《水運(yùn)工程施工技術(shù)》課件第二節(jié)、地下連續(xù)墻溝槽開(kāi)挖

1、 8.2、地下連續(xù)墻溝槽開(kāi)挖 一、要求1、 單元槽段的劃分依據(jù)2、 導(dǎo)墻的形狀和作用3、 泥漿的作用、性能指標(biāo)、外摻劑4、 溝槽開(kāi)挖的主要施工機(jī)械二、 單元槽段的劃分依據(jù) 1、總原則： 在滿(mǎn)足地下連續(xù)墻功能、強(qiáng)度的條件下，達(dá)到經(jīng)濟(jì)最優(yōu)和接頭最少。2、影響因素 ：1）地下連續(xù)墻功能、形狀、尺寸（厚度和深度）2）水文、地質(zhì)、周?chē)h(huán)境3）施工能力（技術(shù)和設(shè)備） 一般槽段長(zhǎng)度為：4-10m三、導(dǎo)墻施工三、導(dǎo)墻施工1、導(dǎo)墻作用 1）導(dǎo)向和防護(hù)作用 2）容蓄泥漿 3）作為吊放鋼筋籠與插導(dǎo)管和架設(shè)挖槽 設(shè)備的支承點(diǎn) 4）防止挖槽機(jī)機(jī)械碰壞槽壁2、導(dǎo)墻形狀 1）板墻形 2） L形- “” 3）倒L形 4）工字

2、型3、導(dǎo)墻尺寸1）相鄰導(dǎo)墻間距： 取地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)墻厚或可大于設(shè)計(jì) 墻厚的3050mm2）導(dǎo)墻的厚度、深度和結(jié)構(gòu)型式： 根據(jù)地質(zhì)條件、施工荷載、挖槽方法等 而定。 導(dǎo)墻厚度一般為1550cm 深度一般為12m導(dǎo)墻通常采用含筋率較低的現(xiàn)澆鋼筋混凝土，也有采用預(yù)制鋼筋混凝土或鋼制工具式導(dǎo)墻，以利周轉(zhuǎn)使用。 導(dǎo)墻頂部宜略高于地面，以阻止地表水流入溝槽內(nèi)，底面應(yīng)盡可能穿過(guò)填土層做在基土上，對(duì)松軟土層，較大的施工荷載或以泥漿循環(huán)出渣時(shí)，導(dǎo)墻的深度宜大些。四、泥漿的作用、要求與處理1、泥漿的主要作用 1）固壁（為主） a:觸變泥漿液面通常保持高出地下水位0.5 1.0m，使泥漿的液柱壓力足以平衡地 下水

3、、土壓力(液態(tài)支撐) b:泥漿壓力將泥漿滲入槽壁土體孔隙，填 充其間并形成一層組織致密、透水性很 小的泥皮，使土體表面膠結(jié)成整體 2）攜碴 由于泥漿具有較高的粘性，故能在挖槽過(guò)程中將土碴懸浮起來(lái)，用泥泵不斷地抽取攜碴泥漿，同時(shí)灌入新鮮泥漿。攜碴泥漿經(jīng)過(guò)過(guò)篩、分離、沉淀、調(diào)整等再生處理，又可作為新鮮泥漿重復(fù)使用，由此達(dá)到了置換排碴的目的。這一過(guò)程和設(shè)備我們稱(chēng)之為泥漿循環(huán)系統(tǒng)。 3）冷卻和潤(rùn)滑作用2、泥漿性能指標(biāo) 一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定泥漿的性能指標(biāo)。 設(shè)計(jì)固壁泥漿的配合比時(shí)，主要控制 比重、粘度、失水量、穩(wěn)定性，pH 值等指標(biāo)。不同水文地質(zhì)的土層采用 不同的泥漿性能指標(biāo)膨潤(rùn)土泥漿：1）比重：一般為1

4、.051.152）粘度：與地質(zhì)構(gòu)造、有無(wú)地下水以 及出碴方式有關(guān)，?？刂圃?025s， 礫石層可用到3035s 3）失水量：一般控制在30ml/min以下4）pH值：79 5）其它：泥皮厚度為11.5mm，膨潤(rùn) 土的含量一般都取68(水重量 為100)，純堿含量不超過(guò)0.7。 不同土層固壁泥漿指標(biāo) 容重(KN/m3)粘度(s)失水量(%)穩(wěn)定性pH值泥皮厚度(mm)含砂量(%)膠體率(%)粘土層11.512.51820307496砂礫石層1212.52025300.00379396漂卵石層11122530300.00479496碾壓土層11.5122022300.00378496漏失層1112

5、.5254030973、泥漿材料 泥漿由各種材料組合而成，根據(jù)構(gòu)成泥漿的材料不同，泥漿可分為膨潤(rùn)土泥漿、CMC泥漿（羧甲基纖維泥漿）、聚合物泥漿、鹽水泥漿。其中CMC泥漿和鹽水泥漿是在海岸附近特殊條件工程中采用，聚合物泥漿是代替膨潤(rùn)土泥漿的聚合物和無(wú)機(jī)硅酸鹽組成人造泥漿。膨潤(rùn)土泥漿： 最常用的泥漿，其主要成分是膨潤(rùn)土、摻合物和水。 膨潤(rùn)土是一種由原礦石經(jīng)過(guò)加熱干燥、粉碎和分級(jí)的極細(xì)小顆粒，遇水顯著膨脹，粘性和可塑性都很大的特殊粘土，其主要成分為蒙脫石，我國(guó)采用商品陶土粉加入適量的純堿(Na2C03)，能獲得穩(wěn)定性較好的泥漿。 水，是用量最大的成分，要求不含雜質(zhì)，呈中性，pH值在78之間，含鹽量

6、不超過(guò)500ppm，鈣離子濃度不超過(guò)100 ppm。 摻合物，一般指化學(xué)處理劑、惰性物質(zhì)等摻入物。主要分為加重劑、增粘劑、分散劑、堵漏劑四種。其中： 化學(xué)處理劑，能使泥漿在調(diào)制，維護(hù)和再生中達(dá)到優(yōu)質(zhì)指標(biāo)； 惰性物質(zhì)一般為重晶石粉、珍珠巖粉，方鉛礦硫化鋁、石灰石粉等，因?yàn)槭遣蝗苡谒奈镔|(zhì)，摻入可增加泥漿比重。 有時(shí)還須摻人堵漏劑（防止泥漿漏失）、分散劑（中和陽(yáng)離子或置換有害離子及產(chǎn)生的惰性）等。 4、泥漿生產(chǎn)、處理 1）泥漿生產(chǎn) 泥漿攪拌機(jī)：可分為高速回轉(zhuǎn)式和噴射式攪拌機(jī)兩種，有時(shí)也采用膠質(zhì)灰漿攪拌機(jī)、螺旋漿式攪拌機(jī)、壓縮空氣攪拌機(jī)、離心泵重復(fù)循環(huán)拌合機(jī)等攪拌。 泥漿攪拌程序一般為：加1/3水加

7、水+加膨潤(rùn)土攪拌加外加劑攪拌制備好的泥漿 如泥漿直接使用，則攪拌時(shí)間應(yīng)該延時(shí)1/2。多數(shù)情況，泥漿攪拌后應(yīng)靜置24h使用，以使膨潤(rùn)土顆粒充分經(jīng)水膨脹 2）泥漿處理 泥漿處理設(shè)備主要有振動(dòng)篩和旋流器。泥漿處理的方法有機(jī)械處理、重力沉淀和化學(xué)處理。前兩種處理方法的費(fèi)用比化學(xué)處理的方法費(fèi)用低，機(jī)械處理與重力沉淀方法聯(lián)合使用則效果較好。 振動(dòng)篩 旋流器 振動(dòng)篩 旋流器五、溝槽施工 成槽工藝是施工中最主要的工序，是決定施工方法能否取得高速、優(yōu)質(zhì)、低耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的主要關(guān)鍵 挖槽機(jī)械的選用，主要根據(jù)地質(zhì)條件、開(kāi)挖深度、施工進(jìn)度和施工條件等來(lái)決定。 常用的成槽機(jī)械可分為兩大類(lèi)：一是挖（抓）斗式挖槽機(jī)，這類(lèi)

8、機(jī)械采用直接出碴方式，二是鉆頭式挖槽機(jī)，這類(lèi)機(jī)械采用泥漿循環(huán)出碴方式。1、挖斗式挖槽機(jī) 挖挖斗式挖槽機(jī)是用斗齒切削土體，把切削的土體收容在斗體內(nèi)，從溝槽里運(yùn)出地面，開(kāi)斗卸碴。這是一種構(gòu)造最簡(jiǎn)單的挖槽機(jī)，比較適合于粘土和N（標(biāo)貫值）值小于30的砂性土。 挖斗索鏟開(kāi)槽示意鉆桿蚌式抓斗開(kāi)槽2、鉆頭式挖槽機(jī) 鉆頭式挖槽機(jī)分為沖擊式鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)1）沖擊式鉆機(jī)： 依靠鉆頭自身重量通過(guò)上下運(yùn)動(dòng)或變換運(yùn)動(dòng)方向反復(fù)沖擊破碎基巖或基土，由碴筒將破碎下來(lái)的土取出成孔，該設(shè)備比較簡(jiǎn)單，操作容易，但工效低，較難保證槽壁精度。適用于無(wú)粘性土、硬土和夾有石子的較為復(fù)雜的土層。2）回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)： 回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)是利用鉆頭或鉸刀

9、頭的旋轉(zhuǎn)來(lái)切削和破碎土石，土碴通過(guò)泥漿循環(huán)排出槽外。鉆頭的動(dòng)力機(jī)可位于地面以上，也可位于地面以下。動(dòng)力機(jī)位于地面以下的稱(chēng)為潛水電鉆，是最常用的回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)。 思考：如何判斷溝槽挖到相應(yīng)的設(shè)計(jì)深度了？如何判斷有沒(méi)有欠挖或超挖。3)、造孔 設(shè)立主孔和副孔： 鉆劈法: 主孔鉆進(jìn)，副孔劈打鉆抓式: 主孔鉆進(jìn)，副孔抓取分層鉆進(jìn):挖槽機(jī)械分類(lèi)機(jī)械分類(lèi)設(shè)備名稱(chēng)挖槽機(jī)械挖斗式蚌式抓斗鋼索式OWS(法國(guó))、ICOS(意大利)、FEW(日本)、HB(日本)、MDB(日本)、DDC油壓式導(dǎo)桿式Soletanche(法國(guó))、HBS(日立)鏟斗ELSE()回轉(zhuǎn)式挖斗螺旋鉆挖式鉆頭式?jīng)_擊式?jīng)_擊式CIS、ICOS 、Soletanche、SHOT鑿刨式TM回轉(zhuǎn)式獨(dú)頭鉆Soletanche 垂直多頭鉆BW(利根)、SF(中國(guó))、SSS垂直TBW、OCW 水平3、清碴工作 槽段挖好后，會(huì)有少量土碴沉于槽底，如不清除，會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度和地連墻的防滲性，影響鋼筋籠就位，加大沉降量，降低承載力，故清碴工作十分重要。沉碴清除基本上有兩種方法：換漿清碴和清底清碴。 換