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收藏词条   编辑词条 地下连续墙

创建时间:2008-08-02

地下连续墙(undergrounddiaphragmwall)

为截水防渗、挡土、承重而在地面以下构筑的连续墙壁。通常简称地下墙。根据施工工艺不同,地下墙分为桩排式、槽段式和预制拼装式三种(图1)。按制作材料可分为钢筋混凝土、混凝土、粘土、劲性骨架水泥加固土等地下墙。槽段式钢筋混凝土地下墙应用最普遍。

图1 地下连续墙

a-桩排式;b-槽段式;c-预制拼装式

1-挡土桩;2-截水桩;3-标准槽段;4-圆弧接头;5-标准预制块;6-自凝泥浆;7-承插接头

地下墙施工以槽段式钢筋混凝土地下墙为例,其施工工序主要为:开挖基槽前制备泥浆,平整场地,

挖导沟,作导墙;铺设轨道,组装挖槽设备;导沟注入泥浆;按设计的墙宽度和深度分段挖槽。吊入接头管,放入钢筋笼,浇灌混凝土;拔出接头管,形成一段钢筋混凝土墙。逐段连续施工就形成连续墙。施工主要工艺为导墙制作、泥浆护壁、成槽施工、水下浇灌混凝土、墙段接头处理等。

导墙有现浇或预制的钢筋混凝土导墙、砖石砌筑的导墙、钢制构件现场拼装的导墙、钢木组合的导墙等(图2)。导墙的主要作用是保证地下墙的设计平面尺寸和形状,防止槽壁顶部坍塌,容蓄部分泥浆和保持施工时液面稳定,承受挖槽机械荷重,作为安装钢筋笼的基准等。导墙深度一般为1~2m。导墙底不能设在松软土层上或地下水位波动的部位。

泥浆护壁通过泥浆对槽壁施加压力来控制挖成的深槽形状,浇灌混凝土时将泥浆排挤出来。泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮,以使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上,防止地下水渗入和槽壁剥落,保持壁面稳定;泥浆还有悬浮土渣和将其带出地面的作用。地下墙施工用泥浆分为:自成泥浆,制备泥浆和自凝泥浆三类。自成泥浆是在粘土层中使用不小于180r/min的钻机成槽,注入清水后形成。制备泥浆是使用膨润土、水、化学处理剂和惰性物质制成,适用于各种地质条件和各种成槽(成孔)设备。在砂砾层中成槽,可掺入木屑、蛭石等,防止漏浆。泥浆循环使用时应用振动筛、旋流器等净化装置进行处理。性能指标变坏后要考虑使用化学方法进行处理或换用新浆。自凝泥浆也用膨润土等制成,当槽中吊入预制地下墙板后,投入固化剂和掺合料,送入压缩空气搅拌使之均匀固化,适用于预制拼装式地下墙。

泥浆的使用方式有静止式和循环式,而循环式又分为正循环和反循环两种。混浆正循环是通过管道把泥浆注入槽底,冒出的泥浆在管道外面上升,把土渣携出排走;泥浆反循环是将泥浆从管道外面供入所成槽内,然后用管道将泥浆从槽底携带着土渣一道抽出地面排走。

成槽施工常用的成槽专用机械有:挖斗式、冲击式和旋转式三种。挖斗式成槽机一般适用于在深度小于25m的较软土层和含有小粒径砂砾的土层中施工。冲击式成槽机适用于在含有大粒径卵砾石土层或岩石层中施工。旋转式成槽机适用于在密实砂层或含砾土层中施工。旋转式成槽机成槽施工如图3所示。槽段式地下墙的一个槽段就是长度方向每次浇灌混凝土的一个单元。常用的槽段长度一般为4~8m,可根据土质情况、地面荷载、起重设备能力、钢筋笼重量、连续作业时间等选定。

水下浇灌混凝土常采用导管法浇灌水下混凝土。实际浇灌的混凝土强度等级应高出设计的强度等级一级,混凝土应连续浇灌,浇灌过程中应随时量测混凝土的灌入量和上升高度,溢出的泥浆送回泥浆沉淀池或进行相应的处理。

墙段连接墙段问连接常用以下六种方法:直接连接;锁口管连接;隔板和罩布连接;预制件连接;冲孔、钻孔、挖孔、旋喷桩连接;软管充气代替锁口管连接。

基坑开挖当地下墙作为地下构筑物的基坑护壁时,往往是采用周边封闭。为加强地下墙的整体性和提高其承载力,常在地下墙顶部加筑钢筋混凝土圈梁。为满足墙体的承载能力和刚度要求,通常是边开挖基坑边在墙面上加设支撑或锚杆。基坑开挖多采用干作业法,以机械或人工开挖;在地下水丰富、土质软弱和地下墙插入坑底深度不够时,也采用湿法作业,即在水下使用抓斗、空气或水力吸泥机开挖基坑。

发展简史1951年意大利采用连锁冲孔法成功地筑成桩排式地下墙。1954年开始在欧洲各国广泛应用。1958年中国山东月子口水库成功地使用桩排式素混凝土地下墙作为土坝的防渗心墙。1963年美国开始使用地下墙,1966年苏联开始试制导板抓斗。1970年法国成功地使用了预制装配式地下墙。地下墙的应用,初期多用于坝体防渗、水库地下截流,后来发展为挡土截水墙和作为地下结构的一部分或全部,用作高层建筑物的地下室、地下铁道、地下商场、地下库房、矿井、地下深井结构等地下构筑物。1981年中国冶金建设行业开始使用这项技术,先后用于天津钢厂小方坯连铸工程中的旋流池和深井泵站、太原钢铁公司的不锈钢连铸坑、郑州铝厂三水源抽水泵站工程、上海宝山钢铁总厂热轧与连铸工程和上海地铁工程等。

地下墙对土层的适应范围很广,在软弱冲积层、中硬地层、密实的砂砾层和岩石地基中都可施工。地下墙具有施工震动小,噪声低,对周围地基扰动小,可组成具有很大承载能力和防渗能力的任意多边形状,便于逆作法施工,缩短工期等优点。因此,在工程中得到广泛应用,并取代了部分以前常用沉井或沉箱施工的工程。随着实际工程的需要,地下墙的成槽设备、施工工艺和检测手段等都在不断发展和完善。

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最近更新:2009-07-20
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