地下連續牆

地下連續牆是基礎工程在地面上採用一種挖槽機械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，清槽後，在槽內吊放鋼筋籠，然後用導管法灌築水下混凝土築成一個單元槽段，如此逐段進行，在地下築成一道連續的鋼筋混凝土牆壁，作為截水、防滲、承重、擋水結構。

基本介紹

• 中文名：地下連續牆
• 外文名：Diaphragm wall
• 作用：截水、防滲、承重、擋水
• 套用範圍：建築工程、市政工程等
• 優點：占地少、防滲性能好
• 缺點：費用高、廢泥漿的處理麻煩

發展

中國的成槽機械發展得很快，與之相適應的成槽工法層出不窮；有不少新的工法已經不再使用膨潤土作為泥漿；牆體材料已經由過去以混凝土為主的局面而轉向多樣化發展；不再單純地用於防滲或擋土支護，越來越多地作為建築物的基礎。

經過幾十年的發展，地下連續牆的技術已經相當成熟，其中日本在此項技術上最為發達，已經累計建成了1500萬平方米以上，目前地下連續牆的最大開挖深度為140m，最薄的地下連續牆厚度為20cm。1958年，我國水電部門首先在青島丹子口水庫用此技術修建了水壩防滲牆，到2013年為止，全國絕大多數省份都先後套用了此項技術，估計已建成地下連續牆120萬~140萬平方米。地下連續牆已經並且正在代替很多傳統的施工方法，而被用於基礎工程的很多方面。在它的初期階段，基本上都是用作防滲牆或臨時擋土牆。通過開發使用許多新技術、新設備和新材料，越來越多地用作結構物的一部分或用作主體結構，2003年到2013年前後更被用於大型的深基坑工程中。

分類

（1）按成牆方式可分為：1、樁排式；2、槽板式；3、組合式。

（2）按牆的用途可分為：1、防滲牆 ；2、臨時擋土牆； 3、永久擋土(承重)； 4、作為基礎。

（3）按牆體材料可分為：1、鋼筋混凝土牆； 2、塑性混凝土牆 ；3、固化灰漿牆； 4、自硬泥漿牆；5、預製牆 ；6、泥漿槽牆 ；7、後張預應力牆 ；8、鋼製牆。

（4）按開挖情況可分為：1、地下擋土牆(開挖)；2、地下防滲牆(不開挖)。

由於受到施工機械的限制，地下連續牆的厚度具有固定的模數，不能像灌注樁一樣根據樁徑和剛度靈活調整。因此，地下連續牆只有在一定深度的基坑工程或其它特殊條件下才能顯示出經濟性和特有優勢。一般適用於如下條件：

1、開挖深度超過10米的深基坑工程。

2、圍護結構亦作為主體結構的一部分，且對防水、抗滲有較嚴格要求的工程。

3、採用逆作法施工，地上和地下同步施工時，一般採用地下連續牆作為圍護牆。

4、鄰近存在保護要求較高的建（構）築物，對基坑本身的變形和防水要求較高的工程。

5、.基坑內空間有限，地下室外牆與紅線距離極近，採用其他圍護形式無法滿足留設施工操作要求的工程。

6、在超深基坑中，例如30m-50m的深基坑工程，採用其他圍護體無法滿足要求時，常採用地下連續牆作為圍護結構。

作用

（1）擋土作用。在挖掘地下連續牆溝槽時，接近地表的土極不穩定，容易坍陷，而泥漿也不能起到護壁的作用，因此在單元槽段挖完之前，導牆就起擋土牆作用。

（2）作為測量的基準。它規定了溝槽的位置，表明單元槽段的劃分，同時亦作為測量挖槽標高、垂直度和精度的基準。

（3）作為重物的支承。它既是挖槽機械軌道的支承，又是鋼筋籠、接頭管等擱置的支點，有時還承受其他施工設備的荷載。

（4）存蓄泥漿。導牆可存蓄泥漿，穩定槽內泥漿液面。泥漿液面應始終保持在導牆面以下20cm，並高於地下水位1.0m，以穩定槽壁。

（5）防止泥漿漏失；防止雨水等地面水流人槽內。

特點

優點

地下連續牆之所以能夠得到如此廣泛的套用，是因為它具有十大優點：

1. 工效高、工期短、質量可靠、經濟效益高。
2. 施工時振動小，噪音低，非常適於在城市施工。
3. 占地少，可以充分利用建築紅線以內有限的地面和空間，充分發揮投資效益。
4. 防滲性能好，由於牆體接頭形式和施工方法的改進，使地下連續牆幾乎不透水。
5. 可用於逆作法施工。地下連續牆剛度大，易於設定埋設件，很適合於逆做法施工。
6. 可以貼近施工。由於具有上述幾項優點，使我們可以緊貼原有建築物建造地下連續牆。
7. 用地下連續牆作為土壩、尾礦壩和水閘等水工建築物的垂直防滲結構，是非常安全和經濟的。
8. 牆體剛度大，用於基坑開挖時，可承受很大的土壓力，極少發生地基沉降或塌方事故，已經成為深基坑支護工程中必不可少的擋土結構。
9. 適用於多種地基條件。地下連續牆對地基的適用範圍很廣，從軟弱的沖積地層到中硬的地層、密實的砂礫層，各種軟岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下連續牆。
10. 可用作剛性基礎。地下連續牆不再單純作為防滲防水、深基坑圍護牆，而且越來越多地用地下連續牆代替樁基礎、沉井或沉箱基礎，承受更大荷載。工效高、工期短、質量可靠、經濟效益高。

缺點

1. 在城市施工時，廢泥漿的處理比較麻煩。
2. 地下連續牆如果用作臨時的擋土結構，比其它方法所用的費用要高些。
3. 如果施工方法不當或施工地質條件特殊，可能出現相鄰牆段不能對齊和漏水的問題。
4. 在一些特殊的地質條件下（如很軟的淤泥質土，含漂石的沖積層和超硬岩石等），施工難度很大。

操作流程

在槽段開挖前，沿連續牆縱向軸線位置構築導牆，採用現澆混凝土或鋼筋混凝土澆築。

導牆深度一般為1.2～1.5m，其頂面略高於地面10～15cm，以防止地表水流入導溝。導牆的厚度一般為100～200mm，內牆面應垂直，內壁淨距應為連續牆設計厚度加施工餘量(一般為40～60mm)。牆面與縱軸線距離的允許偏差為±10mm，內外導牆間距允許偏蓋±5mm，導牆頂面應保持水平。

導牆宜築於密實的粘性土地基上。牆背宜以土壁代模，以防止槽外地表水滲入槽內。如果牆背側需回填土時，套用粘性土分層夯實，以免漏漿。每個槽段內的導牆應設一溢漿孔。

在挖基槽前先作保護基槽上口的導牆，用泥漿護壁，按設計的牆寬與深分段挖槽，放置鋼筋骨架，用導管灌注混凝土置換出護壁泥漿，形成一段鋼筋混凝土牆。逐段連續施工成為連續牆。施工主要工藝為導牆、泥漿護壁、成槽施工、水下灌注混凝土、牆段接頭處理等。

導牆

導牆通常為就地灌注的鋼筋混凝土結構。主要作用是：保證地下連續牆設計的幾何尺寸和形狀；容蓄部分泥漿，保證成槽施工時液面穩定；承受挖槽機械的荷載，保護槽口土壁不破壞，並作為安裝鋼筋骨架的基準。導牆深度一般為1.2～1.5米。牆頂高出地面10～15厘米,以防地表水流入而影響泥漿質量（圖1）。導牆底不能設在鬆散的土層或地下水位波動的部位。

泥漿護壁

通過泥漿對槽壁施加壓力以保護挖成的深槽形狀不變，灌注混凝土把泥漿置換出來。泥漿材料通常由膨潤土、水、化學處理劑和一些惰性物質組成。泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上，防止地下水的滲水和槽壁的剝落，保持壁面的穩定，同時泥漿還有懸浮土渣和將土渣攜帶出地面的功能。

在砂礫層中成槽必要時可採用木屑、蛭石等擠塞劑防止漏漿。泥漿使用方法分靜止式和循環式兩種。泥漿在循環式使用時，套用振動篩、旋流器等淨化裝置。在指標惡化後要考慮採用化學方法處理或廢棄舊漿，換用新漿。

成槽施工

中國使用成槽的專用機械有：旋轉切削多頭鑽、導板抓鬥、衝擊鑽等。施工時應視地質條件和築牆深度選用。一般土質較軟，深度在15米左右時，可選用普通導板抓鬥；對密實的砂層或含礫土層可選用多頭鑽或加重型液壓導板抓鬥；在含有大顆粒卵礫石或岩基中成槽，以選用衝擊鑽為宜。槽段的單元長度一般為6～8米，通常結合土質情況、鋼筋骨架重量及結構尺寸、劃分段落等決定。成槽後需靜置4小時,並使槽內泥漿比重小於1.3。

水下灌注混凝土

採用導管法按水下混凝土灌注法進行，但在用導管開始灌注混凝土前為防止泥漿混入混凝土，可在導管內吊放一管塞，依靠灌入的混凝土壓力將管內泥漿擠出。混凝土要連續灌注並測量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥漿送回泥漿沉澱池。

牆段接頭處理

地下連續牆是由許多牆段拼組而成，為保持牆段之間連續施工，接頭採用鎖口管工藝，即在灌注槽段混凝土前，在槽段的端部預插一根直徑和槽寬相等的鋼管，即鎖口管，待混凝土初凝後將鋼管徐徐拔出,使端部形成半凹榫狀接狀。也有根據牆體結構受力需要而設定剛性接頭的，以使先後兩個牆段聯成整體。