地下连续墙的设计原理与关键技术.doc

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1、地下连续墙的设计原理与关键技术地下连续墙的设计原理与关键技术第一章 地下连续墙概述地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的墙体，国内外越来越多的工程中将支护结构和主体结构相结合设计，即在施工阶段采用地下连续墙作为支护结构，而在正常使用阶段地下连续墙又作为结构外墙使用，在正常使用阶段承受永久水平和竖向荷载，称为“两墙合一”。1.1地下连续墙的特点地下连续墙已被公认为是深基坑工程中最佳的挡土结构之一，它具有如下显著的优点： (1) 施工具有低噪音、低震动等优点，工程施工对环境的影响小； (2) 连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小； (3) 墙身具有良好的抗渗

2、能力，坑内降水时对坑外的影响较小； (4) 可作为地下室结构的外墙，可配合逆作法施工，以缩短工程的工期、降低工程造价。 但地下连续墙也存在弃土和废泥浆处理、粉砂地层易引起槽壁坍塌及渗漏等问题，因而需采取相关的措施来保证连续墙施工的质量。 1.2地下连续墙的适用条件 由于受到施工机械的限制，地下连续墙的厚度具有固定的模数，因此，地下连续墙只有用在一定深度的基坑工程或其它特殊条件下才能显示其经济性和特有的优势。一般情况下地下连续墙适用于如下条件的基坑工程： (1) 深度较大的基坑工程，一般开挖深度大于10m才有较好的经济性； (2) 邻近存在保护要求较高的建、构筑物，对基坑本身的变形和防水要求较高

3、的工程； (3) 基地内空间有限，地下室外墙与红线距离极近，采用其它围护形式无法满足留设施工操作空间要求的工程； (4) 围护结构亦作为主体结构的一部分，且对防水、抗渗有较严格要求的工程； (5) 采用逆作法施工，地上和地下同步施工时，一般采用地下连续墙作为围护墙；(6) 在超深基坑中，例如30m50m的深基坑工程，采用其它围护体无法满足要求时，常采用地下连续墙作为围护体。 1.3地下连续墙的结构形式 地下连续墙的结构形式主要有壁板式、T型和形地下连续墙、格形地下连续墙、预应力或非预应力U形折板地下连续墙等几种形式。 1.壁板式 该形式又可分为直线壁板式（如图1-1（a）所示）和折线壁板式（如

4、图1-1（b）所示），折线壁板式多用于模拟弧形段和转角位置。壁板式在地下连续墙工程中应用得最多，适用于各种直线段和圆弧段墙段。 2. T 型和 形地下连续墙 T型（如图1-1（c）所示）和 形地下连续墙（如图1-1（d）所示）适用于基坑开挖深度较大、支撑竖向间距较大、受到条件限制墙厚无法增加的情况下，采用加肋的方式增加墙体的抗弯刚度。 3.格形地下连续墙 格形地下连续墙（如图11-1（e）所示）是一种将壁板式和 T 形地下连续墙两种形式组合在一起的结构形式，是靠其自身重量稳定的半重力式结构，是一种用于建（构）筑物地基开挖的无支撑空间坑壁结构。格形地下连续墙多用于船坞及特殊条件下无法设置水平支撑

5、的基坑工程。 图1-1 地下连续墙平面结构形式4.预应力或非预应力U形折板地下连续墙这是一种新形式的地下连续墙。折板是一种空间受力结构，有良好的受力特性，还具有抗侧刚度大、变形小、节省材料等特点。 第二章 地下连续墙的设计原理作为基坑围护结构，主要基于强度、变形和稳定性三个大的方面对地下连续墙进行设计和计算，强度主要指墙体的水平和竖向截面承载力、竖向地基承载力；变形主要指墙体的水平变形和作为竖向承重结构的竖向变形；稳定性主要指作为基坑围护结构的整体稳定性、抗倾覆稳定性、坑底抗隆起稳定性、抗渗流稳定性等。 2.1 墙体厚度和槽段宽度 地下连续墙厚度一般为0.51.2m，而随着挖槽设备大型化和施工

6、工艺的改进，地下连续墙厚度可达2.0m以上。在具体工程中地下连续墙的厚度应根据成槽机的规格、墙体的抗渗要求、墙体的受力和变形计算等综合确定。地下连续的常用墙厚为0.6、0.8、1.0和1.2m。 确定地下连续墙单元槽段的平面形状和成槽宽度时需考虑众多因素，如墙段的结构受力特性、槽壁稳定性、周边环境的保护要求和施工条件等，需结合各方面的因素综合确定。一般来说，壁板式一字形槽段宽度不宜大于6m，T 形、折线形槽段等槽段各肢宽度总和不宜大于6m。 2.2 地下连续墙的入土深度 一般工程中地下连续墙入土深度在1050m范围内，最大深度可达150m。在基坑工程中，地下连续墙既作为承受侧向水土压力的受力结

7、构，同时又兼有隔水的作用，因此地下连续墙的入土深度需考虑挡土和隔水两方面的要求。作为挡土结构，地下连续墙入土深度需满足各项稳定性和强度要求，作为隔水帷幕，地下连续墙入土深度需根据地下水控制要求确定。 1. 根据稳定性确定入土深度 作为挡土受力的围护体，地下连续墙底部需插入基底以下足够深度并进入较好的土层，以满足嵌固深度和基坑各项稳定性要求。在软土地层中，地下连续墙在基底以下的嵌固深度一般接近或大于开挖深度方能满足稳定性要求。在基底以下为密实的砂层或岩层等物理力学性质较好的土（岩）层时，地下连续墙在基底以下的嵌入深度可大大缩短。2. 考虑隔水作用确定入土深度 作为隔水帷幕，地下连续墙设计时需根据

8、基底以下的水文地质条件和地下水控制确定入土深度，当根据地下水控制要求需隔断地下水或增加地下水绕流路径时，地下连续墙底部需进入隔水层隔断坑内外潜水及承压水的水力联系，或插入基底以下足够深度以确保形成可靠的隔水边界。如根据隔水要求确定的地下连续墙入土深度大于受力和稳定性要求确定的入土深度时，为了减少经济投入，地下连续墙为满足隔水要求加深的部分可采用素混凝土浇筑。2.3 内力与变形计算及承载力验算 2.3.1内力和变形计算 地下连续墙作为基坑围护结构的内力和变形计算目前应用最多的是平面弹性地基梁法；而对于具有明显空间效应的深基坑工程，可采用空间弹性地基板法；对于复杂的基坑工程需采用连续介质有限元法进

9、行计算。 墙体内力和变形计算应按照主体工程地下结构的梁板布置，以及施工条件等因素，合理确定支撑标高和基坑分层开挖深度等计算工况，并按基坑内外实际状态选择计算模式，考虑基坑分层开挖与支撑进行分层设置，以及换撑拆撑等工况在时间上的先后顺序和空间上的位置不同，进行各种工况下的连续完整的设计计算。 2.3.2 承载力验算 应根据各工况内力计算包络图对地下连续墙进行截面承载力验算和配筋计算。常规的壁板式地下连续墙需进行正截面受弯、斜截面受剪承载力验算，当需承受竖向荷载时，需进行竖向受压承载力验算。对于圆筒形地下连续墙除需进行正截面受弯、斜截面受剪和竖向受压承载力验算外，尚需进行环向受压承载力验算。 当地

10、下连续墙仅用作基坑围护结构时，应按照承载能力极限状态对地下连续墙进行配筋计算，当地下连续墙在正常使用阶段又作为主体结构时，应按照正常使用极限状态根据裂缝控制要求进行配筋计算。地下连续墙正截面受弯、受压、斜截面受剪承载力及配筋设计计算应符合现行国家标准混凝土结构设计规范（GB 50010）的相关规定。 2.4 地下连续墙设计构造 2.4.1墙身混凝土 地下连续墙混凝土设计强度等级不应低于C30，水下浇筑时混凝土强度等级按相关规范要求提高。墙体和槽段接头应满足防渗设计要求，地下连续墙混凝土抗渗等级不宜小于S6级。地下连续墙主筋保护层在基坑内侧不宜小于50mm，基坑外侧不宜小于70mm。地下连续墙的

11、混凝土浇筑面宜高出设计标高以上300500mm，凿去浮浆层后的墙顶标高和墙体混凝土强度应满足设计要求。 2.4.2钢筋笼 地下连续墙钢筋笼由纵向钢筋、水平钢筋、封口钢筋和构造加强钢筋构成。纵向钢筋沿墙身均匀配置，且可按受力大小沿墙体深度分段配置。纵向钢筋宜采用HRB335级或 HRB400级钢筋，直径不宜小于16mm，钢筋的净距不宜小于75mm, 当地下连续墙纵向钢筋配筋量较大，钢筋布置无法满足净距要求时，实际工程中常采用将相邻两根钢筋合并绑扎的方法调整钢筋净距，以确保混凝土浇筑密实。纵向钢筋应尽量减少钢筋接头，并应有一半以上通长配置。水平钢筋可采用HPB235级钢筋，直径不宜小于12mm。封

12、口钢筋直径同水平钢筋，竖向间距同水平钢筋或按水平钢筋间距间隔设置。地下连续墙宜根据吊装过程中钢筋笼的整体稳定性和变形要求配置架立桁架等构造加强钢筋。 钢筋笼两侧的端部与接头管（箱）或相邻墙段混凝土接头面之间应留有不大于150mm的间隙，钢筋下端500mm 长度范围内宜按1：10收成闭合状，且钢筋笼的下端与槽底之间宜留有不小于500mm的间隙。地下连续墙钢筋笼封头钢筋形状应与施工接头相匹配。封口钢筋与水平钢筋宜采用等强焊接。 单元槽段的钢筋笼宜在加工平台上装配成一个整体，一次性整体沉放入槽。当单元槽段的钢筋笼必须分段装配沉放时，上下段钢筋笼的连接宜采用机械连接，并采取地面预拼装措施，以便于上下段

13、钢筋笼的快速连接，接头的位置宜选在受力较小处，并相互错开。 (1) 转角槽段钢筋笼转角槽段小于180度角侧水平筋锚入对边墙体内应满足锚固长度，且宜与对边水平钢筋焊接，以加强转角槽段吊装过程中的整体刚度。转角宜设置斜向构造钢筋，以加强转角槽段吊装过程中的整体刚度。 (2) T 型槽段钢筋笼 T形槽段外伸腹板宜设置在迎土面一侧，以防止影响主体结构施工。根据相关规范进行T 型槽段截面设计和配筋计算，翼板侧拉区钢筋可在腹板两侧各一倍墙厚范围内均匀布置。 2.4.3墙顶圈梁 地下连续墙顶部应设置封闭的钢筋混凝土圈梁。墙顶圈梁的高度和宽度由计算确定，且宽度不宜小于地下连续墙的厚度。地下连续墙采用分幅施工，

14、墙顶设置通长的顶圈梁有利于增强地下连续墙的整体性。墙顶圈梁宜与地下连续墙迎土面平齐，以便保留导墙，对墙顶以上土体起到挡土护坡的作用，避免对周边环境产生不利影响。地下连续墙墙顶嵌入圈梁的深度不宜小于50mm，纵向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定。 2.5 地下连续墙施工接头 2.5.1类型与形式 施工接头是指地下连续墙单元槽段之间的连接接头。根据受力特性地下连续墙施工接头可分为柔性接头和刚性接头。能够承受弯矩、剪力和水平拉力的施工接头称为刚性接头，反之不能承受弯矩和水平拉力的接头称为柔性接头。 2.5.2柔性接头 （1）锁口管接头 圆形（或半圆形）锁口管接头、波形管（双波管、三波管）接头

15、统称为锁口管接头，锁口管接头是地下连续墙中最常用的接头形式，锁口管在地下连续墙混凝土浇筑时作为侧模，可防止混凝土的绕流，同时在槽段端头形成半圆形或波形面，增加了槽段接缝位置地下水的渗流路径。锁口管接头构造简单，施工适应性较强，止水效果可满足一般工程的需要。 （2）钢筋混凝土预制接头 预制接头一般采用近似工字型截面，在地下连续墙施工流程中取代锁口管的位置和作用，沉放后无需顶拔，作为地下连续墙的一部分。由于预制接头无需拔除，简化了施工流程，提高了效率，有常规锁口管接头不可比拟的优点。特别适用于顶拔锁口管困难的超深地下连续墙工程。（3）工字形型钢接头 该接头形式是采用钢板拼接的工字形型钢作为施工接头

16、，型钢翼缘钢板与先行槽段水平钢筋焊接，后续槽段可设置接头钢筋深入到接头的拼接钢板区。该接头不存在无筋区，形成的地下连续墙整体性好。先后浇筑的混凝土之间由钢板隔开，加长了地下水渗透的绕流路径，止水性能良好。工字形型钢接头的施工避免了常规槽段接头施工中锁口管或接头箱拔除的过程，大大降低了施工难度，提高了施工效率。如图2-1所示。 图2-1 地下连续墙柔性施工接头形式2.5.3刚性接头 刚性接头可传递槽段之间的竖向剪力，当槽段之间需要形成刚性连接时，常采用刚性接头。在工程中应用的刚性接头主要有一字或十字穿孔钢板接头、钢筋搭接接头和十字型钢插入式接头如图2-2。 （1）十字穿孔钢板接头 十字穿孔钢板接

17、头是以开孔钢板作为相邻槽段间的连接构件，开孔钢板与两侧槽段混凝土形成嵌固咬合作用，可承受地下连续墙垂直接缝上的剪力，并使相邻地下连续墙槽段形成整体共同承担上部结构的竖向荷载，协调槽段的不均匀沉降；同时穿孔钢板接头亦具备较好的止水性能。 （2）钢筋搭接接头 钢筋搭接接头采用相邻槽段水平钢筋凹凸搭接，先行施工槽段的钢筋笼两面伸出搭接部分，通过采取施工措施，浇灌混凝土时可留下钢筋搭接部分的空间，先行槽段形成后，后施工槽段的钢筋笼一部分与先行施工槽段伸出的钢筋搭接，然后浇灌后施工槽段的混凝土。 （3）十字型钢插入式接头 十字型钢插入式接头是在工字形型钢接头上焊接两块 T 形型钢，并且 T形型钢锚入相邻

18、槽段中，进一步增加了地下水的绕流路径，在增强止水效果的同时，增加了墙段之间的抗剪性能，形成的地下连续墙整体性好。 图2-2 地下连续墙刚性施工接头2.5.4施工接头选用原则 (1) 由于锁口管柔性施工接头施工方便，构造简单，一般工程中在满足受力和止水要求的条件下地下连续墙槽段施工接头宜优先采用锁口管柔性接头；当地下连续墙超深顶拔锁口管困难时建议采用钢筋混凝土预制接头或工字形型钢接头。 (2) 当根据结构受力要求需形成整体或当多幅墙段共同承受竖向荷载，墙段间需传递竖向剪力时，槽段间宜采用刚性接头，并应根据实际受力状态验算槽段接头的承载力。 第三章 地下连续墙施工关键技术地下连续墙的施工，就是在地

19、面上先构筑导墙，采用专门的成槽设备，沿着 支护或深开挖工程的周边，在特制泥浆护壁条件下，每次开挖一定长度的沟槽至指定深度，清槽后，向槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇注水下混凝土，混凝土自下而上充满槽内并把泥浆从槽内置换出来，筑成一个单元槽段，并依此逐段进行，这些相互邻接的槽段在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙体，以作承重、挡土或截水防渗结构之用。施工流程如图3-1所示。图3-1地下连续墙施工程序示意（以液压抓斗式成槽机为例）3.1 国内主要成槽工法介绍成槽工艺是地下连续墙施工中最重要的工序，常常要占到槽段施工工期一半以上，因此做好挖槽工作是提高地下连续墙施工效率及保证工程质量的关键，随着对施工效率

20、要求的不断提高，新设备不断出现，新的工法也在不断发展。目前国内外广泛采用的先进高效的地下连续墙成槽（孔）机械主要有抓斗式成槽机、液压铣槽机、多头钻（亦称为垂直多轴回转式成槽机）和旋挖式桩孔钻机等，其中，应用最广的要属液压抓斗式成槽机。常用的成槽机械设备按其工作机理主要分为抓斗式、冲击式和回转式三大类，相应来说基本成槽工法也主要有三类：（1）抓斗式成槽工法；（2）冲击式钻进成槽工法；（3）回转式钻进成槽工法。3.1.1抓斗式成槽工法抓斗挖槽机以履带式起重机来悬挂抓斗，抓斗通常是蚌（蛤）式的，根据抓斗的机械结构特点分为钢丝绳抓斗、液压导板抓斗、导杆式抓斗和混合式抓斗。抓斗以其斗齿切削土体，切削下的

21、土体收容在斗体内，从槽段内提出后开斗卸土，如此循环往复进行挖土成槽。使用抓斗成槽，可以单抓成槽，也可以多抓成槽，槽段幅长一般为3.87.2m。单抓成槽，即一次抓取一个槽幅；多抓成槽，每个槽幅由三抓或多抓形成。通常单序抓的长度等于抓斗的最大开度（2.4m 左右），双序抓的长度小于抓斗最大开度。适用环境：地层适应性广，如N40的粘性土、砂性土及砾卵石土等。除大块的漂卵石、基岩外，一般的覆盖层均可。优点：低噪音低振动；抓斗挖槽能力强，施工高效；除早期的蚌式抓斗索式导板抓斗外多设有测斜及纠偏装置随时调控成槽垂直度，成槽精度较高。缺点：掘进深度及遇硬层时受限，降低成槽工效。需配合其它方法一道使用。 3.

22、1.2冲击式钻进成槽工法 国内冲击钻进成槽工法主要有冲击钻进式（钻劈法）和冲击反循环式（钻吸法）。冲击钻进法采用的是冲击破碎和抽筒掏渣（即泥浆不循环）的工法，即冲击钻机利用钢丝绳悬吊冲击钻头进行往复提升和下落运动，依靠其自身的重量反复冲击破碎岩石，然后用一只带有活底的收渣筒将破碎下来的土渣石屑取出而成孔。一般先钻进主孔，后劈打副孔，主副孔相连成为一个槽孔。冲击反循环式是以冲击反循环钻机替代冲击钻机，在空心套筒式钻头中心设置排渣管（或用反循环砂石泵）抽吸含钻渣的泥浆，经净化后回至槽孔，使得排渣效率大大提高，泥浆中钻渣减少后，钻头冲击破碎的效率也大为提高，槽孔建造既可以用平打法，也可分主副孔施工。

23、这种冲击反循环钻机的钻吸法工效大大高于老式冲击钻机的钻劈法。适用环境：在各种土、砂层、砾石、卵石、漂石、软岩、硬岩中都能使用，特别适用于深厚漂石、孤石等复杂地层施工。优点：施工机械简单，操作简便，成本低。 缺点：成槽效率低，成槽质量较差。3.1.3回转式成槽工法回转式成槽机根据回转轴的方向分垂直回转式与水平回转式。(1) 垂直回转式 垂直单轴回转钻机（也称单头钻）和垂直多轴回转钻机（也称多头钻）。单头钻主要用来钻导孔，多头钻多用来挖槽。a.单头钻 单头钻机多采用反循环钻进工艺，在细颗粒地层也可采用正循环出渣。b.多头钻垂直多头回转钻是利用两个或多个潜水电机，通过传动装置带动钻机下的多个钻头旋转

24、，等钻速对称切削土层，用泵吸反循环的方式排渣进入振动筛，较大砂石、块状泥团由振动筛排出，较细颗粒随泥浆流入沉淀池，通过旋流器多次分离处理排除，清洁泥浆再供循环使用。多头钻一次下钻挖成的幅段称为掘削段，几个掘削段构成一个单元槽段。适用环境：N30 的粘性土、砂性土等不太坚硬的细颗粒地层。深度可达 40m 左右。 优点：施工时无振动无噪音，可连续进行挖槽和排渣，不需要反复提钻，施工效率高，施工质量较好，垂直度可控制在1/2001/300之间。在上世纪80年代前期应用较多，是一种较受欢迎的施工方法。缺点：在砾石卵石层中及遇障碍物时成槽适应性欠佳。(2) 水平回转式铣槽机水平多轴回转钻机，也称为双轮铣

25、成槽机。优点：对地层适应性强、施工效率高，掘进速度快、成槽精度高、成槽深度大、能直接切割混凝土，在一、二序槽的连接中不需专门的连接件，也不需采取特殊封堵措施就能形成良好的墙体接头、设备自动化程度高，运转灵活，操作方便、低噪音、低振动，可以贴近建筑物施工。局限性：设备价格昂贵、维护成本高、不适用于存在孤石、较大卵石等地层，需配合使用冲击钻进工法或爆破、对地层中的铁器掉落或原有地层中存在的钢筋等比较敏感。铣槽机作为一种先进的地下连续墙成槽设备，其突出优点是在硬层中的施工速度远远快于传统施工工艺并且施工精度高。相信随着不断的市场拓展和国产化深化预期，必将成为地下工程施工设备中的中坚力量。3.1.4成

26、槽工法组合 随着城市地下空间开发利用朝着大深度发展的态势，地下连续墙作为一种重要的深基础形式与深基坑围护结构，在复杂地层中的成槽施工，也由单一的纯抓、纯冲、纯钻、纯铣工法等发展到采用多种成槽工法的组合工艺，后者相比前者往往能起到事半功倍的作用效率高、成本低、质量优。主要的工法组合有“抓冲法”或“钻抓法”。“抓冲法”以冲击钻钻凿主孔，抓斗抓取副孔，该法可以充分发挥两种机械的优势，冲击钻可以钻进软硬不同的地层，而抓斗取土效率高，抓斗在副孔施工遇到坚硬地层时随时可换上冲击钻或重凿（“抓凿法”）克服。此法可比单用冲击钻成槽显著提高工效13倍，地层适应性也广。“钻抓法”是以钻机（如潜水电钻） 在抓斗幅宽

27、两侧先钻两个导孔，再以抓斗抓取两孔间土体，效果较好。早期的蚌式抓斗索式 导板抓斗由于没有纠偏装置，多是利用钻抓法来进行成槽的，以导孔的垂直度来直接控制成 槽的垂直度。随着铣槽机的应用，出现了“抓铣结合”、“钻铣结合”、“铣抓钻结合”等新工法组合。在硬岩、孤石等坚硬地层地层中，发展的组合工法有“钻凿法”和“凿铣法”等。“钻凿法”是用812t的重凿冲凿并与冲击反循环钻机相配合的一种工艺，这种工法取得了在硬岩中施工效率较高，成本低的效果，宜很有推广价值。而“凿铣法”是用重凿冲凿与液压铣槽机配合的一种工艺，其优点是成槽质量好，噪音低，适合城市施工作业。3.2 施工工艺与操作要点地下连续墙施工工艺流程见

28、图3-2。其中导墙砌筑、泥浆制备与处理、成槽施工、钢筋笼制作与吊装、混凝土浇筑等为主要工序。图3-2 地下连续墙工艺流程图3.2.1导墙施工 1导墙的作用 a)测量基准、成槽导向；b)存储泥浆、稳定液位，维护槽壁稳定；c)稳定上部土体，防止槽口坍方；d)施工荷载支承平台。 2导墙的形式 导墙多采用现浇钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，可供多次使用。导墙断面常见的有三种形式：倒 L形、“ ”形及 L 形，如图3-3。倒L形多用在土质较好土层，后两者多用在土质略差土层，底部外伸扩大支承面积。3施工要点及质量要求（1）导墙多采用C20C30钢筋混凝土，双向配筋816150200

29、。现浇导墙施工流程为：平整场地测量定位挖槽绑扎钢筋支模板浇筑混凝土拆模及设置横撑。内外导墙间净距比设计地墙厚度大4060mm，肋厚150300mm，高1.21.5m，墙底进入原土0.2m。（2）导墙要对称浇筑，强度达到70后方可拆模。拆除后立即设置上下二道 10cm 直径圆木（或10cm 见方方木）支撑，防止导墙向内挤压，支撑水平间距 1.52.0m，上下为0.81.0m。（3）导墙外侧填土应以粘土分层回填密实，防止地面水从导墙背后渗入槽内，并避免被泥浆掏刷后发生槽段坍塌。（4）导墙顶墙面要水平，内墙面要垂直，底面要与原土面密贴。墙面不平整度小于5mm，竖向墙面垂直度应不大于1/500。内外导

30、墙间距允许偏差5mm，轴线偏差10mm。（5）混凝土养护期间成槽机等重型设备不应在导墙附近作业停留，成槽前支撑不允许拆除，以免导墙变位。（6）导墙在地墙转角处根据需要外放200mm500mm（如图3-4），成 T 形或十字形交叉，使得成槽机抓斗能够起抓，确保地墙在转角处的断面完整。图3-3常见导墙断面形式图 图3-4导墙转角外放处理图3.2.2护壁泥浆 泥浆是地下连续墙施工中成槽槽壁稳定的关键，泥浆主要起到护壁、携渣、冷却机具和切土润滑的作用。1. 泥浆处理地墙成槽至成墙过程中，泥浆要与地下水、砂、土、混凝土等接触，膨润土、外加剂等成分会有所消耗，而且混入的一些土渣和电解质离子等，使泥浆受到污

31、染而质量恶化。泥浆处理方法通常因成槽方法而异。对于有泥浆循环的挖槽方法（如钻吸法、回转式成槽工法），在挖槽过程中就要处理含有大量土渣的泥浆，以及混凝土浇筑所置换出来的泥浆；而对于直接出渣挖槽方法（如抓斗式成槽工法），在挖槽过程中无需进行泥浆处理，而只处理混凝土浇筑置换出的泥浆。因此泥浆处理分为土渣的分离处理和污染泥浆的化学处理，其中物理处理又分重力沉淀和机械处理两种，重力沉降处理是利用泥浆与土渣的比重差使土渣产生沉淀的方法，机械处理是使用专用除砂除泥装置回收。泥浆再生处理用重力沉淀、机械处理和化学处理联合进行效果最好。从槽段中回收的泥浆经振动筛除去其中较大的土渣，进入沉淀池进行重力沉淀，再通过

32、旋流器分离颗粒较小的土渣，若还达不到使用指标，再加入掺加物进行化学处理。混凝土浇筑置换出来的泥浆，因水泥浆中含有大量钙离子，会使泥浆产生凝胶化，一方面使得泥浆的泥皮形成性能减弱，槽壁稳定性较差；另一方面使得泥浆粘性增高，土渣分离困难，在泵和管道内的流动阻力增大。对这种恶化了的泥浆（PH11）要进行化学处理。化学处理一般用分散剂，经化学处理后再进行土渣分离处理。通常槽段最后23m 左右浆液因污染严重而直接废弃。处理后的泥浆经指标测试，根据需要可再补充掺入泥浆材料进行再生调制，并与处理过的泥浆完全融合后再重复使用。2. 泥浆控制要点及质量要求（1）严格控制泥浆液位，确保泥浆液位在地下水位0.5m以

33、上，并不低于导墙顶面以下0.3m，液位下落及时补浆，以防槽壁坍塌。（2）在施工中定期对泥浆指标进行检查测试，随时调整，做好泥浆质量检测记录。（3）在遇有较厚粉砂、细砂地层(特别是埋深 10m 以上)时，可适当提高粘度指标，但不宜大于45s；在地下水位较高，又不宜提高导墙顶标高的情况下，可适当提高泥浆比重，但不宜超过1.25的指标上限，并采用掺加重晶石的技术方案。（4）减少泥浆损耗措施：在导墙施工中遇到的废弃管道要堵塞牢固；施工时遇到土层空隙大、渗透性强的地段应加深导墙。（5）防止泥浆污染措施：灌注混凝土时导墙顶加盖板阻止混凝土掉入槽内；挖槽完毕应仔细用抓斗将槽底土渣清完，以减少浮在上面的劣质泥

34、浆数量；禁止在导墙沟内冲洗抓斗。不得无故提拉浇注混凝土的导管，并注意经常检查导管水密性。3.2.3槽壁稳定性分析 地下连续墙施工保持槽壁稳定性防止槽壁坍方十分关键。一旦发生坍方，不仅可能造成“埋机”危险、机械倾覆，同时还将引起周围地面沉陷，影响到邻近建筑物及管线安全。1槽壁失稳机理：整体失稳和局部失稳。如图3-5 所示。（a）整体失稳 （b）局部失稳图3-5 槽壁失稳示意图2影响槽壁稳定因素 影响槽壁稳定的因素可分为，内因：地层条件、泥浆性能、地下水位以及槽段划分尺寸、形状等；外因：成槽开挖机械、开挖施工时间、槽段施工顺序以及槽段外场地施工荷载等。3槽壁稳定验算（1）槽壁稳定计算 泥浆对槽壁的

35、支撑可借助于楔形土体滑动的假定所分析的结果进行计算。地墙在黏性土层内成槽。当槽内充满泥浆时，槽壁将受到泥浆的支撑护壁作用，此时泥浆使槽壁保持相对稳定。假定槽壁上部无荷载，且槽壁面垂直，其临界稳定槽深宜采用梅耶霍夫（G.G.Meyerhof）经验公式计算。（2）槽壁稳定措施 槽壁土加固：双轴或三轴水泥土搅拌桩工艺及高压旋喷桩等工艺、加强降水、泥浆护壁、周边限载、导墙选择：导墙的刚度影响槽壁稳定。3.2.4钢筋笼加工和吊放 地连墙的钢筋笼与普通在地面上施工的钢筋网架不同，不但要满足结构应力方面的要求，还要在加工和吊放过程中具有足够的强度和刚度，不会发生过大的弯曲和扭曲变形。为此，除了按设计要求配筋

36、外，还要对钢筋笼进行加固。在主筋上焊接垫块以保证足够的混凝土保护层厚度，避免在任何部位发生露筋现象。主钢筋尽量不采用搭接接头，以增大有效空间，有利于混凝土流动。钢筋笼进入槽孔时，吊点中心必须和槽段中心对准，吊放入槽过程中，应随时检测和控制钢筋笼的位置和偏斜情况。遇有地连墙很深而钢筋笼很长且起吊能力又有限的情况，需分段制作并吊入槽孔，相邻段钢筋笼在槽口进行接装。3.2.5施工接头 施工接头应满足受力和防渗的要求，并要求施工简便、质量可靠，并对下一单元槽段的成槽不会造成困难。但目前尚缺少既能满足结构要求又方便施工的最佳方法。施工接头有多种形式可供选择。目前最常用的接头形式有以下几种： 1锁口管接头

37、 常用的施工接头为接头管(又称锁口管)接头，接头管大多为圆形，此外还有缺口圆形、带翼或带凸榫形等，后2种很少使用。 其常用施工方法为先开挖一期槽段，待槽段内土方开挖完成后，在该槽段的两端用起重设备放入接头管，然后吊放钢筋笼和浇筑混凝土。这时两端的接头管相当于模板的作用，将刚浇筑的混凝土与还未开挖的二期槽段的土体隔开。待新浇混凝土开始初凝时，用机械将接头管拔起。这时，已施工完成的一期槽段的两端和还未开挖土方的二期槽段之间分别留有一个圆形孔。继续二期槽段施工时，与其两端相邻的一期槽段混凝土已经结硬，只需开挖二期槽段内的土方。当二期槽段完成土方开挖后，应对一期槽段已浇筑的混凝土半圆形端头表面进行处理

38、。将附着的水泥浆与稳定液混合而成的胶凝物除去。否则接头处止水性就很差。胶凝物的铲除须采用专门设备，例如电动刷、刮刀等工具。 在接头处理后，即可进行二期槽段钢筋笼吊放和混凝土的浇筑。这样，二期槽段外凸的半圆形端头和一期槽段内凹的半圆形端头相互嵌套，形成整体。 除了上述将槽段分为一期和二期跳格施工外，也可按序逐段进行各槽段的施工。这样每个槽段的一端与已完成的槽段相邻，只需在另一端设置接头管，但地下连续墙槽段两端会受到不对称水、土压力的作用，所以两种处理方法各有利弊。 由于接头管形式的接头施工简单，已成为目前最广泛使用的一种接头方法。 2工字形接头、十字钢板接头、“V”形接头 以上3种接头属于目前大

39、型地下连续墙施工中常用的3种接头，能有效地传递基坑外土水压力和竖向力，整体性好，在地下连续墙设计尤其是当地下连续墙作为结构一部分时，在受力及防水方面均有较大安全性。 （1）十字钢板接头 由十字钢板和滑板式接头箱组成。当对地下连续墙的整体刚度或防渗有特殊要求时采用。 十字钢板接头是在H型钢接头上焊接两块T形型钢，并且T形型钢锚入相邻槽段中，进一步增加了地下水的绕流路径，在增强止水效果的同时，增加了墙段之间的抗剪性能。形成的地下连续墙整体性好。 （2）工字形接头 是一种隔板式接头，能有效地传递基坑外土木压力和竖向力，整体性好，在地下连续墙设计尤其是当地下连续墙作为结构一部分。在受力及防水方面均有较

40、大安全性。从以往施工工程看，工字形接头在防混凝土绕流方面易出现一些问题，尤其是接头位置出现塌方时，若施工时处理不妥，可能造成接头渗漏，或出现大量涌水情况。为此，应尽量避免偏孔现象发生。加强泡沫塑料块的绑扎及检查工作，改用较小的砂包充填接头使其尽量密实。 （3）“V”形接头 是一种隔板式接头，施工简便，多用于超深地下连续墙。施工中，在期槽钢筋笼的两端焊接型钢作为墙段接头，钢筋笼及接头下设安装后，为避免混凝土绕流至接头背面凹槽，可将接头两侧及底部型钢做适当的加长，并包裹土工布或者铁皮，使其下放入槽及混凝土浇筑时，自然与槽底及槽壁密贴。 当期槽成槽后，在下设钢筋笼前，必须对接头作特别处理外，采用专用

41、钢丝刷的刷壁器进行刷壁，端头来回刷壁次数保证不少于10次，并且以刷壁器钢丝刷上无泥渣为准，必要时采用专门铲具进行清除。 3铣接头 铣接头是利用铣槽机可直接切削硬岩的能力直接切削已成槽段的混凝土，在不采用锁口管、接头箱的情况下形成止水良好、致密的地下连续墙接头。 对比其它传统式接头，套铣接头主要优势如下： (1)施工中不需要其它配套设备，如吊车、锁口管等。 (2)可节省昂贵的工字钢或钢板等材料费用，同时钢筋笼重量减轻，可采用吨数较小的吊车，降低施工成本且利于工地动线安排。 (3)不论一期或二期槽挖掘或浇注混凝土时，均无预挖区，且可全速灌注无绕流问题，确保接头质量和施工安全性。 (4)挖掘二期槽时

42、双轮铣套铣掉两侧一期槽已硬化的混凝土。新鲜且粗糙的混凝土面在浇注二期槽时形成水密性良好的混凝土套铣接头。 4.承插式接头（接头箱接头） 接头箱接头的施工方法与接头管接头相似，只是以接头箱代替接头管。一个单元槽段挖土结束后，吊放接头箱，再吊放钢筋笼。由于接头箱在浇筑混凝土的一面是开口的，所以钢筋笼端部的水平钢筋可插入接头箱内。浇筑混凝土时，由于接头箱的开口面被焊在钢筋笼端部的钢板封住，因而浇筑的混凝土不能进人接头箱。混凝土初凝后，与接头管一样逐步吊出接头箱，待后一个单元槽段再浇筑混凝土时，由于两相邻单元槽段的水平钢筋交错搭接，而形成整体接头。 3.2.6水下混凝土灌注 1水下混凝土灌注一般要点

43、地下连续墙混凝土用导管法进行浇筑。由于导管内混凝土和槽内泥浆的压力不同，在导管下口处存在压力差使混凝土可从导管内流出。 导管在首次使用前应进行气密性试验，保证密封性能。地墙开始浇筑混凝土时，导管应距槽底0.5m。 在混凝土浇筑过程中，导管下口总是埋在混凝土内1.5m以上，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混浆直接接触，否则混凝土流出时会把混凝土上升面附近的泥浆卷人混凝土内。但导管插人太深会使混凝上在导管内流动不畅，有时还可能产生钢筋笼上浮，因此无论何种情况下导管最大插人深度亦不宜超过9m。当混凝上浇筑到地下连续墙顶部附近时，导管内混凝土不易流出，可采取降低浇筑速度，将导管的最

44、小埋人深度减为1m左右，并将导管上下抽动，但上下抽动范围不得超过30cm。 在浇筑过程中，导管不能作横向运动，导管横向运动会把沉渣和泥浆混人混凝土内。 在混凝土浇筑过程中，不能使混凝土溢出料斗流人导沟，否则会使泥浆质量恶化，反过来又会给混凝土的浇筑带来不良影响， 在混凝土浇筑过程中，应随时掌握混凝土的浇筑量、混凝土上升高度和导管埋人深度，防止导管下口暴露在泥浆内，造成泥浆涌入导管。 在浇筑过程中需随时量测混凝土面的高程，量测的方法可用测锤，由于混凝土非水平，应量测三个点取其平均值亦可利用泥浆、水泥浮浆和混凝土温度不同的特性，利用热敏电阻温度测定装置测定混凝土面的高程。 浇筑混凝土置换出来的泥浆

45、，要送入沉淀池进行处理，勿使泥浆溢出在地面上。 导管的间距一般为34m，取决于导管直径。单元槽段端部易渗水，导管距槽段端部的距离不得超过2m。如管距过大，易使导管中间部位的混凝土面低，泥浆易卷入，如一个单元槽段内使用两根或两根以上导管同时进行浇筑，应使各导管处的混凝土面大致处在同一标高上。浇筑时宜尽量加快单元槽段混凝土的浇筑速度，一般情况下槽内混凝土面的上升速度不宜小于2m/h。 在混凝土顶面存在一层浮浆层，需要凿去，因此混凝土需要超浇3050cm，以使在混凝土硬化后查明强度情况，将设计标高以上部分用风镐凿去。 2高强度等级混凝土灌注特点介绍 水下混凝土应具备较好的和易性，为改善和易与缓凝，宜

46、掺加外加剂。水下混凝土强度比设计强度提高的等级无试验情况下可参照下表选择： 水下混凝土强度等级对照表设计强度等级C25C30C35C40C45C50水下混凝土强度等级C30C35C40C50C55C603.2.7接头管顶拔 接头管一般适用于柔性接头，大都是钢制的，且大多采用圆形。圆形接头管的直径一般要比墙厚小。管身壁厚一般为1920mm。每节长度一般为3l0m，可根据要求，拼接成所需的长度。在施工现场的高度受到限制的情况下，管长可适当缩短。此外根据不同的接头形式，除了最常用的圆形接头管外，还有一些刚性接头所采用的接头箱形式，例如：H型钢接头采用蘑菇型接头箱，十字形接头采用马蹄形接头箱等。 接头

47、管所形成的地下空间具有很重要的作用，它不仅可以保证地下墙的施工接头，而且在挖下一个槽段时不会损伤已浇灌好的混凝土，对于挖槽作业也不会有影响，因此在插入接头管时，要保持垂直而又完全自由地插入到沟槽的底部。否则，会造成地下墙交错不齐或由此而产生漏水，失去防渗墙的作用以至使周围地基出现沉降等。地下墙失去连续性，会给以后的作业带来很大麻烦。 接头管的提拔与混凝土浇注相结合，混凝土浇注记录作为提拔接头管时间的控制依据，根据水下混凝土凝固速度的规律及施工实践，混凝土浇注开始拆除第一节导管后推4小时开始拔动，以后每隔15分钟提升一次，其幅度不宜大于50100mm，只需保证混凝土与锁口管侧面不咬合即可，待混凝

48、土浇注结束后68小时，即混凝土达到初凝后，将锁口管逐节拔出并及时清洁和疏通。3.3地下连续墙工程问题的处理 3.3.1地下连续墙防渗漏措施地下连续墙由于施工工艺原因，其槽段接头位置属易发生渗漏的部分，同时由于施工工序多，每个环节的控制都关乎成墙质量，在工程中常出现接缝漏水或墙体破损等问题，为了确保墙体质量和工程安全，须针对具体问题采取相应的处理措施。1.地下连续墙槽段接缝渗漏处理措施 地下连续墙接缝的渗水采取双快水泥结合化学注浆的方式处理。 应先观察地下连续墙接缝湿渍情况，确定渗漏部位，并对渗漏处松散混凝土、夹砂、夹泥进行清除。其次手工凿“V”形槽，深度控制在50100mm。然后按水泥：水=1：0.3-0.35(重量比)配制双快水泥浆作为堵漏料并搅拌至均匀细腻