼筋混凝土施工1.2.3.1 地下連續(xù)墻接頭 1.接頭管接頭 2.接頭箱接頭 3.隔板式接頭 4.鋼

18、板組合接頭 5.預(yù)制塊接頭 2022/7/1254刷壁器 2022/7/1255地下墻接頭箱 2022/7/12561.2.3.1 地下連續(xù)墻接頭 1.接頭管接頭 2022/7/12571.2.3.1 地下連續(xù)墻接頭 2.接頭箱接頭 2022/7/12581.2.1.3 地下連續(xù)墻接頭 3.隔板式 接頭2022/7/12591.2.3.1 地下連續(xù)墻接頭 4.鋼板組合接頭 2022/7/12601.2.1.3 地下連續(xù)墻接頭 5.預(yù)制塊接頭 2022/7/1261 1.2.3 鋼筋混凝土施工1.2.3.2 鋼筋籠吊升 2022/7/12622022/7/12632022/7/12642022/

19、7/12652022/7/12662022/7/12672022/7/1268為控制保護(hù)層的厚度,在鋼筋籠的主筋上每隔4米設(shè)置一道定位器,沿鋼筋籠水平方向每側(cè)設(shè)兩例 2022/7/1269 1.2.3 鋼筋混凝土施工1.2.3.3 混凝土澆注 2022/7/12702022/7/12712022/7/1272 1.2.3 鋼筋混凝土施工1.2.3.3 混凝土澆注 2022/7/1273 2. 逆作法2.1 逆作法施工工藝流程2.2 逆作法在我國的應(yīng)用 2.3 逆作法的特點(diǎn)2.4 逆作法尚待解決的問題2022/7/1274 2.1 逆作法施工工藝流程2022/7/1275 2.2 逆作法在我國的

20、應(yīng)用城市工程名稱地下層數(shù)逆作施工方法上海恒積大廈4全逆作福州世界金龍大廈3.5半逆作廣州好世界大廈3全逆作廣州國際銀行中心4全逆作天津百貨大樓4半逆作天津紫京花園3全逆作深圳地王大廈4半逆作上海城市航站樓3全逆作2022/7/1276 2.3 逆作法的特點(diǎn)1. 有利于基坑周圍環(huán)境的安全穩(wěn)定;2. 可不同程度地縮短施工總工期; 3. 地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理; 4. 改善了施工現(xiàn)場的場地限制;5. 具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。2022/7/1277 2.3 逆作法尚待解決的問題1. 軟土中支承柱與地下連續(xù)墻的差異沉降 施工控制 ;2. 地上、地下施工層數(shù)的確定 ; 3. 中柱樁的定位及垂直度控制;

21、 4. “兩墻合一”的后澆混凝土墻施工 ;5. 土方開挖方法的改進(jìn)。2022/7/1278 逆 作 法2022/7/12793.10 逆作法施工 深地下室的常規(guī)施工是通過臨時支護(hù)基坑坑壁,開挖至預(yù)定深度后,澆底板并由下而上施工各層地下室結(jié)構(gòu),待地下室完工后,再逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。利用地下連續(xù)墻采用逆作法施工較深的多層地下室,成為發(fā)展的方向,這已在國內(nèi)外到得了顯著的效果。2022/7/1280逆作法施工工藝是先沿建筑物外圍施工地下連續(xù)墻,作為地下室的邊墻或基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在建筑物內(nèi)部的澆筑中間支承柱,開挖土方至第一層地下室底面標(biāo)高,澆注梁及部分的板,該層樓蓋即可作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐系

22、統(tǒng)。然后在梁間沒有澆板的空檔內(nèi),向下逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)。與此同時,在已完成底面梁板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,做上部結(jié)構(gòu)。地下室封底前,地面上允許施工的層數(shù)要通過計(jì)算確定。2022/7/1281日本讀賣新聞社大樓 逆作法施工 地上層,地下層,總工期只用了個月,比常規(guī)方法縮短了個月。該工程用2.0m大直徑鉆孔灌注樁作為中間支承柱,m,共用根。2022/7/1282逆作法的優(yōu)點(diǎn):地下主體結(jié)構(gòu)的梁、板、柱作為擋土墻的橫向支撐;大幅度縮短工期;逆作法只開挖有效范圍內(nèi)的土方量,減少了大量的土方量;安全性好,且基本上不受氣候所左右。 2022/7/1283不足: 封閉狀態(tài)下的環(huán)境進(jìn)行施工,作業(yè)環(huán)境較差;大型機(jī)械設(shè)備

23、難于進(jìn)場; 地下結(jié)構(gòu)中墻柱的混凝土接搭質(zhì)量較難控制 ;控制導(dǎo)柱的垂直度和承載力較難;逆作法側(cè)向剛度較封閉式的小,施工中應(yīng)采取措施,防止一側(cè)連續(xù)墻的過大變形。2022/7/1284立柱 立柱在逆作施工中具有無法取代的重要性,立柱設(shè)計(jì)和計(jì)算,為逆作法設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容: 1) 立柱位置的設(shè)置 2)立柱負(fù)擔(dān)荷載的計(jì)算3)允許應(yīng)力的決定)立柱樁的設(shè)計(jì)按灌注樁進(jìn)行。)上部結(jié)構(gòu)體加固設(shè)計(jì))立柱的設(shè)計(jì))柱腳根部插入部分的設(shè)計(jì)。 2022/7/1285 逆作法施工,以地面層的梁板結(jié)構(gòu)是封閉還是敞開分為“封閉式逆作法”和“開敞式逆作法” 。我國第一個按“封閉式逆作法”施工的試點(diǎn)工程是上?;A(chǔ)工程科研樓,地上層,地下

24、層。另一個為上海電信大樓地下室工程采用了“開敝式逆作法”旋工(該工程地下層,地上17層),在南京夫子廟地下商場也采用過該方法施工。 2022/7/1286BACK2022/7/128711.2 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì) 作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu),主要基于強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性三個大的方面對地下連續(xù)墻進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算,強(qiáng)度主要指墻體的水平和豎向截面承載力、豎向地基承載力;變形主要指墻體的水平變形和作為豎向承重結(jié)構(gòu)的豎向變形;穩(wěn)定性主要指作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、坑底抗隆起穩(wěn)定性、抗?jié)B流穩(wěn)定性2022/7/128811.2.1墻體厚度和槽段寬度 地下連續(xù)墻厚度一般為0.51.2m,而隨著挖槽設(shè)備大型化

25、和施工工藝的改進(jìn),地下連續(xù)墻厚度可達(dá)2.0m以上。確定地下連續(xù)墻單元槽段的平面形狀和成槽寬度時需考慮眾多因素,如墻段的結(jié)構(gòu)受力特性、槽壁穩(wěn)定性、周邊環(huán)境的保護(hù)要求和施工條件等,需結(jié)合各方面的因素綜合確定。一般來說,壁板式一字形槽段寬度不宜大于6m,T形、折線形槽段等槽段各肢寬度總和不宜大于6m。 2022/7/128911.2.2地下連續(xù)墻的入土深度 一般工程中地下連續(xù)墻入土深度在1050m范圍內(nèi),最大深度可達(dá)150m。在基坑工程中,地下連續(xù)墻既作為承受側(cè)向水土壓力的受力結(jié)構(gòu),同時又兼有隔水的作用,因此地下連續(xù)墻的入土深度需考慮擋土和隔水兩方面的要求。作為擋土結(jié)構(gòu),地下連續(xù)墻入土深度需滿足各項(xiàng)

26、穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求,作為隔水帷幕,地下連續(xù)墻入土深度需根據(jù)地下水控制要求確定。 2022/7/12901、據(jù)穩(wěn)定性確定入土深度 作為擋土受力的圍護(hù)體,地下連續(xù)墻底部需插入基底以下足夠深度并進(jìn)入較好的土層,以滿足嵌固深度和基坑各項(xiàng)穩(wěn)定性要求。在軟土地層中,地下連續(xù)墻在基底以下的嵌固深度一般接近或大于開挖深度方能滿足穩(wěn)定性要求。在基底以下為密實(shí)的砂層或巖層等物理力學(xué)性質(zhì)較好的土(巖)層時,地下連續(xù)墻在基底以下的嵌入深度可大大縮短。例如上海軌道交通七號線耀華路站綜合開發(fā)項(xiàng)目開挖深度約20.4m,基底以下主要以軟塑的粘土層為主,采 用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),墻體嵌入基底以下19m方滿足穩(wěn)定性要求。南京綠

27、地紫峰大廈開挖深度約21.4m,基底以下均為中風(fēng)化安山巖,地下連續(xù)墻嵌入基底以下7m即滿足穩(wěn)定性要求。 2022/7/12912、慮隔水作用確定入土深度 作為隔水帷幕,地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)時需根據(jù)基底以下的水文地質(zhì)條件和地下水控制確定入土深度,當(dāng)根據(jù)地下水控制要求需隔斷地下水或增加地下水繞流路徑時,地下連續(xù)墻底部需進(jìn)入隔水層隔斷坑內(nèi)外潛水及承壓水的水力聯(lián)系,或插入基底以下足夠深度以確保形成可靠的隔水邊界。如根據(jù)隔水要求確定的地下連續(xù)墻入土深度大于受力和穩(wěn)定性要求確定的入土深度時,為了減少經(jīng)濟(jì)投入,地下連續(xù)墻為滿足隔水要求加深的部分可采用素混凝土澆筑。 2022/7/129211.2.3內(nèi)力與變形計(jì)算

28、及承載力驗(yàn)算 1、力和變形計(jì)算 地下連續(xù)墻作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算目前應(yīng)用最多的是平面彈性地基梁法,該方法計(jì)算簡便,可適用于絕大部分常規(guī)工程;而對于具有明顯空間效應(yīng)的深基坑工程,可采用空間彈性地基板法進(jìn)行地下連續(xù)墻的內(nèi)力和變形計(jì)算;對于復(fù)雜的基坑工程需采用連續(xù)介質(zhì)有限元法進(jìn)行計(jì)算。 2、載力驗(yàn)算 應(yīng)根據(jù)各工況內(nèi)力計(jì)算包絡(luò)圖對地下連續(xù)墻進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算和配筋計(jì)算。常規(guī)的壁板式地下連續(xù)墻需進(jìn)行正截面受彎、斜截面受剪承載力驗(yàn)算,當(dāng)需承受豎向荷載時,需進(jìn)行豎向受壓承載力驗(yàn)算。對于圓筒形地下連續(xù)墻除需進(jìn)行正截面受彎、斜截面受剪和豎向受壓承載力驗(yàn)算外,尚需進(jìn)行環(huán)向受壓承載力驗(yàn)算。 2022/7/

29、129311.2.4地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)構(gòu)造 1、墻身混凝土 地下連續(xù)墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30,水下澆筑時混凝土強(qiáng)度等級按相關(guān)規(guī)范要求提高。墻體和槽段接頭應(yīng)滿足防滲設(shè)計(jì)要求,地下連續(xù)墻混凝土抗?jié)B等級不宜小于S6級。地下連續(xù)墻主筋保護(hù)層在基坑內(nèi)側(cè)不宜小于50mm,基坑外側(cè)不宜小于70mm。 地下連續(xù)墻的混凝土澆筑面宜高出設(shè)計(jì)標(biāo)高以上300500mm,鑿去浮漿層后的墻頂標(biāo)高和墻體混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。 2022/7/12942022/7/12952. 鋼筋籠(1) 轉(zhuǎn)角槽段鋼筋籠 轉(zhuǎn)角槽段小于180度角側(cè)水平筋錨入對邊墻體內(nèi)應(yīng)滿足錨固長度,且宜與對邊水平鋼筋焊接,以加強(qiáng)轉(zhuǎn)角槽段吊裝過程中的

30、整體剛度。轉(zhuǎn)角宜設(shè)置斜向構(gòu)造鋼筋,以加強(qiáng)轉(zhuǎn)角槽段吊裝過程中的整體剛度。 2022/7/12962. 鋼筋籠(2) T型槽段鋼筋籠 T形槽段外伸腹板宜設(shè)置在迎土面一側(cè),以防止影響主體結(jié)構(gòu)施工。根據(jù)相關(guān)規(guī)范進(jìn)行T型槽段截面設(shè)計(jì)和配筋計(jì)算,翼板側(cè)拉區(qū)鋼筋可在腹板兩側(cè)各一倍墻厚范圍內(nèi)均勻布置。 2022/7/12973、頂冠梁 地下連續(xù)墻頂部應(yīng)設(shè)置封閉的鋼筋混凝土冠梁。冠梁的高度和寬度由計(jì)算確定,且寬度不宜小于地下連續(xù)墻的厚度。地下連續(xù)墻采用分幅施工,墻頂設(shè)置通長的頂圈梁有利于增強(qiáng)地下連續(xù)墻的整體性。頂圈梁宜與地下連續(xù)墻迎土面平齊,以便保留導(dǎo)墻,對墻頂以上土體起到擋土護(hù)坡的作用,避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生不利

31、影響。地下連續(xù)墻墻頂嵌入圈梁的深度不宜小于50mm,縱向鋼筋錨入圈梁內(nèi)的長度宜按受拉錨固要求確定。2022/7/129811.2.5地下連續(xù)墻施工接頭 1、類型與形式 施工接頭是指地下連續(xù)墻單元槽段之間的連接接頭。根據(jù)受力特性地下連續(xù)墻施工接頭可分為柔性接頭和剛性接頭。能夠承受彎矩、剪力和水平拉力的施工接頭稱為剛性接頭,反之不能承受彎矩和水平拉力的接頭稱為柔性接頭。 2、柔性接頭 工程中常用的柔性接頭主要有圓形(或半圓形)鎖口管接頭、波形管(雙波管、三波管)接頭、楔形接頭、鋼筋混凝土預(yù)制接頭和橡膠止水帶接頭,接頭平面形式如圖11-9所示。圖11-10為幾種接頭管的實(shí)物圖。 2022/7/129

32、92022/7/121002022/7/121013、剛性接頭 剛性接頭可傳遞槽段之間的豎向剪力,當(dāng)槽段之間需要形成剛性連接時,常采用剛性接頭。在工程中應(yīng)用的剛性接頭主要有一字或十字穿孔鋼板接頭、鋼筋搭接接頭和十字型鋼插入式接頭。 十字穿孔鋼板接頭 (2) 鋼筋搭接接頭 (3) 十字型鋼插入式接頭 2022/7/121022022/7/121032022/7/12104施工接頭選用原則 由于地下連續(xù)墻施工接頭種類和數(shù)量眾多,在實(shí)際工程中在滿足受力和止水要求的前提下,應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)盡量選用施工簡便、工藝成熟的施工接頭,以確保接頭的施工質(zhì)量: (1) 由于鎖口管柔性施工接頭施工方便,構(gòu)造簡單,一般

33、工程中在滿足受力和止水要求的條件下地下連續(xù)墻槽段施工接頭宜優(yōu)先采用鎖口管柔性接頭;當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻超深頂拔鎖口管困難時建議采用鋼筋混凝土預(yù)制接頭或工字形型鋼接頭。 (2) 當(dāng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力要求需形成整體或當(dāng)多幅墻段共同承受豎向荷載,墻段間需傳遞豎向剪力時,槽段間宜采用剛性接頭,并應(yīng)根據(jù)實(shí)際受力狀態(tài)驗(yàn)算槽段接頭的承載力。 2022/7/1210511.3 地下連續(xù)墻的施工 地下連續(xù)墻(簡稱地墻)的施工,就是在地面上先構(gòu)筑導(dǎo)墻,采用專門的成槽設(shè)備,沿著支護(hù)或深開挖工程的周邊,在特制泥漿護(hù)壁條件下,每次開挖一定長度的溝槽至指定深度,清槽后,向槽內(nèi)吊放鋼筋籠,然后用導(dǎo)管法澆注水下混凝土,混凝土自下而上充滿槽

34、內(nèi)并把泥漿從槽內(nèi)置換出來,筑成一個單元槽段,并依此逐段進(jìn)行,這些相互鄰接的槽段在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻體,以作承重、擋土或截水防滲結(jié)構(gòu)之用。施工流程如圖11-13所示。 2022/7/121062022/7/1210711.3.1 國內(nèi)主要成槽工法介紹常用的成槽機(jī)械設(shè)備按其工作機(jī)理主要分為抓斗式、沖擊式和回轉(zhuǎn)式三大類,相應(yīng)來說基本成槽工法也主要有三類:抓斗式成槽工法;沖擊式鉆進(jìn)成槽工法;回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)成槽工法。 2022/7/121081、抓斗式成槽工法 適用環(huán)境:地層適應(yīng)性廣,如N40的粘性土、砂性土及礫卵石土等。除大塊的漂卵石、基巖外,一般的覆蓋層均可。 優(yōu)點(diǎn):低噪音低振動;抓斗挖槽能

35、力強(qiáng),施工高效;除早期的蚌式抓斗索式導(dǎo)板抓斗外多設(shè)有測斜及糾偏裝置(如糾偏液壓推板)隨時調(diào)控成槽垂直度,成槽精度較高(1/300或更小)。 缺點(diǎn):掘進(jìn)深度及遇硬層時受限,降低成槽工效。需配合其它方法一道使用。 2022/7/121092022/7/121102022/7/121112、沖擊式鉆進(jìn)成槽工法 適用環(huán)境:在各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖、硬巖中都能使用,特別適用于深厚漂石、孤石等復(fù)雜地層施工,在此類地層中其施工成本要遠(yuǎn)低于抓斗式成槽機(jī)和液壓銑槽機(jī)。是國內(nèi)水利部門在防滲墻施工中仍在使用的一種方法。 優(yōu)點(diǎn):施工機(jī)械簡單,操作簡便,成本低,不失為一種經(jīng)濟(jì)適用型工藝。 缺點(diǎn):成槽效率低,成槽質(zhì)量較差。 2022/7/121123、回轉(zhuǎn)式成槽工法 適用環(huán)境:N30的粘性土、砂性土等不太堅(jiān)硬的細(xì)顆粒地層。深度可達(dá)40m左右。 優(yōu)點(diǎn):施工時無振動無噪音,可連續(xù)進(jìn)行挖槽和排渣,不需要反復(fù)提鉆,施工效率高,施工質(zhì)量較好,垂直度可控制在1/2001/300之間。在上世紀(jì)80年代前期應(yīng)用較多,是一種較受歡迎的施工方法。 缺點(diǎn):在礫石卵石層中及遇障礙物時成槽適應(yīng)性欠佳。 2022/7/1211311.3.2 施工工藝與操

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