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1、预制地下连续墙设计与工程实践预制地下连续墙设计与工程实践一、前一、前 言言二、设计技术二、设计技术三、施工要点三、施工要点四、工程实践四、工程实践一、前一、前 言言二、设计技术二、设计技术 1 1 1 1 截面设计截面设计截面设计截面设计 2 2 2 2 接头设计接头设计接头设计接头设计 3 3 3 3 导墙设计导墙设计导墙设计导墙设计 4 4 4 4 吊装验算吊装验算吊装验算吊装验算 5 5 5 5 地下连续墙承载力恢复地下连续墙承载力恢复地下连续墙承载力恢复地下连续墙承载力恢复 6 6 6 6 空心回填空心回填空心回填空心回填三、施工要点三、施工要点 1 1 1 1 制作流程制作流程制作流
2、程制作流程 2 2 2 2 成槽和吊放技术成槽和吊放技术成槽和吊放技术成槽和吊放技术 3 3 3 3 接头施工接头施工接头施工接头施工 4 4 4 4 质量标准质量标准质量标准质量标准四、工程实践四、工程实践 1）瑞金医院地下车库，地下一层 2）达安城地下车库，地下一层 3）华东医院地下车库，地下二层 传统的现浇地下连续墙，由于采用现场浇筑，墙体的深度以及槽段的分幅灵活、适用性强，除槽段分缝外，在竖向无水平施工缝。但由于采用泥浆护壁，水下浇筑混凝土，在某些情况下现浇地下连续墙施工质量不能得到有效的保障，造成墙体露筋、墙面粗糙、墙体夹泥形成渗水通道等施工质量问题，影响正常使用甚至结构的安全。由于
3、目前环境保护和绿色施工的要求越来越高，工程中出现了在地下连续墙中应用预制构件的发展要求，并已在实际工程中进行了成功的尝试和应用。主要包括两种形式：1.预制地下连续墙结合现浇接头技术 2.现浇地下连续墙结合预制槽段接头技术一 前 言预制地下墙与现浇地下连续墙相比的主要有差别：预制地下墙与现浇地下连续墙相比的主要有差别：1)1)减少现场工序减少现场工序：预制地下墙由于在工厂内预制，不需现场钢筋：预制地下墙由于在工厂内预制，不需现场钢筋工程和混凝土浇筑，减少两道工序工程和混凝土浇筑，减少两道工序2)2)加快施工速度加快施工速度：预制地下墙把现浇地下连续墙的两道现场减掉：预制地下墙把现浇地下连续墙的两
4、道现场减掉了，施工速度快，工效高。了，施工速度快，工效高。3)3)施工场地小施工场地小：预制墙不需要较大占用地面和空间，对周边环境：预制墙不需要较大占用地面和空间，对周边环境影响较小，有利于周围的环境保护；影响较小，有利于周围的环境保护；4)4)墙身质量墙身质量：预制墙由于工厂预制，标准化生产，墙身质量有保：预制墙由于工厂预制，标准化生产，墙身质量有保证，采用空心截面，节省材料，符合可持续发展的时代要求。证，采用空心截面，节省材料，符合可持续发展的时代要求。5)5)绿色环保绿色环保：节约材料，工序少，现场噪音少、无电焊光等污染。：节约材料，工序少，现场噪音少、无电焊光等污染。6)6)运输问题和
5、起重设备运输问题和起重设备：根据预制地墙重量以及起吊设备，需制：根据预制地墙重量以及起吊设备，需制定详细可行的预案。定详细可行的预案。一 前 言工法流程工法流程一 前 言一、前一、前 言言二、设计技术二、设计技术 1 1 1 1 截面设计截面设计截面设计截面设计 2 2 2 2 接头设计接头设计接头设计接头设计 3 3 3 3 分节连续墙连接节点设计分节连续墙连接节点设计分节连续墙连接节点设计分节连续墙连接节点设计 4 4 4 4 导墙设计导墙设计导墙设计导墙设计 5 5 5 5 吊装验算吊装验算吊装验算吊装验算 6 6 6 6 地下连续墙承载力恢复地下连续墙承载力恢复地下连续墙承载力恢复地下
6、连续墙承载力恢复 7 7 7 7 空心回填空心回填空心回填空心回填三、施工要点三、施工要点四、工程实践四、工程实践二 设计技术1.截面设计（两墙合一）综合考虑运输、吊放设备能力限制和经济性等因素，预制地下连续墙通常设计为空心截面。根据计算内力包络图确定设计截面、开孔面积和截面空心率，并进行竖向受力主钢筋和水平钢筋的配筋设计。预制地下连续墙的截面两侧一般各预留10毫米空隙便于插槽施工。待预制地下连续墙就位后，采用导墙侧壁预留注浆管注浆和地下连续墙墙底注浆相结合的方法将侧壁空隙内的泥浆全部置换出来，从而使缝隙为水泥浆液填实，确保地下连续墙在使用阶段能与周边土体接触密实。二 设计技术1.截面设计（两
7、墙合一）预制地下连续墙的接头设计包括施工接头设计和结构接头设计两方面内容：施工接头可分为现浇钢筋混凝土接头和升浆法树根桩接头。设计中单幅墙板的两端均采用凹口形式。现浇钢筋混凝土施工接头节点构造如下图。二 设计技术2.接头设计现浇钢筋混凝土施工接头 结构接头是指预制地下连续墙与主体地下结构构件的连接接头。与现浇地下连续墙不同之处在于，预制地下连续墙墙身设计的空心截面在与主体结构连接位置不能满足抗弯、抗剪的设计要求，因此在与主体结构连接位置一般采用实心截面。此外与基础底板的连接位置需设置止水片或其它有效的止水措施。二 设计技术2.接头设计预制地下连续墙与基础底板连接节点构造 导墙在预制地下连续墙的
8、施工中主要起成槽定位作用，并对墙段的承重和吊放进行导向，因此对其深度、配筋和级配要根据预制墙的结构和重量进行设计。根据预先划分好的槽段分幅在导墙上预先埋设预埋铁，作为预制墙段吊放定位标高控制和浇筑混凝土时防侧移的措施。同时在导墙上按照一定间距预埋注浆管，在地下连续墙两侧进行注浆。二 设计技术3 导墙设计 由于预制地下连续墙通常在场外制作，达到设计强度后需运送至施工现场，因此必须对其在水平起吊和运输过程中的各工况进行受力、裂缝和变形验算，根据需要增加钢筋配置或调整截面设计。此外应根据施工需要在预制地下连续墙中预埋吊环等施工用筋，以确保吊装和运输过程中的安全性。二 设计技术4 吊装验算 预制地下连
9、续墙的成槽施工过程中，墙侧和墙底通常都与土体之间留有空隙，与现浇地下连续墙的端阻力和侧壁摩阻力相比差别较大。因此在墙段吊放就位后需要恢复墙底土体端承力和墙体侧壁摩阻力。为便于墙底土体承载力的恢复，一方面在成槽结束后及墙段入槽之前，往槽底投放适量的碎石，依靠墙段的自重压实槽底碎石层及土体以提高墙端承载力。另一方面则通过在单幅墙板内预先设置两根注浆管，在预制地下连续墙段就位后进行注浆，加固墙底和墙侧土体，提高端阻力和侧壁摩阻力，满足预制地下连续墙作为主体地下结构的受力和变形要求。二 设计技术5 地下连续墙承载力恢复 预制地下连续墙的空心截面有利于减轻构件自重，节省材料，提高预制地下连续墙的经济性，
10、但另一方面也存在正常使用阶段的抗渗防水问题。设计上一般预制地下连续墙均作为两墙合一的永久结构外墙，其在空心截面位置较薄的混凝土侧壁往往不能满足在一定水头压差作用下的永久抗渗要求，因此必须考虑在底板标高附近的墙体实心截面以上的空心区域进行回填，材料可采用素混凝土或密实粘土。二 设计技术6 空心回填一、前一、前 言言二、设计技术二、设计技术三、施工要点三、施工要点 1 1 1 1 制作流程制作流程制作流程制作流程 2 2 2 2 成槽和吊放技术成槽和吊放技术成槽和吊放技术成槽和吊放技术 3 3 3 3 接头施工接头施工接头施工接头施工 4 4 4 4 质量标准质量标准质量标准质量标准四、工程实践四
11、、工程实践三 施工技术1 制作流程三 施工技术2 成槽和吊放技术 受起重设备性能的限制，一般宽度为3.04.0m。施工顺序上一般先施工转角幅，后施工直线幅。为确保墙段顺利吊放就位及保证垂直度(垂直度控制在1/300以内)。导墙宽度比预制墙段的厚度大4cm左右，成槽深度大于设计深度1020cm。成槽结束后，在槽段内投放适量碎石，使碎石面标高高出设计槽底510cm左右，以增强墙底土体的承载力。墙段的吊放应根据其重量、外形尺寸选择适宜的机械施工，吊放时要确保预制墙段的定位准确和控制垂直度的要求，须采取切实可行的技术措施，尤其应根据墙段设计的平面位置，在导墙上安装垂直导向架以确保平面位置准确。三 施工
12、技术3 结头施工 预制地下连续墙槽段之间采用小直径导管法进行接头混凝土浇筑。施工流程如下：安放钢筋笼 埋设导管 清孔 接放料斗、投料 吊车提升浇混凝土 在相邻两幅预制墙段安放好后，先用刷壁器清刷接头，然后在接头处吊放钢筋笼，并利用两根主筋与地下连续墙外伸钢筋再焊牢固，最后安放150mm的小口径导管。清孔结束后，接放容量为12m3料斗，并用隔水塞放入料斗内进行混凝土浇筑，完成现浇接头的施工。为了控制墙体的垂直度，浇筑时采用间隔墙段浇筑，防止预制墙段偏斜。三 施工技术4 质量标准序号项目单位允许偏差1轴线距离mm102导墙顶面整体mm10局部mm53内外导墙净距mm54埋件位置mm305导墙垂直度
13、1/500导墙施工允许偏差序号项目单位允许偏差1预制墙顶标高mm102预制墙中心位移mm103垂直度1/300预制墙段吊放位置允许偏差三 施工技术4 质量标准预制墙段制作外形尺寸允许偏差成槽施工护壁泥浆参数序号项目单位允许偏差1比重g/cm31.101.202粘度S25303PH值784失水量m1/30分钟98%序号项目单位允许偏差1长度mm0-52宽度mm0-53厚度mm0-54平整度mm0-55吊耳位置mm56接驳器位置mm5一、前一、前 言言二、设计技术二、设计技术三、施工要点三、施工要点四、工程实践四、工程实践 目前，在上海地区预制地下连续墙技术先后在建工活动中心、瑞金医院单建式地下车
14、库、达安城单建式地下车库、华东医院地下车库等工程实施和应用。主要介绍以下工程：1）瑞金医院单建式地下车库，地下一层 2）达安城单建式地下车库工程，地下一层 3）华东医院地下车库，地下二层四 工程实践1）瑞金医院单建式地下车库 单层地下车库，车库埋深为5.8米，平面尺寸约为4090米，总面积约3500平方米。采用两墙合一，逆作法施工，施工阶段利用地下结构梁、板等内部结构作为水平支撑构件，采用一柱一桩即钻孔灌注桩内插型钢格构柱作为竖向支承构件。四 工程实践1）瑞金医院单建式地下车库 预制地下连续墙厚度为600毫米，槽段墙板深度12米，槽段宽度一般为3.0米4.05米，共有73幅槽段。由于采用了与主
15、体结构相结合的结构形式。本工程在每两幅墙体的接缝处均设置壁柱，既加强了墙体的整体性，又有利于墙体的抗渗。四 工程实践1）瑞金医院单建式地下车库 四 工程实践预制墙段配筋典型平剖面图基础底板预埋件详图预制墙段配筋典型立剖面图1）瑞金医院单建式地下车库 建成后实景2）达安城单建式地下车库 地下车库面积约为1725m2，采用两墙合一工艺，其墙体厚度为580mm、有效深度为11m，共224延长米，设有76幅墙段。相邻槽段接头处理采用树根桩工艺，墙底、墙背采用注浆法置换加固。总体采用顺作法施工。四 工程实践2）达安城单建式地下车库 墙体厚度为580毫米，槽段墙板深度为9.2米，槽段宽度有3.7米、2.5
16、6米、2.2米和2.375米四种。接头采用树根桩接头，在树根桩两侧采用两次注浆处理。四 工程实践2）达安城单建式地下车库 四 工程实践预制墙段配筋典型平剖面图基础底板预埋件详图预制墙段配筋典型立剖面图3）华东医院单建式地下车库 地下车库面积约为3363m2，地下两层，采用两墙合一工艺，总体采用逆作法施工。四 工程实践围护体平面布置图围护体平面布置图预制地下连续墙详图预制地下连续墙详图第一道支撑平面图第一道支撑平面图第一道支撑平面图第一道支撑平面图地下一层平面图地下一层平面图地下一层平面图地下一层平面图与工程结构柱和桩相结合的竖向支撑系统与工程结构柱和桩相结合的竖向支撑系统 利用结构柱承受施工期
17、间的竖向荷载，采用一柱一桩钢立柱型式（型利用结构柱承受施工期间的竖向荷载，采用一柱一桩钢立柱型式（型钢格构柱），正常使用阶段钢立柱外包混凝土形成永久的结构柱，在局部钢格构柱），正常使用阶段钢立柱外包混凝土形成永久的结构柱，在局部无结构柱部位加设钢格构柱，立柱桩全部利用工程桩。无结构柱部位加设钢格构柱，立柱桩全部利用工程桩。致谢：致谢：现代设计集团上海建筑设计研究院同行帮助和支持现代设计集团上海建筑设计研究院同行帮助和支持现代设计集团上海建筑设计研究院同行帮助和支持现代设计集团上海建筑设计研究院同行帮助和支持感谢瑞金医院、华东医院领导帮助和支持感谢瑞金医院、华东医院领导帮助和支持感谢瑞金医院、华东医院领导帮助和支持感谢瑞金医院、华东医院领导帮助和支持感谢上海建工集团机施公司同行帮助和支持感谢上海建工集团机施公司同行帮助和支持感谢上海建工集团机施公司同行帮助和支持感谢上海建工集团机施公司同行帮助和支持欢迎批评指正欢迎批评指正谢谢 谢！谢！