地下连续墙施工工艺与难点分析.docx

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地下连续墙施工工艺与难点分析

地下连续墙施工工艺与难点分析

1.前言

地下连续墙（diaphragmwallpanceltrench,slurrytrench,slurrywall,contionousdiaphragmwall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，但是要严格分类，仍是很难的。

⑴按成墙方式可分为：

①排桩式；②槽板式；③组合式

⑵按墙的用途可分为：

①防渗墙；②临时挡土墙；③永久挡土墙；④作为基础用的地下连续墙。

⑶按墙体材料可分为：

①钢筋混凝土墙；②塑性混凝土墙；③固化灰浆墙；④自硬泥浆墙；⑤预制墙；⑥泥浆槽墙；⑦后张预应力地下连续墙；⑧钢制地下连续墙。

⑷按开挖情况可分为：

①地下连续墙（开挖）；②地下防渗墙（不开挖）。

地下连续墙主要被用于：

⑴水利水电、露天矿山、尾矿坝和环保工程的防渗墙。

⑵建筑物地下室（基坑）。

⑶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）。

⑷市政管沟和涵洞。

⑸泵站、水池。

⑹码头、护岸和干船坞。

⑺地下油库和仓库。

⑻各种深基础和桩基。

地下连续墙之所以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：

⑴施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。

⑵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。

⑶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。

⑷可以贴近施工。

⑸可用于逆做法施工，地下连续墙刚度大，易于设置埋设件。

⑹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。

⑺可用作刚性基础。

⑻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。

⑼工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。

但地下连续墙也存在一些不足：

⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷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。

⑴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。

⑵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。

⑴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：

1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软弱状态，强度不够。

这个问题的解决是做好技术交底。

2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。

⑵进度问题

1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。

2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。

⑴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。

⑵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。

⑴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。

⑵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。

⑶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：

⑴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。

⑵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2～4M，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9M，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30～35M3/H，速度快的可达到甚至超过60M3/H。

导管不能作横向运动，否则会使沉渣和泥浆混入混凝土内。

导管的提升速度应与混凝土的上升速度相适应，避免提升过快造成混凝土脱空现象，或提升过晚而造成埋管拔不出的事故。

在下、拔砼导管和浇筑砼过程中主要有以下几个问题。

⑴导管拼装问题

导管在砼浇筑前先在地面上每4～5节拼装好，用吊机直接吊入槽中砼导管口，两个导管连接起来，这样有利于施工速度。

⑵导管拆卸的问题

要根据计算逐步拆卸导管，但由于有些导管拆不下来或需要很多的时间拆卸，严重的影响了砼的灌注工作，因为连续性是顺利灌注砼的关键。

解决这个问题只要每次砼贯注完毕把每节导管拆卸一遍，螺丝口涂黄油润滑就可以了。

还应注意在使用导管的时候，一定要小心，防止导管碰撞变形，难以拆卸。

⑶堵管的问题

导管堵塞后，要把导管整体拔出来，对斗上的钢丝绳来说是一个考验，整体提高二十几米是非常危险的，万一钢丝绳断掉就会造成不可估量的损失。

因此拔出时应该换用直径大的钢丝绳。

导管的整体拔出会因为拔空而造成淤泥夹层的事故，而且管内的砼在泥浆液面上倒入泥浆。

会严重污染泥浆。

⑷在钢筋笼安置完毕后，应马上下导管

马上下导管是一个工序衔接的问题，这样做可以减少空槽的时间，防止塌方的产生。

⑸槽底淤积物对墙体质量的影响

①淤积物的形成

清底不彻底，大量沉渣仍然存在；清底验收后仍有沙砾、粘土悬浮在槽孔泥浆中，随着槽孔停置时间加长，粗颗粒悬浮物在重力的作用下沉积到槽孔底部，槽孔壁塌方，形成大量槽底淤积物。

3淤积物对墙体质量的影响

槽底雨季物是墙体夹泥的主要来源。

混凝土开浇时向下冲击力大，混凝土将导管下的淤积物冲起一部分悬于泥浆中，一部分与混凝土掺混，处于导管附近的淤积物易被混凝土推挤至远离导管的端部。

当淤积层厚度大或粒径大时，仍有部分留在原地。

悬浮于泥浆中的淤积物，随着时间的延长又沉淀下来落在混凝土面上。

一般情况下，这层淤泥比底部的淤积物细，内摩擦角小，比处于塑性流动状态下的混凝土有更大的流动性，只要槽孔混凝土面稍有倾斜，就会促使淤泥流动，沿着斜坡流到低洼处聚集起来，当槽孔混凝土面发生变化或呈覆盖状流动时，这些淤泥最易被包裹在混凝土中，形成窝泥。

被混凝土推挤至槽底两端的淤积物，一部分随混凝土沿接缝向上爬升，甚至一直爬升到槽孔顶部。

当混凝土挤压力小时，还会在接缝处滞留下来形成接头夹泥，这些夹泥大多来至槽底淤积物。

砼开始浇筑时，先在导管内放置隔水球以便砼浇筑时能将管内泥浆从管底排出。

砼浇灌采用将砼车直接浇筑的方法，初灌时保证每根导管砼浇捣有6方砼备用量。

砼浇筑中要保证砼连续均匀下料，在浇筑过程中严防将导管口提出砼面，导管下口暴露在泥浆内，造成泥浆涌入导管。

主要通过测量砼面上升情况、浇筑量和导管埋入深度。

当砼浇捣到地下连续墙顶部附近时，导管内砼不易流出，一方面要降低浇筑速度，另一方面可将导管的最小埋入深度减为1M左右，若砼还浇捣不下去，可将导管上下抽动，但上下抽动范围不得超过30㎝。

在浇筑过程中，导管不能作横向运动以防沉渣和泥浆混入混凝土中。

同时不能使混凝土溢出料斗流入导沟。

对采用两根导管的地下连续墙，砼浇筑应两根导管轮流浇灌，确保砼面均匀上升，以防止因砼面高差过大而夹层现象。

⑹砼面标高问题

灌注砼时，一定要把砼面灌注到规定位置。

因为表层的砼的质量由于和泥浆的接触是得不到保证的，做圈梁的时候把表层的砼敲掉正是这个原因。

⑺泥浆对墙体的影响

性能指标合格的泥浆有效防止坍方，减少了槽底淤积物的形成，有很好的携渣能力，减少和延迟了混凝土面淤积物的形成，减少了对混凝土流动的阻力，大大减少了夹层现象。

有人用1：

10的模型用直导管法在不同比重的膨润土泥浆下浇筑混凝土，当泥浆比重为10.3～10.4KN/M3时，墙间混凝土交界面无夹泥，与一期槽混凝土接头处夹泥仅0～0.7㎜；当泥浆含砂量增加，容重增加至10.6～10.8KN/M3时，接缝处夹泥显著增加至2～3㎜，底部拐角及腰部窝泥厚度达2～5㎜；使用12.3KN/M3，粘度为18g，夹泥相当严重。

由此可见，在有效护壁的前提下，泥浆比重小，夹泥和窝泥少；而泥浆比重大时，夹泥严重。

⑻施工工艺对墙体质量的影响

1导管间距

不同间距导管浇筑的墙段，墙间夹泥面积占垂直面积的百分数不同。

导管间距大3M时，断面夹泥很少，3～3.5M略有增加，大于3.5M夹泥面积大大增加，因此导管间距不宜太大。

2导管埋深

导管埋深影响混凝土的流动状态。

埋深太小，混凝土呈覆盖式流动，容易将混凝土表面的浮泥卷入混凝土内，导管埋深太深时，导管内外压力差小，混凝土流动不畅，当内外压力平衡时，则混凝土无法进入槽内。

3导管高差

不同时拔管造成导管底口高差较大，当埋深较浅的进料时，混凝土影响的范围小，只将本导管附近的混凝土挤压上升。

与相临导管浇筑的混凝土高差大，混凝土表面的浮泥到低洼处聚集，很容易被卷日混凝土内。

4浇筑速度

浇筑速度太快，书记混凝土表面呈锯齿状，泥浆和浮泥进入到裂缝严重影响混凝土质量。

4.结语

地下连续墙的施工工艺和管理方法还有许多值得我们学习和研究的地方，有待在以后的工作中和各位同事、老师共同学习提高。

辽宁省交通高等专科学校

毕业设计文件

论文题目：

地下连续墙施工工艺与难点分析

专业：

建筑工程技术

班级：

04142姓名：

李雪莹学号：

0414210

完成期限：

2007年5月1日至2007年5月24日

指导老师：

陈桂萍

中文摘要：

英文摘要：

目录

1工程概述…………………………………………………4

2施工概况…………………………………………………4

2.1沈阳地区天气概况……………………………………4

2.1.1冬期施工的起止时间………………………………4

2.2冬期施工准备…………………………………………5

2.2.1组织准备……………………………………………5

2.2.2现场准备……………………………………………5

2.2.3技术准备……………………………………………5

2.2.4物资准备……………………………………………5

2.2.5冬期施工的组织管理………………………………6

2.3冬期施工主要分部、分项工程技术措施……………7

2.3.1钢筋工程……………………………………………7

2.3.2模板工程……………………………………………7

2.3.3混凝土工程…………………………………………10

2.3.4电气工程……………………………………………12

2.3.5现场给排水保温措施………………………………13

2.3.6回填土冻胀措施……………………………………14

2.3.6砌筑工程……………………………………………14

2.4冬季施工安全技术措施………………………………14

3结束语……………………………………………………15

参考文献…………………………………………………16