地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術

地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術第一章地下連續(xù)墻概述地下連續(xù)墻是用機械施工方法成槽澆灌鋼筋混凝土形成的墻體，國內(nèi)外越來越多的工程中將支護結構和主體結構相結合設計，即在施工階段采用地下連續(xù)墻作為支護結構，而在正常使用階段地下連續(xù)墻又作為結構外墻使用，在正常使用階段承受永久水平和豎向荷載，稱為“兩墻合一”。地下連續(xù)墻的特點地下連續(xù)墻已被公認為是深基坑工程中最佳的擋土結構之一，它具有如下顯著的優(yōu)點：施工具有低噪音、低震動等優(yōu)點，工程施工對環(huán)境的影響小；連續(xù)墻剛度大、整體性好，基坑開挖過程中安全性高，支護結構變形較小；墻身具有良好的抗?jié)B能力，坑內(nèi)降水時對坑外的影響較??；可作為地下室結構的外墻，可配合逆作法施工，以縮短工程的工期、降低工程造價。但地下連續(xù)墻也存在棄土和廢泥漿處理、粉砂地層易引起槽壁坍塌及滲漏等問題，因而需采取相關的措施來保證連續(xù)墻施工的質量。地下連續(xù)墻的適用條件由于受到施工機械的限制，地下連續(xù)墻的厚度具有固定的模數(shù)，因此，地下連續(xù)墻只有用在一定深度的基坑工程或其它特殊條件下才能顯示其經(jīng)濟性和特有的優(yōu)勢。一般情況下地下連續(xù)墻適用于如下條件的基坑工程：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)濟性；鄰近存在保護要求較高的建、構筑物，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，采用其它圍護形式無法滿足留設施工操作空間要求的工程；圍護結構亦作為主體結構的一部分，且對防水、抗?jié)B有較嚴格要求的工程；采用逆作法施工，地上和地下同步施工時，一般采用地下連續(xù)墻作為圍護墻；的深基坑工程，采用其它圍護體無法滿50m?30m在超深基坑中，例如(6)地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術足要求時，常采用地下連續(xù)墻作為圍護體。地下連續(xù)墻的結構形式地下連續(xù)墻的結構形式主要有壁板式、T型和n形地下連續(xù)墻、格形地下連續(xù)墻、預應力或非預應力U形折板地下連續(xù)墻等幾種形式。1.壁板式該形式又可分為直線壁板式（如圖i-i（a所示）和折線壁板式（如圖i-i（b）所示），折線壁板式多用于模擬弧形段和轉角位置。壁板式在地下連續(xù)墻工程中應用得最多，適用于各種直線段和圓弧段墻段。t型和n形地下連續(xù)墻T型（如圖1-1（c）所示）和n形地下連續(xù)墻（如圖1-1（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增加的情況下，采用加肋的方式增加墻體的抗彎剛度。格形地下連續(xù)墻格形地下連續(xù)墻（如圖11-1（e）所示）是一種將壁板式和T形地下連續(xù)墻兩種形式組合在一起的結構形式，是靠其自身重量穩(wěn)定的半重力式結構，是一種用于建（構）筑物地基開挖的無支撐空間坑壁結構。格形地下連續(xù)墻多用于船塢及特殊條件下無法設置水平支撐的基坑工程。圖1-1地下連續(xù)墻平面結構形式預應力或非預應力U形折板地下連續(xù)墻這是一種新形式的地下連續(xù)墻。折板是一種空間受力結構，有良好的受力特性，還具有抗側剛度大、變形小、節(jié)省材料等特點。．地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術第二章地下連續(xù)墻的設計原理作為基坑圍護結構，主要基于強度、變形和穩(wěn)定性三個大的方面對地下連續(xù)墻進行設計和計算，強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構的豎向變形；穩(wěn)定性主要指作為基坑圍護結構的整體穩(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)定性等。墻體厚度和槽段寬度地下連續(xù)墻厚度一般為0.5?1.2m,而隨著挖槽設備大型化和施工工藝的改進，地下連續(xù)墻厚度可達2.0m以上。在具體工程中地下連續(xù)墻的厚度應根據(jù)成槽機的規(guī)格、墻體的抗?jié)B要求、墻體的受力和變形計算等綜合確定。地下連續(xù)的常用墻厚為0.6、0.8、1.0和1.2m。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,如墻段的結構受力特性、槽壁穩(wěn)定性、周邊環(huán)境的保護要求和施工條件等,需結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。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10?50m范圍內(nèi)，最大深度可達150m。在基坑工程中,地下連續(xù)墻既作為承受側向水土壓力的受力結構,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。作為擋土結構，地下連續(xù)墻入土深度需滿足各項穩(wěn)定性和強度要求，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。根據(jù)穩(wěn)定性確定入土深度作為擋土受力的圍護體，地下連續(xù)墻底部需插入基底以下足夠深度并進入較好的土層，以滿足嵌固深度和基坑各項穩(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。在基底以下為密實的砂層或巖層等物理力學性質較好的土(巖)層時，地下連續(xù)墻在基底以下的嵌入深度可大大縮短?？紤]隔水作用確定入土深度作為隔水帷幕，地下連續(xù)墻設計時需根據(jù)基底以下的水文地質條件和地下水控制確定入土深度，當根據(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，或插入如根據(jù)隔水要求確定的地下連續(xù)基底以下足夠深度以確保形成可靠的隔水邊界。．地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術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。內(nèi)力與變形計算及承載力驗算2.3.1內(nèi)力和變形計算地下連續(xù)墻作為基坑圍護結構的內(nèi)力和變形計算目前應用最多的是平面彈性地基梁法；而對于具有明顯空間效應的深基坑工程，可采用空間彈性地基板法；對于復雜的基坑工程需采用連續(xù)介質有限元法進行計算。墻體內(nèi)力和變形計算應按照主體工程地下結構的梁板布置，以及施工條件等因素，合理確定支撐標高和基坑分層開挖深度等計算工況，并按基坑內(nèi)外實際狀態(tài)選擇計算模式，考慮基坑分層開挖與支撐進行分層設置，以及換撐拆撐等工況在時間上的先后順序和空間上的位置不同，進行各種工況下的連續(xù)完整的設計計算。2.3.2承載力驗算應根據(jù)各工況內(nèi)力計算包絡圖對地下連續(xù)墻進行截面承載力驗算和配筋計算。常規(guī)的壁板式地下連續(xù)墻需進行正截面受彎、斜截面受剪承載力驗算，當需承受豎向荷載時，需進行豎向受壓承載力驗算。對于圓筒形地下連續(xù)墻除需進行正截面受彎、斜截面受剪和豎向受壓承載力驗算外，尚需進行環(huán)向受壓承載力驗算。當?shù)叵逻B續(xù)墻僅用作基坑圍護結構時，應按照承載能力極限狀態(tài)對地下連續(xù)墻進行配筋計算，當?shù)叵逻B續(xù)墻在正常使用階段又作為主體結構時，應按照正常使用極限狀態(tài)根據(jù)裂縫控制要求進行配筋計算。地下連續(xù)墻正截面受彎、受壓、斜截面受剪承載力及配筋設計計算應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010)的相關規(guī)定。地下連續(xù)墻設計構造2.4.1墻身混凝土地下連續(xù)墻混凝土設計強度等級不應低于C30,水下澆筑時混凝土強度等級按相關規(guī)范要求提高。墻體和槽段接頭應滿足防滲設計要求，地下連續(xù)墻混凝土，50mm級。地下連續(xù)墻主筋保護層在基坑內(nèi)側不宜小于S6抗?jié)B等級不宜小于地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術基坑外側不宜小于70mm。地下連續(xù)墻的混凝土澆筑面宜高出設計標高以上300?500mm,鑿去浮漿層后的墻頂標高和墻體混凝土強度應滿足設計要求。鋼筋籠地下連續(xù)墻鋼筋籠由縱向鋼筋、水平鋼筋、封口鋼筋和構造加強鋼筋構成?？v向鋼筋沿墻身均勻配置,且可按受力大小沿墻體深度分段配置。縱向鋼筋宜采用HRB335級或HRB400級鋼筋，直徑不宜小于16mm,鋼筋的凈距不宜小于75mm,當?shù)叵逻B續(xù)墻縱向鋼筋配筋量較大,鋼筋布置無法滿足凈距要求時,實際工程中常采用將相鄰兩根鋼筋合并綁扎的方法調(diào)整鋼筋凈距，以確?；炷翝仓軐??？v向鋼筋應盡量減少鋼筋接頭，并應有一半以上通長配置。水平鋼筋可采用HPB235級鋼筋，直徑不宜小于12mm。封口鋼筋直徑同水平鋼筋，豎向間距同水平鋼筋或按水平鋼筋間距間隔設置。地下連續(xù)墻宜根據(jù)吊裝過程中鋼筋籠的整體穩(wěn)定性和變形要求配置架立桁架等構造加強鋼筋。鋼筋籠兩側的端部與接頭管(箱)或相鄰墻段混凝土接頭面之間應留有不大于150mm的間隙，鋼筋下端500mm長度范圍內(nèi)宜按1:10收成閉合狀，且鋼筋籠的下端與槽底之間宜留有不小于500mm的間隙。地下連續(xù)墻鋼筋籠封頭鋼筋形狀應與施工接頭相匹配。封口鋼筋與水平鋼筋宜采用等強焊接。單元槽段的鋼筋籠宜在加工平臺上裝配成一個整體，一次性整體沉放入槽。當單元槽段的鋼筋籠必須分段裝配沉放時，上下段鋼筋籠的連接宜采用機械連接，并采取地面預拼裝措施，以便于上下段鋼筋籠的快速連接，接頭的位置宜選在受力較小處，并相互錯開。轉角槽段鋼筋籠轉角槽段小于180度角側水平筋錨入對邊墻體內(nèi)應滿足錨固長度，且宜與對邊水平鋼筋焊接，以加強轉角槽段吊裝過程中的整體剛度。轉角宜設置斜向構造鋼筋，以加強轉角槽段吊裝過程中的整體剛度。T型槽段鋼筋籠T形槽段外伸腹板宜設置在迎土面一側，以防止影響主體結構施工。根據(jù)相關規(guī)范進行T型槽段截面設計和配筋計算，翼板側拉區(qū)鋼筋可在腹板兩側各一倍墻厚范圍內(nèi)均勻布置。墻頂圈梁地下連續(xù)墻頂部應設置封閉的鋼筋混凝土圈梁。墻頂圈梁的高度和寬度由計算確定，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，墻頂設置通長的頂圈梁有利于增強地下連續(xù)墻的整體性。墻頂圈梁宜與地下連續(xù)墻迎土避免對周邊環(huán)境對墻頂以上土體起到擋土護坡的作用，以便保留導墻，面平齊，地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術產(chǎn)生不利影響。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。地下連續(xù)墻施工接頭2.5.1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。2.5.2柔性接頭（1）鎖口管接頭圓形（或半圓形）鎖口管接頭、波形管（雙波管、三波管）接頭統(tǒng)稱為鎖口管接頭，鎖口管接頭是地下連續(xù)墻中最常用的接頭形式，鎖口管在地下連續(xù)墻混凝土澆筑時作為側模，可防止混凝土的繞流，同時在槽段端頭形成半圓形或波形面，增加了槽段接縫位置地下水的滲流路徑。鎖口管接頭構造簡單，施工適應性較強，止水效果可滿足一般工程的需要。（2）鋼筋混凝土預制接頭預制接頭一般采用近似工字型截面，在地下連續(xù)墻施工流程中取代鎖口管的位置和作用，沉放后無需頂拔，作為地下連續(xù)墻的一部分。由于預制接頭無需拔除，簡化了施工流程，提高了效率，有常規(guī)鎖口管接頭不可比擬的優(yōu)點。特別適用于頂拔鎖口管困難的超深地下連續(xù)墻工程。（3）工字形型鋼接頭該接頭形式是采用鋼板拼接的工字形型鋼作為施工接頭，型鋼翼緣鋼板與先行槽段水平鋼筋焊接，后續(xù)槽段可設置接頭鋼筋深入到接頭的拼接鋼板區(qū)。該接頭不存在無筋區(qū)，形成的地下連續(xù)墻整體性好。先后澆筑的混凝土之間由鋼板隔開，加長了地下水滲透的繞流路徑，止水性能良好。工字形型鋼接頭的施工避免了常規(guī)槽段接頭施工中鎖口管或接頭箱拔除的過程，大大降低了施工難度，提高了施工效率。如圖2-1所示。地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術圖2-1地下連續(xù)墻柔性施工接頭形式2.5.3剛性接頭剛性接頭可傳遞槽段之間的豎向剪力，當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如圖2-2。（1）十字穿孔鋼板接頭十字穿孔鋼板接頭是以開孔鋼板作為相鄰槽段間的連接構件，開孔鋼板與兩側槽段混凝土形成嵌固咬合作用，可承受地下連續(xù)墻垂直接縫上的剪力，并使相鄰地下連續(xù)墻槽段形成整體共同承擔上部結構的豎向荷載，協(xié)調(diào)槽段的不均勻沉降；同時穿孔鋼板接頭亦具備較好的止水性能。（2）鋼筋搭接接頭先行施工槽段的鋼筋籠兩面鋼筋搭接接頭采用相鄰槽段水平鋼筋凹凸搭接，地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術伸出搭接部分，通過采取施工措施，澆灌混凝土時可留下鋼筋搭接部分的空間，先行槽段形成后，后施工槽段的鋼筋籠一部分與先行施工槽段伸出的鋼筋搭接，然后澆灌后施工槽段的混凝土。（3）十字型鋼插入式接頭十字型鋼插入式接頭是在工字形型鋼接頭上焊接兩塊T形型鋼，并且T形型鋼錨入相鄰槽段中，進一步增加了地下水的繞流路徑，在增強止水效果的同時，增加了墻段之間的抗剪性能，形成的地下連續(xù)墻整體性好。圖2-2地下連續(xù)墻剛性施工接頭2.5.4施工接頭選用原則（1） 由于鎖口管柔性施工接頭施工方便，構造簡單，一般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?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制接頭或工字形型鋼接頭。（2） 當根據(jù)結構受力要求需形成整體或當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，并應根據(jù)實際受力狀態(tài)驗算槽段接頭的承載力。第三章地下連續(xù)墻施工關鍵技術地下連續(xù)墻的施工，就是在地面上先構筑導墻，采用專門的成槽設備，沿著支護或深開挖工程的周邊，在特制泥漿護壁條件下，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，然后用導管法澆注水下混凝土，混凝土自下而上充滿槽內(nèi)并把泥漿從槽內(nèi)置換出來，筑成一個單元槽段，并依此逐段進擋以作承重、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，行，地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術土或截水防滲結構之用。施工流程如圖3-1所示。圖3-1地下連續(xù)墻施工程序示意（以液壓抓斗式成槽機為例）3.1國內(nèi)主要成槽工法介紹成槽工藝是地下連續(xù)墻施工中最重要的工序，常常要占到槽段施工工期一半以上，因此做好挖槽工作是提高地下連續(xù)墻施工效率及保證工程質量的關鍵，隨著對施工效率要求的不斷提高，新設備不斷出現(xiàn)，新的工法也在不斷發(fā)展。目前國內(nèi)外廣泛采用的先進高效的地下連續(xù)墻成槽（孔）機械主要有抓斗式成槽機、液壓銑槽機、多頭鉆（亦稱為垂直多軸回轉式成槽機）和旋挖式樁孔鉆機等，其中，應用最廣的要屬液壓抓斗式成槽機。常用的成槽機械設備按其工作機理主要分為抓斗式、沖擊式和回轉式三大類，相應來說基本成槽工法也主要有三類：（1）抓斗式成槽工法；（2）沖擊式鉆進成槽工法；（3）回轉式鉆進成槽工法。3.1.1抓斗式成槽工法TOC\o"1-5"\h\z抓斗挖槽機以履帶式起重機來懸掛抓斗，抓斗通常是蚌（蛤）式的，根據(jù)抓……斗的機械結構特點分為鋼絲繩抓斗、液壓導板抓斗、導桿式抓斗和混合式抓斗。 ... 抓斗以其斗齒切削土體，切削下的土體收容在斗體內(nèi)，從槽段內(nèi)提出后開斗卸土，.. 如此循環(huán)往復進行挖土成槽。 .. 使用抓斗成槽，可以單抓成槽，也可以多抓成槽，槽段幅長一般為 3.8?7.2m。 單抓成槽，即一次抓取一個槽幅；多抓成槽，每個槽幅由三抓或多抓形成。通常 單序抓的長度等于抓斗的最大開度（2.4m左右），雙序抓的長度小于抓斗最大開 度。的粘性土、砂性土及礫卵石土等。除40vN適用環(huán)境：地層適應性廣，如.地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術大塊的漂卵石、基巖外，一般的覆蓋層均可。優(yōu)點：低噪音低振動；抓斗挖槽能力強，施工高效；除早期的蚌式抓斗索式導板抓斗外多設有測斜及糾偏裝置隨時調(diào)控成槽垂直度，成槽精度較高。缺點：掘進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。3.1.2沖擊式鉆進成槽工法國內(nèi)沖擊鉆進成槽工法主要有沖擊鉆進式（鉆劈法）和沖擊反循環(huán)式（鉆吸法）。沖擊鉆進法采用的是沖擊破碎和抽筒掏渣（即泥漿不循環(huán)）的工法，即沖擊鉆機利用鋼絲繩懸吊沖擊鉆頭進行往復提升和下落運動，依靠其自身的重量反復沖擊破碎巖石，然后用一只帶有活底的收渣筒將破碎下來的土渣石屑取出而成孔。 一般先鉆進主孔，后劈打副孔，主副孔相連成為一個槽孔。沖擊反循環(huán)式是以沖擊反循環(huán)鉆機替代沖擊鉆機，在空心套筒式鉆頭中心設置排渣管（或用反循環(huán)砂石泵）抽吸含鉆渣的泥漿，經(jīng)凈化后回至槽孔，使得排渣效率大大提高，泥漿中鉆渣減少后，鉆頭沖擊破碎的效率也大為提高，槽孔建造既可以用平打法，也可分主副孔施工。這種沖擊反循環(huán)鉆機的鉆吸法工效大大高于老式?jīng)_擊鉆機的鉆劈法。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、孤石等復雜地層施工。優(yōu)點：施工機械簡單，操作簡便，成本低。缺點：成槽效率低，成槽質量較差。3.1.3回轉式成槽工法回轉式成槽機根據(jù)回轉軸的方向分垂直回轉式與水平回轉式。（1）垂直回轉式垂直單軸回轉鉆機（也稱單頭鉆）和垂直多軸回轉鉆機（也稱多頭鉆）。單頭鉆主要用來鉆導孔，多頭鉆多用來挖槽。單頭鉆單頭鉆機多采用反循環(huán)鉆進工藝，在細顆粒地層也可采用正循環(huán)出渣。多頭鉆垂直多頭回轉鉆是利用兩個或多個潛水電機，通過傳動裝置帶動鉆機下的多個鉆頭旋轉，等鉆速對稱切削土層，用泵吸反循環(huán)的方式排渣進入振動篩，較大砂石、塊狀泥團由振動篩排出，較細顆粒隨泥漿流入沉淀池，通過旋流器多次分離處理排除，清潔泥漿再供循環(huán)使用。多頭鉆一次下鉆挖成的幅段稱為掘削段， 幾個掘削段構成一個單元槽段。適用環(huán)境：NV30的粘性土、砂性土等不太堅硬的細顆粒地層。深度可達左右。40m地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術優(yōu)點：施工時無振動無噪音，可連續(xù)進行挖槽和排渣，不需要反復提鉆，施工效率高，施工質量較好，垂直度可控制在1/200~1/300之間。在上世紀80年代前期應用較多，是一種較受歡迎的施工方法。缺點：在礫石卵石層中及遇障礙物時成槽適應性欠佳。（2） 水平回轉式—銑槽機水平多軸回轉鉆機，也稱為雙輪銑成槽機。優(yōu)點：對地層適應性強、施工效率高，掘進速度快、成槽精度高、成槽深度大、能直接切割混凝土，在一、二序槽的連接中不需專門的連接件，也不需采取特殊封堵措施就能形成良好的墻體接頭、設備自動化程度高，運轉靈活，操作方便、低噪音、低振動，可以貼近建筑物施工。局限性：設備價格昂貴、維護成本高、不適用于存在孤石、較大卵石等地層，需配合使用沖擊鉆進工法或爆破、對地層中的鐵器掉落或原有地層中存在的鋼筋等比較敏感。銑槽機作為一種先進的地下連續(xù)墻成槽設備，其突出優(yōu)點是在硬層中的施工速度遠遠快于傳統(tǒng)施工工藝并且施工精度高。相信隨著不斷的市場拓展和國產(chǎn)化深化預期，必將成為地下工程施工設備中的中堅力量。3.1.4成槽工法組合隨著城市地下空間開發(fā)利用朝著大深度發(fā)展的態(tài)勢，地下連續(xù)墻作為一種重要的深基礎形式與深基坑圍護結構，在復雜地層中的成槽施工，也由單一的純抓、純沖、純鉆、純銑工法等發(fā)展到采用多種成槽工法的組合工藝，后者相比前者往往能起到事半功倍的作用—效率高、成本低、質量優(yōu)。主要的工法組合有“抓沖法”或“鉆抓法”?！白_法”以沖擊鉆鉆鑿主孔，抓斗抓取副孔，該法可以充分發(fā)揮兩種機械的優(yōu)勢，沖擊鉆可以鉆進軟硬不同的地層，而抓斗取土效率高，抓斗在副孔施工遇到堅硬地層時隨時可換上沖擊鉆或重鑿（“抓鑿法”）克服。此法可比單用沖擊鉆成槽顯著提高工效1~3倍，地層適應性也廣?！般@抓法”是以鉆機（如潛水電鉆）在抓斗幅寬兩側先鉆兩個導孔，再以抓斗抓取兩孔間土體，效果較好。早期的蚌式抓斗索式導板抓斗由于沒有糾偏裝置，多是利用鉆抓法來進行成槽的，以導孔的垂直度來直接控制成槽的垂直度。隨著銑槽機的應用，出現(xiàn)了“抓銑結合”、“鉆銑結合”、“銑抓鉆結合”等新工法組合。在硬巖、孤石等堅硬地層地層中，發(fā)展的組合工法有“鉆鑿法”和“鑿銑法”等?！般@鑿法”是用8~12t的重鑿沖鑿并與沖擊反循環(huán)鉆機相配合的一種工藝，這種工法取得了在硬巖中施工效率較高，成本低的效果，宜很有推廣價值。其優(yōu)點是成槽質量好，是用重鑿沖鑿與液壓銑槽機配合的一種工藝，“鑿銑法”而地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術噪音低，適合城市施工作業(yè)。施工工藝與操作要點地下連續(xù)墻施工工藝流程見圖3-2。其中導墻砌筑、泥漿制備與處理、成槽施工、鋼筋籠制作與吊裝、混凝土澆筑等為主要工序。圖3-2地下連續(xù)墻工藝流程圖3.2.1導墻施工1．導墻的作用a)測量基準、成槽導向；b)存儲泥漿、穩(wěn)定液位，維護槽壁穩(wěn)定；c)穩(wěn)定上部土體，防止槽口坍方；d)施工荷載支承平臺。2．導墻的形式導墻多采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，也有鋼制的或預制鋼筋混凝土的裝配式結構，可供多次使用。導墻斷面常見的有三種形式：倒L形、“][”形及L形，如圖3-3。倒L形多用在土質較好土層，后兩者多用在土質略差土層，底部外伸擴大支承面積。3．施工要點及質量要求(1)導墻多采用C20~C30鋼筋混凝土，雙向配筋?8~16@150~200b現(xiàn)澆導墻施工流程為：平整場地f測量定位f挖槽f綁扎鋼筋f支模板f澆筑混凝土f拆模及設置橫撐。內(nèi)外導墻間凈距比設計地墻厚度大40~60mm,肋厚150~300mm,高1.2?1.5m，墻底進入原土0.2m。(2)導墻要對稱澆筑，強度達到70％后方可拆模。拆除后立即設置上下二道10cm直徑圓木(或10cm見方方木)支撐，防止導墻向內(nèi)擠壓，支撐水平。0.8~1.0m，上下為1.5~2.0m間距巨地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術導墻外側填土應以粘土分層回填密實，防止地面水從導墻背后滲入槽內(nèi)，并避免被泥漿掏刷后發(fā)生槽段坍塌。(4)導墻頂墻面要水平，內(nèi)墻面要垂直，底面要與原土面密貼。墻面不平整度小于5mm，豎向墻面垂直度應不大于1/500。內(nèi)外導墻間距允許偏差土5mm，軸線偏差±10mm。(5)混凝土養(yǎng)護期間成槽機等重型設備不應在導墻附近作業(yè)停留，成槽前支撐不允許拆除，以免導墻變位。(6)導墻在地墻轉角處根據(jù)需要外放200mm~500mm(如圖3-4)，成T形或十字形交叉，使得成槽機抓斗能夠起抓，確保地墻在轉角處的斷面完整。圖3-3常見導墻斷面形式圖 圖3-4導墻轉角外放處理圖3.2.2護壁泥漿泥漿是地下連續(xù)墻施工中成槽槽壁穩(wěn)定的關鍵，泥漿主要起到護壁、攜渣、冷卻機具和切土潤滑的作用。1.泥漿處理地墻成槽至成墻過程中，泥漿要與地下水、砂、土、混凝土等接觸，膨潤土、外加劑等成分會有所消耗，而且混入的一些土渣和電解質離子等，使泥漿受到污染而質量惡化。泥漿處理方法通常因成槽方法而異。對于有泥漿循環(huán)的挖槽方法(如鉆吸法、回轉式成槽工法)，在挖槽過程中就要處理含有大量土渣的泥漿，以及混凝土澆筑所置換出來的泥漿；而對于直接出渣挖槽方法(如抓斗式成槽工法) ，在挖槽過程中無需進行泥漿處理，而只處理混凝土澆筑置換出的泥漿。因此泥漿處理分為土渣的分離處理和污染泥漿的化學處理，其中物理處理又分重力沉淀和機械處機械重力沉降處理是利用泥漿與土渣的比重差使土渣產(chǎn)生沉淀的方法，理兩種，地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術處理是使用專用除砂除泥裝置回收。泥漿再生處理用重力沉淀、機械處理和化學處理聯(lián)合進行效果最好。從槽段中回收的泥漿經(jīng)振動篩除去其中較大的土渣，進入沉淀池進行重力沉淀，再通過旋流器分離顆粒較小的土渣，若還達不到使用指標，再加入摻加物進行化學處理。混凝土澆筑置換出來的泥漿，因水泥漿中含有大量鈣離子，會使泥漿產(chǎn)生凝膠化，一方面使得泥漿的泥皮形成性能減弱，槽壁穩(wěn)定性較差；另一方面使得泥漿粘性增高，土渣分離困難，在泵和管道內(nèi)的流動阻力增大。對這種惡化了的泥漿(PH<11)要進行化學處理?；瘜W處理一般用分散劑，經(jīng)化學處理后再進行土渣分離處理。通常槽段最后2~3m左右漿液因污染嚴重而直接廢棄。處理后的泥漿經(jīng)指標測試，根據(jù)需要可再補充摻入泥漿材料進行再生調(diào)制，并與處理過的泥漿完全融合后再重復使用。2.泥漿控制要點及質量要求嚴格控制泥漿液位，確保泥漿液位在地下水位0.5m以上，并不低于導墻頂面以下0.3m，液位下落及時補漿，以防槽壁坍塌。在施工中定期對泥漿指標進行檢查測試，隨時調(diào)整，做好泥漿質量檢測記錄。在遇有較厚粉砂、細砂地層(特別是埋深10m以上)時，可適當提高粘度指標，但不宜大于45s;在地下水位較高，又不宜提高導墻頂標高的情況下，可適當提高泥漿比重，但不宜超過1.25的指標上限，并采用摻加重晶石的技術方案。減少泥漿損耗措施：①在導墻施工中遇到的廢棄管道要堵塞牢固；②施工時遇到土層空隙大、滲透性強的地段應加深導墻。防止泥漿污染措施：①灌注混凝土時導墻頂加蓋板阻止混凝土掉入槽內(nèi)；②挖槽完畢應仔細用抓斗將槽底土渣清完，以減少浮在上面的劣質泥漿數(shù)量；③禁止在導墻溝內(nèi)沖洗抓斗。④不得無故提拉澆注混凝土的導管，并注意經(jīng)常檢查導管水密性。3.2.3槽壁穩(wěn)定性分析地下連續(xù)墻施工保持槽壁穩(wěn)定性防止槽壁坍方十分關鍵。 一旦發(fā)生坍方，不僅可能造成“埋機”危險、機械傾覆，同時還將引起周圍地面沉陷，影響到鄰近建筑物及管線安全。所示。3-5?槽壁失穩(wěn)機理：整體失穩(wěn)和局部失穩(wěn)。如圖 1.地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術.(a)整體失穩(wěn) (b)局部失穩(wěn)圖3-5槽壁失穩(wěn)示意圖2．影響槽壁穩(wěn)定因素影響槽壁穩(wěn)定的因素可分為，內(nèi)因：地層條件、泥漿性能、地下水位以及槽段劃分尺寸、形狀等；外因：成槽開挖機械、開挖施工時間、槽段施工順序以及槽段外場地施工荷載等。3．槽壁穩(wěn)定驗算（1）槽壁穩(wěn)定計算泥漿對槽壁的支撐可借助于楔形土體滑動的假定所分析的結果進行計算。地墻在黏性土層內(nèi)成槽。當槽內(nèi)充滿泥漿時，槽壁將受到泥漿的支撐護壁作用，此時泥漿使槽壁保持相對穩(wěn)定。假定槽壁上部無荷載，且槽壁面垂直，其臨界穩(wěn)定槽深宜采用梅耶霍夫（G.G.Meyerhof）經(jīng)驗公式計算。（2）槽壁穩(wěn)定措施槽壁土加固：雙軸或三軸水泥土攪拌樁工藝及高壓旋噴樁等工藝、加強降水、泥漿護壁、周邊限載、導墻選擇：導墻的剛度影響槽壁穩(wěn)定。3.2.4鋼筋籠加工和吊放地連墻的鋼筋籠與普通在地面上施工的鋼筋網(wǎng)架不同，不但要滿足結構應力方面的要求，還要在加工和吊放過程中具有足夠的強度和剛度，不會發(fā)生過大的彎曲和扭曲變形。為此，除了按設計要求配筋外，還要對鋼筋籠進行加固。在主筋上焊接墊塊以保證足夠的混凝土保護層厚度，避免在任何部位發(fā)生露筋現(xiàn)象。主鋼筋盡量不采用搭接接頭，以增大有效空間，有利于混凝土流動。鋼筋籠進入槽孔時，吊點中心必須和槽段中心對準，吊放入槽過程中，應隨時檢測和控制鋼筋籠的位置和偏斜情況。遇有地連墻很深而鋼筋籠很長且起吊能力又有限的情況，需分段制作并吊入槽孔，相鄰段鋼筋籠在槽口進行接裝。3.2.5施工接頭施工接頭應滿足受力和防滲的要求，并要求施工簡便、質量可靠，并對下一單元槽段的成槽不會造成困難。但目前尚缺少既能滿足結構要求又方便施工的最佳方法。施工接頭有多種形式可供選擇。目前最常用的接頭形式有以下幾種：地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術1．鎖口管接頭常用的施工接頭為接頭管（又稱鎖口管）接頭，接頭管大多為圓形，此外還有缺口圓形、帶翼或帶凸榫形等，后2種很少使用。其常用施工方法為先開挖一期槽段，待槽段內(nèi)土方開挖完成后，在該槽段的兩端用起重設備放入接頭管，然后吊放鋼筋籠和澆筑混凝土。這時兩端的接頭管相當于模板的作用，將剛澆筑的混凝土與還未開挖的二期槽段的土體隔開。待新澆混凝土開始初凝時，用機械將接頭管拔起。這時，已施工完成的一期槽段的兩端和還未開挖土方的二期槽段之間分別留有一個圓形孔。繼續(xù)二期槽段施工時，與其兩端相鄰的一期槽段混凝土已經(jīng)結硬，只需開挖二期槽段內(nèi)的土方。當二期槽段完成土方開挖后，應對一期槽段已澆筑的混凝土半圓形端頭表面進行處理。將附著的水泥漿與穩(wěn)定液混合而成的膠凝物除去。否則接頭處止水性就很差。膠凝物的鏟除須采用專門設備，例如電動刷、刮刀等工具。在接頭處理后，即可進行二期槽段鋼筋籠吊放和混凝土的澆筑。這樣，二期槽段外凸的半圓形端頭和一期槽段內(nèi)凹的半圓形端頭相互嵌套，形成整體。除了上述將槽段分為一期和二期跳格施工外，也可按序逐段進行各槽段的施工。這樣每個槽段的一端與已完成的槽段相鄰，只需在另一端設置接頭管，但地下連續(xù)墻槽段兩端會受到不對稱水、土壓力的作用，所以兩種處理方法各有利弊。由于接頭管形式的接頭施工簡單，已成為目前最廣泛使用的一種接頭方法。2．工字形接頭、十字鋼板接頭、“V”形接頭以上3種接頭屬于目前大型地下連續(xù)墻施工中常用的3種接頭，能有效地傳遞基坑外土水壓力和豎向力，整體性好，在地下連續(xù)墻設計尤其是當?shù)叵逻B續(xù)墻作為結構一部分時，在受力及防水方面均有較大安全性。(1)十字鋼板接頭由十字鋼板和滑板式接頭箱組成。當對地下連續(xù)墻的整體剛度或防滲有特殊要求時采用。十字鋼板接頭是在H型鋼接頭上焊接兩塊T形型鋼，并且T形型鋼錨入相鄰槽段中，進一步增加了地下水的繞流路徑，在增強止水效果的同時，增加了墻段之間的抗剪性能。形成的地下連續(xù)墻整體性好。(2)工字形接頭是一種隔板式接頭，能有效地傳遞基坑外土木壓力和豎向力，整體性好，在地下連續(xù)墻設計尤其是當?shù)叵逻B續(xù)墻作為結構一部分。在受力及防水方面均有較大安全性。從以往施工工程看，工字形接頭在防混凝土繞流方面易出現(xiàn)一些問題，尤其是接頭位置出現(xiàn)塌方時，若施工時處理不妥，可能造成接頭滲漏，或出現(xiàn)大加強泡沫塑料塊的綁扎及檢查工應盡量避免偏孔現(xiàn)象發(fā)生。為此，量涌水情況。．地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術作，改用較小的砂包充填接頭使其盡量密實?！癡”形接頭是一種隔板式接頭，施工簡便，多用于超深地下連續(xù)墻。施工中，在I期槽鋼筋籠的兩端焊接型鋼作為墻段接頭，鋼筋籠及接頭下設安裝后，為避免混凝土繞流至接頭背面凹槽，可將接頭兩側及底部型鋼做適當?shù)募娱L，并包裹土工布或者鐵皮，使其下放入槽及混凝土澆筑時，自然與槽底及槽壁密貼。當U期槽成槽后，在下設鋼筋籠前，必須對接頭作特別處理外，采用專用鋼絲刷的刷壁器進行刷壁，端頭來回刷壁次數(shù)保證不少于10次，并且以刷壁器鋼絲刷上無泥渣為準，必要時采用專門鏟具進行清除。3．銑接頭銑接頭是利用銑槽機可直接切削硬巖的能力直接切削已成槽段的混凝土，在不采用鎖口管、接頭箱的情況下形成止水良好、致密的地下連續(xù)墻接頭。對比其它傳統(tǒng)式接頭，套銑接頭主要優(yōu)勢如下：施工中不需要其它配套設備，如吊車、鎖口管等?？晒?jié)省昂貴的工字鋼或鋼板等材料費用，同時鋼筋籠重量減輕，可采用噸數(shù)較小的吊車，降低施工成本且利于工地動線安排。不論一期或二期槽挖掘或澆注混凝土時，均無預挖區(qū)，且可全速灌注無繞流問題，確保接頭質量和施工安全性。挖掘二期槽時雙輪銑套銑掉兩側一期槽已硬化的混凝土。新鮮且粗糙的混凝土面在澆注二期槽時形成水密性良好的混凝土套銑接頭。4.承插式接頭(接頭箱接頭)接頭箱接頭的施工方法與接頭管接頭相似，只是以接頭箱代替接頭管。一個單元槽段挖土結束后，吊放接頭箱，再吊放鋼筋籠。由于接頭箱在澆筑混凝土的一面是開口的，所以鋼筋籠端部的水平鋼筋可插入接頭箱內(nèi)。澆筑混凝土時，由于接頭箱的開口面被焊在鋼筋籠端部的鋼板封住，因而澆筑的混凝土不能進人接頭箱?；炷脸跄?，與接頭管一樣逐步吊出接頭箱，待后一個單元槽段再澆筑混凝土時，由于兩相鄰單元槽段的水平鋼筋交錯搭接，而形成整體接頭。326水下混凝土灌注?水下混凝土灌注一般要點地下連續(xù)墻混凝土用導管法進行澆筑。由于導管內(nèi)混凝土和槽內(nèi)泥漿的壓力不同，在導管下口處存在壓力差使混凝土可從導管內(nèi)流出。導管在首次使用前應進行氣密性試驗，保證密封性能。地墻開始澆筑混凝土時，導管應距槽底0.5m。以上，使從導管下1.5m在混凝土澆筑過程中，導管下口總是埋在混凝土內(nèi).地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術口流出的混凝土將表層混凝土向上推動而避免與混漿直接接觸， 否則混凝土流出時會把混凝土上升面附近的泥漿卷人混凝土內(nèi)。但導管插人太深會使混凝上在導管內(nèi)流動不暢，有時還可能產(chǎn)生鋼筋籠上浮，因此無論何種情況下導管最大插人深度亦不宜超過9m。當混凝上澆筑到地下連續(xù)墻頂部附近時，導管內(nèi)混凝土不易流出，可采取降低澆筑速度，將導管的最小埋人深度減為 1m左右，并將導管上下抽動，但上下抽動范圍不得超過30cm。在澆筑過程中，導管不能作橫向運動，導管橫向運動會把沉渣和泥漿混人混凝土內(nèi)。在混凝土澆筑過程中，不能使混凝土溢出料斗流人導溝，否則會使泥漿質量惡化，反過來又會給混凝土的澆筑帶來不良影響，在混凝土澆筑過程中，應隨時掌握混凝土的澆筑量、混凝土上升高度和導管埋人深度，防止導管下口暴露在泥漿內(nèi)，造成泥漿涌入導管。在澆筑過程中需隨時量測混凝土面的高程，量測的方法可用測錘，由于混凝土非水平，應量測三個點取其平均值.亦可利用泥漿、水泥浮漿和混凝土溫度不同的特性，利用熱敏電阻溫度測定裝置測定混凝土面的高程。澆筑混凝土置換出來的泥漿，要送入沉淀池進行處理，勿使泥漿溢出在地面上。導管的間距一般為3?4m，取決于導管直徑。單元槽段端部易滲水，導管距槽段端部的距離不得超過2m。如管距過大，易使導管中間部位的混凝土面低，泥漿易卷入，如一個單元槽段內(nèi)使用兩根或兩根以上導管同時進行澆筑， 應使各導管處的混凝土面大致處在同一標高上。澆筑時宜盡量加快單元槽段混凝土的澆筑速度，一般情況下槽內(nèi)混凝土面的上升速度不宜小于 2m/h。在混凝土頂面存在一層浮漿層，需要鑿去，因此混凝土需要超澆 30?50cm,以使在混凝土硬化后查明強度情況，將設計標高以上部分用風鎬鑿去。?高強度等級混凝土灌注特點介紹水下混凝土應具備較好的和易性，為改善和易與緩凝，宜摻加外加劑。水下混凝土強度比設計強度提高的等級無試驗情況下可參照下表選擇：水下混凝土強度等級對C25C30C35C40C45C50照表設計強度等級C60C55C50C35水下混凝土強度等級C30C403.2.7接頭管頂拔圓形接頭管且大多采用圓形。大都是鋼制的，接頭管一般適用于柔性接頭，地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術的直徑一般要比墻厚小。管身壁厚一般為19?20mm。每節(jié)長度一般為3?10m,可根據(jù)要求，拼接成所需的長度。在施工現(xiàn)場的高度受到限制的情況下，管長可適當縮短。此外根據(jù)不同的接頭形式，除了最常用的圓形接頭管外，還有一些剛性接頭所采用的接頭箱形式，例如：H型鋼接頭采用蘑菇型接頭箱，十字形接頭采用馬蹄形接頭箱等。接頭管所形成的地下空間具有很重要的作用，它不僅可以保證地下墻的施工接頭，而且在挖下一個槽段時不會損傷已澆灌好的混凝土，對于挖槽作業(yè)也不會有影響，因此在插入接頭管時，要保持垂直而又完全自由地插入到溝槽的底部。否則，會造成地下墻交錯不齊或由此而產(chǎn)生漏水，失去防滲墻的作用以至使周圍地基出現(xiàn)沉降等。地下墻失去連續(xù)性，會給以后的作業(yè)帶來很大麻煩。接頭管的提拔與混凝土澆注相結合，混凝土澆注記錄作為提拔接頭管時間的控制依據(jù)，根據(jù)水下混凝土凝固速度的規(guī)律及施工實踐，混凝土澆注開始拆除第一節(jié)導管后推4小時開始拔動，以后每隔15分鐘提升一次，其幅度不宜大于50?100mm,只需保證混凝土與鎖口管側面不咬合即可，待混凝土澆注結束后6?8小時，即混凝土達到初凝后，將鎖口管逐節(jié)拔出并及時清潔和疏通。地下連續(xù)墻工程問題的處理3.3.1地下連續(xù)墻防滲漏措施地下連續(xù)墻由于施工工藝原因，其槽段接頭位置屬易發(fā)生滲漏的部分，同時由于施工工序多，每個環(huán)節(jié)的控制都關乎成墻質量，在工程中常出現(xiàn)接縫漏水或墻體破損等問題，為了確保墻體質量和工程安全，須針對具體問題采取相應的處理措施。地下連續(xù)墻槽段接縫滲漏處理措施地下連續(xù)墻接縫的滲水采取雙快水泥結合化學注漿的方式處理。應先觀察地下連續(xù)墻接縫濕漬情況，確定滲漏部位，并對滲漏處松散混凝土、夾砂、夾泥進行清除。其次手工鑿“V”形槽，深度控制在50~100mm。然后按水泥：水=1：0.3-0.35（重量比）配制雙快水泥漿作為堵漏料并攪拌至均勻細膩，將堵漏料捏成料團，放置一會兒（以手捏有硬熱感為宜）后塞進“V”形槽，并用木棒擠壓，輕砸使其向四周擠實。若滲漏比較嚴重，則采用特種材料處理，埋設注漿管，待特種水泥干硬后24小時內(nèi)注入聚氨酯。墻身有大面積濕漬針對墻身有大面積濕漬的部位，采用水泥基型抗?jié)B微晶涂料涂抹。首先對基面進行清理，將基面上的突起、松散混凝土、水泥浮漿、灰塵，且將結晶水然后用水充分濕潤基面，用水刷洗干凈。用鋼絲刷將基面打磨粗糙后，地下連續(xù)墻的設計原理與關鍵技術泥干粉和水按1：0.22~0.24（重量比）混合，攪拌均勻，用鬃毛刷將混合好涂料涂地地下連續(xù)墻有濕漬基面（二涂），每拌料宜在25分鐘內(nèi)用完。接縫嚴重漏水由于鎖口管拔斷或澆注水下混凝土時夾泥等原因引起的嚴重漏水。先按地下連續(xù)墻滲漏作臨時圭寸堵、引流。根據(jù)現(xiàn)場情況進行處理： a.如是鎖口管沉斷引起，按地下連續(xù)墻滲漏作臨時封堵、引流后，可將先行幅鋼筋籠的水平筋和拔斷的鎖口管鑿出，水平向焊接①16@50mm以封閉接縫（根據(jù)需要可作加密）。b.如是導管拔空等引起的地下連續(xù)墻墻縫或墻體夾泥，則將夾泥充分清除后再作修補。再在嚴重滲漏處的坑外進行雙液注漿填充、速凝，深度比滲漏處深3m。雙液注漿參數(shù)：體積比一水泥漿：水玻璃= 1: