地下連續牆

地下連續牆

地下連續牆開挖技術起源於歐洲。它是根據打井和石油鑽井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發展起來的,1950年在義大利米蘭首先採用了護壁泥漿地下連續牆施工,20世紀50~60年代該項技術在西方已開發國家及前蘇聯得到推廣,成為地下工程和深基礎施工中有效的技術。地下連續牆是基礎工程在地面上採用一種挖槽機械,沿著深開挖工程的周邊軸線,在泥漿護壁條件下,開挖出一條狹長的深槽,清槽後,在槽內吊放鋼筋籠,然後用導管法灌築水下混凝土築成一個單元槽段,如此逐段進行,在地下築成一道連續的鋼筋混凝土牆壁,作為截水、防滲、承重、擋水結構。在地面上,利用一些特種挖槽機械,藉助於泥漿的護壁作用,在地下挖出窄而深的基槽,並在其內澆注適當的材料而形成的一道具有防滲、擋土和承重功能的連續的地下牆體。

基本信息

定義

在地面以下為截水防、擋土、承重而構築的連續牆壁。

發展歷史

地下連續牆地下連續牆
1951年義大利用連鎖沖孔法,在那不勒斯水庫及米蘭地下汽車道施工中,構築帷幕牆取得成功。

1954年起在歐洲廣泛使用。

1956年墨西哥、巴西加拿大開始採用。

1963年美國開始套用。

1958年中國在山東月子口水庫,開始採用沖孔樁排式地下連續牆作為壩體防滲帷幕牆。

70年代初,在工業與民用建築礦山建設中推廣。

特點

地下連續牆施工震動小、噪聲低,牆體剛度大,防滲性能好,對周圍地基無擾動,可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續牆代替樁基礎沉井基礎沉箱基礎

適用範圍

地下連續牆對土壤的適應範圍很廣,在軟弱沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及岩石的地基中都可施工。初期用於壩體防滲,水庫地下截流,後發展為擋土牆、地下結構的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街地下鐵道地下倉庫礦井等均可套用。

施工工序

地下連續牆工序圖地下連續牆工序圖
在挖基槽前先作保護基槽上口的導牆,用泥漿護壁,按設計的牆寬與深分段挖槽,放置鋼筋骨架,用導管灌注混凝土置換出護壁泥漿,形成一段鋼筋混凝土牆。逐段連續施工成為連續牆。

施工工藝

施工主要工藝為導牆、泥漿護壁、成槽施工、水下灌注混凝土、牆段接頭處理等。

導牆

導牆通常為就地灌注的鋼筋混凝土結構。主要作用是:保證地下連續牆設計的幾何尺寸和形狀;容蓄部分泥漿,保證成槽施工時液面穩定;承受挖槽機械的荷載,保護槽口土壁不破壞,並作為安裝鋼筋骨架的基準。導牆深度一般為1.2~1.5米。牆頂高出地面10~15厘米,以防地表水流入而影響泥漿質量(圖1)。導牆底不能設在鬆散的土層或地下水位波動的部位。

泥漿護壁

通過泥漿對槽壁施加壓力以保護挖成的深槽形狀不變,灌注混凝土把泥漿置換出來。泥漿材料通常由膨潤土、水、化學處理劑和一些惰性物質組成。泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮,從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上,防止地下水的滲水和槽壁的剝落,保持壁面的穩定,同時泥漿還有懸浮土渣和將土渣攜帶出地面的功能。

在砂礫層中成槽必要時可採用木屑、蛭石等擠塞劑防止漏漿。泥漿使用方法分靜止式和循環式兩種。泥漿在循環式使用時,套用振動篩、鏇流器淨化裝置。在指標惡化後要考慮採用化學方法處理或廢棄舊漿,換用新漿。

成槽施工

中國使用成槽的專用機械有:鏇轉切削多頭鑽、導板抓鬥、衝擊鑽等。施工時應視地質條件和築牆深度選用。一般土質較軟,深度在15米左右時,可選用普通導板抓鬥;對密實的砂層或含礫土層可選用多頭鑽或加重型液壓導板抓鬥;在含有大顆粒卵礫石或岩基中成槽,以選用衝擊鑽為宜。槽段的單元長度一般為6~8米,通常結合土質情況、鋼筋骨架重量及結構尺寸、劃分段落等決定。成槽後需靜置4小時,並使槽內泥漿比重小於1.3。

水下灌注混凝土

地下連續牆地下連續牆
採用導管法按水下混凝土灌注法進行,但在用導管開始灌注混凝土前為防止泥漿混入混凝土,可在導管內吊放一管塞,依靠灌入的混凝土壓力將管內泥漿擠出。

混凝土要連續灌注並測量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥漿送回泥漿沉澱池。

牆段接頭處理

地下連續牆地下連續牆
地下連續牆是由許多牆段拼組而成,為保持牆段之間連續施工,接頭採用鎖口管工藝,即在灌注槽段混凝土前,在槽段的端部預插一根直徑和槽寬相等的鋼管,即鎖口管,待混凝土初凝後將鋼管徐徐拔出,使端部形成半凹榫狀接狀。也有根據牆體結構受力需要而設定剛性接頭的,以使先後兩個牆段聯成整體。

基坑開挖

房屋建築和某些城市地下建築物採用地下連續牆方法施工時,大多數是四面封閉的整體。連續牆築好後,挖掉圍在牆中央的土方。為了提高工效、縮短工期,便於使用施工機械,可在連續牆頂加築鋼筋混凝土圍牆,也可在連續牆牆面上,加設若干根土層錨桿(見土層錨桿施工)以增加牆體剛度,並加強連續牆擋土支護的作用。

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