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1、第七章 地下连续墙围护,7.1 一般概念 地下连续墙是利用特制的成槽机械在泥浆护壁条件下进行开挖，形成一定长度的槽沟，再将制作好的钢筋笼放入槽沟内，之后再浇筑混凝土，形成槽段。,施工步骤：,(1)导墙制作 导墙的作用是为成槽设备导向、存储泥浆稳定液位,导墙采用小钢模,导墙采用小钢模,导墙采用小钢模,导墙对撑加固,(2)泥浆工艺 泥浆作用：首先是护壁作用；其次是携渣作用；再就是冷却机具和切土润滑的作用，减少机具磨损，延长机具寿命，提高挖槽效率。,泥浆制备工厂,泥浆池,(3)成槽施工,(4)接头施工,地下连续墙各槽段的接头采用凹凸型接头形式，,地下墙接头箱,接头挤压,地下钢筋笼凹凸接头,(5)钢筋
2、笼吊放,钢筋笼起吊时，主机为两点起吊，副机为两点起吊，采用双机四点抬吊，整节下笼方法。,钢筋笼下放,（6）水下浇注混凝土,地下连续墙的优点,施工时振动小，噪音低，适于在城市施工； 能够紧邻相邻的建筑物及地下管线施工，对沉降及变位较易控制； 墙体刚度大、整体性好，结构和地基的变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构； 其为整体连续结构，加上现浇墙壁厚度一般60cm，钢筋保护层较大，耐久性好，抗渗性能也较好； 可用于逆作法施工。,弃土及废泥浆的处理。除增加工程费用外，若处理不当，会造成新的环境污染； 地质条件和施工的适应性。其最适应的地层为软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时，会增加施
3、工难度和影响工程造价； 槽壁坍塌。地下水位急剧上升、护壁泥浆液面急剧下降、有软弱疏松或砂性夹层、泥浆的性质不当或已经变质、施工管理不当等，都可引起槽壁坍塌。槽壁坍塌轻则引起墙体混凝土超方和结构尺寸超出允许的界限，重则引起相邻地面沉降、坍塌，危害邻近建筑和地下管线的安全。,缺点,地下连续墙在基础工程中的适用条件,基坑深度10m； 软土地基或砂土地基 ； 在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降、建筑物的沉降要求须严格限制； 围护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，对抗渗有较严格要求； 采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。,顺作法,地铁基坑工程传统的施工方法是开敞式施工，用支护结
4、构围护后垂直开挖，直到底板达到设计标高。然后从底板开始，自下而上逐层施工各层主体结构,直到顶板浇注完成。这种施工方法也称为“顺作法”。,7.2 逆作法,逆作法,“顺作法”特点及适用条件：顺作法造价低、工程难度不大、作业环境较好、结构防水可靠，适用于地层较稳定、一般开挖深度的双层地铁车站。但对地面干扰较大。 而“逆作法”通常以结构顶板代替临时路面，在其上覆土后即可恢复路面。“逆作法”则是用主体结构的顶板、楼板、底板以及中间竖向支撑，取代内支撑体系，所以此时的主体结构就要随着基坑由地面向下开挖而由上往下逐层浇注，直到底板封底。适用于地层软弱、开挖深度大、需要严格控制施工引起地面沉降的情况。,逆作法
5、的分类,（1）全逆作法：利用地下各层楼板对四周围护结构形成水平支撑。楼盖混凝土为整体浇筑，然后在其下掏土，通过出入口、通风道或单独设置竖井向外运土并向内运入材料。 （2）半逆作法：先行施作永久结构顶板，再用顺作法施工顶板以下的部分。或是一半采用逆作，一半分采用顺作。 （3）部分逆作法：用基坑内四周暂时保留的局部土方对四周围护结构形成水平抵挡，抵消侧向压力所产生的一部分位移。即基坑中部用顺作法，边部用逆作法。 （4）分层逆作法：此方法主要是针对四周围护结构,逆作法施工工序,第一步：清理场地,清理场地，开挖表层土体到顶板设计标高，施工顶板。,逆作法施工工序,第二步：施工地下连续墙或围护桩,逆作法施
6、工工序,支撑桩和立柱成孔,第三步：施工立柱桩基础和安装立柱,Page10,逆作法施工工序,立柱（钢管桩）,逆作法施工工序,第四步：浇筑顶板,立柱顶做法,首层楼板浇注,逆作法施工工序,第五步：暗挖地下一层,顶板预留孔,挖掘机入内挖土,地下一层暗挖,逆作法施工工序,第六步：浇筑中板,楼板和地下连续墙钢筋及止水处理,逆作法施工工序,第七步：暗挖地下二层,逆作法施工工序,第八步：形成桩头,形成桩头和止水措施,逆作法施工工序,第九步：浇注底板（施工完后闭合回填竖井）,内装修和机电设备安装,喷砂、清理地连墙和边柱,逆作法优点,1、以刚性高的地下结构体作为挡土支撑，挡土墙变位较小，周围地盘与邻房的不良影响较
7、小，安全性较高； 2、节省构台支撑的时间与费用； 3、地上地下结构体同时施工，进度较快，工期短（针对民用建筑，地铁无此效果）； 4、地下施工，降低噪音； 5、受气候影响小，多用于交通繁忙区域和软土地区。,逆作法缺点,1、逆作接头施工复杂； 2、弃土作业有时需有特殊设备； 3、垂直构件续接处理困难，特别在强度与止水性方面（比如侧墙施工不连续）； 4、钢柱需插入桩基，吊放钢柱困难； 5、开挖至最底部若产生上举现象，对整个结构会有不良影响； 6、作业环境差。,可以模拟各种复杂情况 可以模拟土的性质的变化 输入的参数不容易获得，例如，弹性模量、泊松比，破坏时的参数等 模拟土压力不一定准确,7.3 有限
8、单元法,当基坑下面有隧道时的分析,计算初应力场,开挖隧道,施工初期支护,施工二衬,施工人工挖孔桩,基坑分层开挖,架设第一道钢支撑,基坑分层开挖，并加砂层水压力,施工第二道支撑,基坑分层开挖,底板回填碎石，并进行底板施工,下侧墙施工,撤第二道钢支撑,主体结构上侧墙，中墙和顶板施工,撤第一道钢支撑,顶板上方填土，恢复路面,水平应力场演化过程,竖向应力场演化过程,剪应力场演化过程,人防工程附近 土体塑性区演化过程,人工挖孔桩附近 土体塑性区演化过程,土层C值底,侧向水压力及基坑开挖,7.4 支护结构事故 水泥土墙,引水渠道基坑开挖边坡失稳,4孔箱涵，单孔尺寸为3.25m3.60m，总长75m 地面标
9、高4.24.7m，设计基坑底面标高5.33m，开挖深度近10m 按三级放坡，从上至下依次为1:1.5 、 1:2 和1:3，变坡处留1.0m宽的马道 二级轻型井点降水 采用水冲法施工，泥浆沉淀池设置在基坑顶部南北两侧，距基坑外缘12m15m,10m高的土坡滑动,滑坡发生在挖到基坑底面，浇筑垫层后，正在绑扎箱涵的钢筋时 没有进行任何的位移观测，因此没有发现滑坡的预兆，突发性的事故 塌入基坑中的土方5000立方米，泥面涌高6m 第一级井点向基坑中移动13m,事故分析,1. 10m的高差形成的压力差超过了软土的承载能力； 2. 由于坡面非常平缓，滑动的形式是深层滑动，以中点圆的形式破坏； 3. 卸载
10、引起负的孔隙水压力，产生强度较高的假象，随着负压的消散，土的抗剪强度降低，滑坡并不发生的开挖的同时，而滞后一定的时间； 4. 没有进行监测的教训。, 灌注桩排 桩,上海浦东某14层大楼，基坑约65 40m，深度约10m，采用直径800mm1000mm,长度16m的灌注桩。桩后采用深层搅拌桩止水，两道914mm11mm钢管支撑。土体为灰色淤泥质粉质粘土和粘土。,1993年11月15日凌晨，基坑在宽度方向发生整体滑动，坑低土体隆起，钢支撑多处发生纵向弯曲。,地下连续墙的垮塌,基坑面积2600m2，周边长度260m，开挖深度12.35m，采用600mm厚、24m深的地下连续墙，设四道支撑，第一道钢筋
11、混凝土支撑，其余为609mm的钢管支撑,几点教训,设计：荷载用标准值，抗力用设计值，设计表达式两端不匹配，降低了安全度。钢支撑直接支承在与其斜交的地下连续墙上，没有用围檩，更无平衡剪力垛。 施工：未安设计图纸的要求施工，包括超挖、不及时支撑，坑底没有加固。,监测：没有及时发现险情，没有发出警报。 管理：邻近工程的负责人发现问题，向这个项目的经理提出忠告，但项目经理却置若罔闻，没有引起警觉。事故发生前晚，已发现预兆，但没有及时采取工程措施抢险。,土钉墙的垮塌,阳角处土钉墙的破坏,钢支撑围护结构的失稳,不同类型围护结构接头处及深、浅坑之间支档墙的失稳,7.5 基坑监测,深基坑工程中，土体位移的控制
12、是工程成败的关键问题之一 影响基坑位移的主要因素包括： 土质条件； 基坑尺寸； 坑边堆载； 支护系统的刚度、嵌固深度与施工质量； 施工因素与环境因素。,基坑监测项目,基坑变形控制标准,h 基坑开挖深度,支护结构与周围环境的监测，主要分为应力监测与变形监测。 应力检测主要用机械系统和电器系统的仪器。 变形监测主要用机械系统、电器系统和光学系统的仪器。,支护结构监测常用仪器,二. 支护结构监测常用仪器 （一）变形监测仪器 常用的有 经纬仪 水准仪 测斜仪 主要是测斜仪。,二. 支护结构监测常用仪器 测斜仪是一种测量仪器轴线与铅直线之间夹角的变化量，进行计算挡墙或土层各点水平位移的仪器。 按工作原理
13、，测斜仪可分为 伺服加速度式 电阻应变片式 差动电阻式 差动电容式 钢弦式 最常用的是伺服加速度式和电阻应变片式。,二. 支护结构监测常用仪器 （二）应力监测仪器 1. 土压力观测仪器 土压力计（土压 力盒） 液压式 气压平衡式 电器式 钢弦式,二. 支护结构监测常用仪器 （二）应力监测仪器 2. 孔隙水压力计 测量孔隙水压力使用最多的是孔隙水压力计，其形式、工作原理均与土压力计相同。 孔隙水压力计宜钻孔埋设，待钻孔至要求深度后，先将孔底填入部分干净的砂，将测头放入，再将测头周围填砂，最后用粘土将上部钻孔封闭。,二. 支护结构监测常用仪器 （二）应力监测仪器 3. 支撑内力测试 支撑内力测试常用的几种方法： 用压力传感器 贴电阻应变片 用千分表位移量测装置 用应力、应变传感器,