地下连续墙的设计与施工-文档资料.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地下连续墙的,设计与施工,丛蔼森,手机,13501169566,20150505,1,目录,一、概述 六、钢筋笼,二、国内外发展概况 七、水下混凝土,三、施工准备 八、接头,四、泥浆 九、检测,五、挖槽 和纠偏 十、工程实例,2,一、概述,3,地下连续墙是什么？,利用钻孔、挖槽机械，在泥浆的防护下，在地基中建造连续的、窄而深的地下墙体，叫地下连续墙。,主要施工过程：,1,、如何准备？,2,、如何开槽？,3,、如何护壁？,3,、如何灌注？,4,、如何连续（接头）？,4,如何区分地连墙和防渗墙？,需要开挖的叫地下连续墙；,不开挖的叫防渗墙。,主要用途：,1,、防渗（防冲）墙（地基处理）,2,、深基坑；,3,、深基础：,条桩；墙桩；井筒（代沉井）,5,地下连续墙分类图,0101,6,地下连续墙发展概况,1920,年出现专利；,1950,年意大利试验建成深度,40m,和,35m,的水库防渗墙。,50,年代,ICOS,工法：单桩连续墙,1954,年槽孔式防渗墙出现,1960,年代末期，抓斗出现,1970,年代末期应用与深基础,1980,年代,液压双轮铣,1990,年代最大防渗墙,90,万自硬泥浆,国内：,70,年代,研制抓斗。,80,年代末期,进口抓斗。,2000,年代制造抓斗、旋挖钻。,7,地下连续墙分类表,项目,分类 刚性混凝土 塑性材料 柔性材料,主要用途 挡土，深基础，深基坑 防渗（承重）防渗,抗压强度（,MPa,）,C10,C60 C2,C5 0.2,1.0,弹性模量（,MPa,）,15000,30000 300,1000 10,150,渗透系数（,/s,）,10,-8,10,-6,10,-8,10,-6,10,-7,主要材料名称 钢筋（钢板）混凝土，塑性混凝土 固化灰浆，,预应力混凝土，水泥砂浆 水泥粘土浆,粘土混凝土 混合料,自硬泥浆,粘土块,主要施工方法 泥浆下挖槽和浇注 同前，方法各种各样,有的不用泥浆,8,二、国内外发展概况,（,至,2011,年底）,9,1.,地连墙深度的世界前五名,均在日本。,排位 墙深 用途地点 施工日期,1 140,排水竖井,3#1993,年,2 130,排水竖井,1#1994,年,3 129,排水竖井,2#1993,年,4 122,排水竖井,4#1995,年,5 119,川崎人工岛,1991,年,-,（试验）,150 (,明石大桥,)1987,年,10,2.,基坑内部开挖深度前五名,排位,hp,墙深 用途地点 施工,(m)(m),1 110.1 110.1,管道竖井,2004,2 82.0 110,污水井,1995,3 76.0 106,白鸟大桥墩,1988,4 75.0 119,川崎人工岛,1991,5 74.7 83,管道竖井,1993,-,国内,50.1 76.6,南水北调,2008,11,3.,地连墙厚度前五名,可能的挖槽厚度,3.2m,，实际挖槽厚,2.8m,。,排位 墙厚 用途地点 施工,1 2.8,川崎人工岛,1991,2 2.6,污水竖井,1988,3 2.4,地下变电站,1993,4 2.4,桥梁深基础,1998,5 2.4,大楼深基坑,1999,其中,3#,采用,变断面的地连墙，,上部,44m,厚,2.4m,；下部,26m,厚,1.2 m,。,国内最大墙厚,1.5m,，（广深港）。,12,4.,深基坑（础）平面尺寸,多采用圆形平面，可充分利用砼的特点，减少内部支撑,.,排位 内径 用途地点 施工日期,1 144,地下变电站,1993,2 140,高雄地铁,2002/03,3 98,川崎人工岛,1991,4 81,抽水井,1992,5 80.5,地下贮油槽,1996,台湾高雄地铁的圆形深基坑，位于十字路口。,13,5.,砼强度等级的前五名,目前日本国内的最大砼设计标准强度为,60Mpa,。,排位 砼强度 用途地点 施工,1 60,天然气贮槽,1994,2 60,天然气贮槽,1995,3 60,高铁深基坑,1996,4 60,排水竖井,1998 5 60,天然气贮槽,1999,国内,45,14,6.,地连墙,深基础,的前五名,地下连续墙基础工法是由日本发明并发展的。,排位 墙深（,m,）用途地点 施工日期,1 106,白鸟大桥,3#,墩,1988,2 77,隧道竖井,1990,3 76,明石大桥锚碇,1994,4 76,大楼深基础,1994,5 75,高速路,1989,我国地连墙深基础最大速度,76.6m,。,15,7.,防渗墙的世界第一,1.,我国,西藏旁多,水电站，,2011,年,3,月建成土坝,防渗墙最深达,201,，拔管,158m,。,是迄今为止世界最深防渗墙。,2.,双层防渗墙,冶勒水电站,上段,71.01.2m +,下段,761.0m,长江三峡二期围堰基坑深？,m,16,冶勒防渗墙纵剖面图,17,冶勒防渗墙纵横面图,18,长江三峡二期围堰,在,60m,深水中修建，最大高度达,82.5m,，承受最大水头,70.5m,。是目前最深的基坑。,防渗墙长度,1439.6m，,最深,73.5m，,面积,4.2,万,m,2,。,19,下板地防渗墙,20,三、施工准备,21,施工准备主要内容,1.,施工平台和导墙；,2.,泥浆搅拌站和回收系统；,3.,钢筋笼加工和吊装系统；,4.,水下混凝土浇注系统；,5.,观测仪器率定和埋设准备,22,对施工平台和导墙基本要求,1.施工平台应高出地下水位1.5m以上；,2.施工平台应当坚固、平整，适于重型设备和车辆工作和行走；宜采用硬地坪；,3.施工平台的宽度应满足施工需要；,4.导墙应建在坚实的地基上；否则应进行加固；,5.导墙宜采用现浇混凝土结构；高度1.5-2.0m；,6.导墙中心线应与地连墙轴线重合，内侧净距应大于设计墙厚大40-100mm；,7.导墙应有足够强度，防止沉陷和倾斜;,8.导墙中心线偏差15mm,墙顶高程偏差12t/m,2,。,软基加固：入持力层,1-2m,深层搅拌桩,+SMW,桩,高喷桩,+,固结灌浆,振冲桩,小浪底,工程桩,+,木桩,钢板桩,27,盐官地连墙用木桩导墙,28,天津于家堡导墙,29,搅拌桩加固淤泥土地基,导墙加固平面图,30,搅拌桩加固淤泥土,31,深基坑淤泥土加固纵剖面,加固深度,16-17m,32,SMW搅拌桩加固导墙,33,黄埔大桥锚碇导墙图,34,广州黄埔大桥导墙加固图,35,四、泥浆系统,36,泥浆的基本概念,造浆粘土：,膨润土,当地粘土,泥浆是时间 和温度的函数。,泥浆的触变性。,37,泥浆的触变性,触变性,泥浆受到扰动作用导致结构破坏、强度丧失；当扰动停止后，强度逐渐恢复的性质。,38,膨润土粘土的基本概念,1.粘土矿物主要有高岭石、蒙脱石、伊利石；其中高岭石含量大的叫粘土；蒙脱石含量大的叫膨润土。,2.一般情况下，采用二级商品膨润土制作泥浆；,3.用于制作泥浆的粘土应当满足以下要求：,粘粒含量45%;塑性指数20;含沙量5%;硅铝比=3-4。,4.膨润土泥浆制作后必须放置一定时间（多为24h）再使用；而粘土泥浆无此限制。,5.膨润土泥浆很容易受到化学污染；粘土泥浆很少受到污染。,39,钠蒙脱石的水化作用,0803,40,泥浆的外加剂,1.,通常有分散剂、增粘剂、加重剂、防漏剂、防腐剂等多种无机、有机材料。,2.,碳酸钠,Na,2,CO,3,是目前最有效、最经济的分散剂；现在已经有把它在工厂中加入膨润土粉的商品，运到现场只需简单搅拌，即可满足要求。,氢氧化钠,NaOH,效果较差，不宜采用。,3.,泥浆的增粘剂目前多采用羧甲基钠纤维素；但是要注意在夏季高温情况下，会腐败变质。,41,泥浆主要指标,粘度：,700/500-,国内，苏联,1500/946-,马尔什漏斗,500/500-,日本,水：,15,秒,/26,秒,/19,秒,泥浆：,18,2535,秒,比重：,1.04,1.08,含砂量 ,5%,（粘土泥浆）,PH,值 ,7,，,8.0,10.5,42,旋转粘度计（膨润土泥浆）,43,泥浆试验,1982-1985,年，,1992-1996,年，,两次主持水利部科研基金课题，,前后共做了,2200,多组试验，,取得试验数据,4000,多个。,44,流体的四种基本流型,0901,45,泥浆流型图,1.,牛顿流型；,2.,理想塑性流型；,3.,触变塑性流型；,4.,强力塑性流型,46,塑性流体流变图,47,膨润土泥浆的触变曲线,1.,快,-,强凝胶；,2.,慢,-,强凝胶；,3.,快,-,弱凝胶；,4.,慢,-,弱凝胶。,48,安丘,200,目膨润土,泥浆性能,搅拌时间曲线,49,安丘,200,目膨润土粉,泥浆用土量试验曲线,50,泥浆静置后的性能变化曲线,1.,强凝胶；,2.,弱凝胶,51,搅拌速度和养护温度对泥浆性能的影响,52,黑山,200,目膨润土粉泥浆,（无水,Na,2,CO,3,）试验曲线,配比设计,53,膨润土产地,钠质膨润土产地：新疆,-,克拉玛依；,黑龙江,-,拜泉。,钙质膨润土产地：,河北,-,宣化；辽宁,黑山；吉林,九台；,内蒙,-,赤峰、朝阳,；,湖南,-,醴县,；,山东,潍坊。,改性膨润土：在工厂内，加入碳酸钠（,Na,2,CO,3,）,，,把钙质膨润土改性为钠质膨润土，做为产品出售。,54,泥浆的污染问题,在浇注水下混凝土工程中，,泥浆中的一价钠离子,Na,+1,与混凝土水泥中的二价钙离子,Ca,+2,发生离子交换反应；由于钙离子水化膜的体积只有钠离子的六份之一，导致互相接触成絮凝团状，更容易沉降脱水，泥浆性能大大恶化；无法继续起到护壁作用。在浇注后期，槽孔上部的泥浆经常成为豆腐脑状，就是这么形成的。,55,泥浆的回收与净化,1.采用泥浆净化器，对回收（主要是浇注回收）的泥浆，利用振动筛和旋流器，把泥浆中的砂、砾石分离出去；,2.回收泥浆的性能，大多情况下不能满足要求，应当重新进行调整；,3.回收泥浆也可先放入沉淀池，利用重力流动，使粗颗粒沉淀下来；如有必要，再用振动筛和旋流器，进行深入处理。,4.为了防止浇注混凝土影响泥浆性能，槽孔浇注后期的泥浆应当废弃；,5.一般情况下，泥浆使用3-4遍以后，应当废弃。,56,Super Mud超泥浆（无土泥浆）,超泥浆是指分子量2000-2500万（水位18）的有机高分子聚合物聚丙烯酰胺的高浓缩性乳液；它遇水后膨胀很多倍；会提高水的粘滞度；会在槽孔表面形成坚韧的胶膜；防止孔壁坍塌。,超泥浆搅拌以后可以马上使用；它是憎水性材料，钻渣含水量很小，可以直接装车运走。,超泥浆不含粘土，废浆材料很方便。,57,无土泥浆交链连接图,58,图,3-10,遇水膨胀图,59,超泥浆使用方法,60,搅拌机立面及平面图,61,桩孔测定无土泥浆结果,62,五、挖槽和纠偏,63,挖槽方法,64,抓斗挖槽出土示意图,65,土力抓斗构造图,66,双轮铣,生产厂家：,德国宝峨；,法国：索列但斯；,意大利：土力；,日本：利根；,67,三抓成槽工法示意图,68,两钻一抓法示意图,69,两钻三抓法示意图,黄璧庄水库防渗墙,70,贴近墙段划分（单抓槽）,71,天津冶金科贸大厦地连墙,72,特殊槽段划分,73,盐官排洪闸地连墙槽段划分,74,盐官T形地连墙,75,盐官地连墙槽段划分图,76,盐官地连墙槽段划分图,77,拐角内侧坍塌,78,六、钢筋笼制作和吊装,79,地连墙钢筋施工图,80,钢筋笼定位块,81,角槽钢筋图,82,角槽钢筋图,83,角槽配筋图,84,拉筋图,85,特殊槽段配筋图,86,钢筋笼吊装,87,钢筋笼起吊图,88,吊装横梁图,89,钢筋笼吊点布置图 （津铁后广场）,90,钢筋笼吊装示意图,91,七、水下砼,92,地下连续墙,槽孔混凝土成墙规律,试验研究,1982-1985,1992-1996,，,2008-2011,。,通过现场实际调查和室内模型试验,33,组。,93,孔底淤积和接缝夹泥图,1979,年广州东圃基坑实测,94,河南玉马水库防渗墙墙体夹泥情况,开挖现场实测墙面夹泥情况,95,崇各庄墙体取芯夹泥图,96,墙体夹泥的形成过程图,97,一根导管浇注示意图,98,砼呈挤伸式流动时砼分布图,99,单管导管浇注砼流动状态,100,图,5-7,孔底淤积物对墙体夹泥的影响,101,锯齿状砼表面图,102,两根导管浇注的槽孔砼（剖面）,103,在大比重泥浆中浇注砼的夹泥情况图,104,水下混凝土浇注,105,地下连续墙混凝土浇注,106,导管布置图,107,超深槽孔浇注问题,108,水下混凝土浇注质量问题,109,防止混凝土绕流措施,1.,施工平台和导墙要建在坚实地基上，必要时对地基 处理；,2.,挖槽注意不要出现局部坍塌；经常检测孔内情况，保持槽孔垂直，发现问题，及时处理；,3.,使用优质泥浆；,4.,吊装钢筋笼时，不要剐蹭槽壁；,5.,在接头附近的钢筋笼外部包上土工布或薄铁皮；,6.,在接头的后面换填编织袋土料；,110,钢筋笼外包 土工布和铁皮实例,1.,日本地连墙；,2.,北京南水北调东干渠地连墙；,3.,杭州解放路百货大厦地连墙；,4.,天津地铁天津站后广场地连墙；,5.,上海一些地连墙。,111,八、接头,112,接头的主要形式,1.,钻凿接头；,2.,圆管（鎻口管）接头,；,3.,接头箱；,4.,钢（隔）板接头；,5.,预制混凝土接头；,6.,止水软接头；,7.,哑铃型接头,；,8.,平接接头,；,9.,其他接头。,113,某工程的,PVC,管接头,114,双轮铣平接接头,115,平接接头形状图,116,哑铃形接头管,117,哑铃型接头管应用实例,1.,北京新兴大厦基坑地连墙；,2.,天津冶金科贸大厦地连墙；,3.,北京通惠河基坑地连墙；,4.,天津人才大厦地连墙；,5.,北京北四环中关村拉槽地连墙；,118,十字钢板接头,119,钢板,-,隔板接头,+,土工布,120,隔板,+,土工布接头,121,橡胶止水片接头,122,接头管施工程序图,123,接头管混凝土绕流,124,图,8-9,砼预制块接头,125,地连墙的接缝防渗止水,目前经常采用高喷或搅拌桩，对地连墙接缝处进行防渗处理。由于设计问题，并没有达到要求的效果。,主要原因是设计人没有考虑高喷或搅拌桩在孔底的搭接问题。施工以后，孔底开叉。,126,接头形式评价,1.圆管接头：,即使发生混凝土绕流，处理比较容易；,2.钢板接头在地基土松散或拆除原来地基基础或混凝土构筑物时，很容易发生混凝土绕流，很难处理。,3.H接头+接头箱：矩形接头箱拔管不好拔出；,127,九、槽孔检测,128,DM-684,检测仪工作简图,129,DM-684,检测示意图,130,超声测斜仪,131,DM-684基本性能,1.,测量深度：,100m,；,2.,测量范围：,0-8m,；,3.,泥浆比重：,1.2,；,4.,量测方向：,X-X,和,Y-Y,同时量测；,5.,测量精度：,+/-0.2%;,132,DM-684,指导下管图,133,十、工程实例,134,广铁,3,号线燕塘站,基坑开挖深度,32m,135,广州地铁某基坑剖面图,136,图,11-1,盐官排洪闸地下连续墙槽段平面图,137,盐官下河站边墙结构图,138,天津冶金科贸中心地连墙和条桩工程,该工程现已改名为天津市招商银行，地上,28,层，地下两层，基坑深,10m,。经对原设计优化后，主、副楼均采用三合一地连墙做为基坑支护、防渗和永久承重结构，并用条桩代替原桩做为承重桩。地连墙深为,27,和,37m,，条桩有效深为,24 m,。,条桩比圆桩可节约,10%,的砼单位砼的承开力可提高,1,倍，,实际工期也可大大缩短，,故采用条桩的技术经济效益都是很好的。,139,天津冶金科贸中心基础平面图,140,试桩平面图,141,条桩的,Q-S,曲线,142,大北窑地铁车站十字桩结构图,143,嘉利来条桩支护平面,144,嘉利来主要技术指标,建筑面积,32,万,地上,34,层,地下,4,层,基坑周长,650m,基坑面积,2,万,基坑深度,13.5,17.5m,基坑支护面积,1.1,条桩,196,根,断面,2.50.6m,145,桩深,17.6,21.5m,砼,5840m,3,高喷板墙,196,段,锚索,2,3,层,总根数,844,根,总长度,18260m,146,嘉利来支护剖面图,147,图,12-22,高喷板墙示意图,148,广州黄埔大桥北锚锭地连墙展开图,149,黄埔南锚碇计算简图,150,图,14-3,广州黄埔大桥预埋钢管图,151,图,14-4,广州黄埔大桥墙底灌浆图,152,川崎人工岛,153,图,14-12,川崎人工岛槽段划分图,154,桐子林水电站导流明渠平面图,155,桐子林导流明渠横剖面,156,桐子林桩墙组合深基础平面图,157,谢谢！,158,