地下连续墙施工机械及工法

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1、地下连续墙施工机械及工法    地下连续墙施工法，从结构形式上可分为柱列式和壁式两大类。前者主要是通过将水泥浆及添加剂与原位置的土进行混合搅拌形成桩，并在横向上重叠搭接形成连续墙。后者则有水泥浆与原位置土搅拌形成连续墙和就地灌注混凝土形成连续墙两种。柱列式和壁式连续墙在施工中均可插人芯材，前者可根据桩径及间隔插人H型钢，后者除了H型钢外也可插人钢筋笼等。对于壁式地下连续墙来说，除H型钢及钢筋笼外，将钢制或混凝土制的板桩埋人，可进行埋人型地下连续墙的施工。    相应于各种施工法的相关施工机械，按机能分类如下：1 柱列式地下连续墙工法（S

2、WM工法）    该工法利用长螺旋钻孔机进行就地灌注桩的重叠搭接施工。对于单轴式长螺旋钻机，由于其回转轴刚性不足，随着施工深度的加大，桩与桩之间不能很好的重叠搭接，特别是对于以防水为目的的防渗墙效果就很差。由于这个原因，长螺旋钻孔机采用了双轴或双重钻孔的形式，用以提高施工的垂直精度。近年来为了解决上述问题，出现了利用多轴卜般为三轴）螺旋钻孔机及SMW工法进行就地灌注桩的重叠搭接施工。该工法属于机械搅拌式，用多轴长螺旋钻孔机在土层中钻孔，在钻孔的同时通过钻杆从钻头端部注人水泥浆和高压空气，在原位置上建成一段水泥墙，然后再进行第二段墙施工，

3、使相邻的水泥墙彼此有重合段，连续施工形成连续墙。SMW工法的不足之处在于机械的重心位置比较高，在施工中必需十分注意机械的稳定性。为了解决此问题，目前已开发出可在施工中接长钻杆的低重心机型。另外，该工法在遇到大深度硬岩基础时，可能出现重叠搭接消失的情况，因此在施工中必须同时采取随时确认桩的位置精度的方法。     目前在国际上，日本的三和机材（株）在多轴SMW工法施工机械的开发及应用方面处于领先水平。2 原位置上混合搅拌壁式地下连续墙施工法（TRD工法）    该工法是把插人地基中的链锯式刀具跟主机连接并横向移动、挖沟及灌注凝结剂、混合搅

4、拌原来位置上的泥土以浇筑连续墙，插人工字钢之类的芯材后，可作为地层挖掘工程中的挡土防渗或承重墙使用。此外，也用于防液化、加固地基及截断地下水等。此工法形成的连续墙与柱列式不同，它所形成的是完全连续墙，止水防渗性能特别好。另外，根据深度的不同，由于链锯式刀具的上下移动能够将土层完全搅拌，从而形成的连续墙质量非常稳定，并且切削装置的整体高度低，对于在高度受到限的施工现场及靠近已建建筑物的施工十分有利。此外亦可进行倾斜式连续墙的施工。     TRD工法（Trench－Cutting＆Re-mxingDeepWallMethod）是由日本（株

5、）神户制钢所与东绵建机（株）联合开发成功的，近来在地基基础施工中正以很快的速度得到广泛应用，1997年获得了日本建设机械化协会的技术审查证明。1999年日本日立建机（株）与（株）利根建机共同开发成功了与TRD工法类似的以打桩机为底盘的PTR工法施工机（ffewerTrencller）。3 就地灌注壁式地下连续墙施工法    该工法有抓斗式切削机、回转式切削机及振动沉钢模板三大类。抓斗式包括悬挂式液压抓斗和导杆式液压抓斗两种，回转式包括垂直多轴型和水平多轴型两种。    悬挂式液压抓斗切削机是用液压动力使抓斗开闭，并利用抓斗的自重对土砂进

6、行切削，然后用悬挂抓斗的履带起重机将土砂吊起排出。     导杆式液压抓斗切削机是用液压动力驱动安装在液压抓斗上部的多节伸缩钻杆在履带起重机上安装的导向架中进行升降，切削反力由导向架承受。垂直多轴型回转切削机是由5个电动的垂直牙轮钻头与侧切削刃组成，切削装置通过专用支撑架或履带起重机用钢丝绳悬吊，切削的土砂通过沙浆泵以逆循环的方式，将泥水（稳定液）在地面上排出。     水平多轴回转式切削机是通过两对双轮铣刀的水平轴回转进行土砂的切削，用机体内装备的潜水砂浆泵以逆循环方式将泥水（稳定液）在地面上排出。     振动沉钢模板技术是我国自行

7、开发的主要用于防渗的壁式地下连续墙施工方法。该工法是利用振动锤等振动机械的强大激振力将空腹钢模板振人地下，形成槽孔，起到浇筑模板和导管的作用，灌人水泥浆和添加剂后将模板拔出地面，浆液便在地下形成致密的连续防渗墙体。在此过程中，空腹模板起到了护壁作用，减少了泥浆护壁的工序，成槽。护壁、浇注一次性直接成墙。该工法在我国对江河、湖泊、平原水库堤坝进行防险加固的工程中发挥了很好的效果。图3为振动沉钢模板工法顺序图。    地下连续墙施工中，对于地基基础中有较大石块或卵石的情况，大多采用可将石块抓起的抓斗式切削机。对于硬土软岩的地基基础，大多采用

8、回转式切削机。    目前，地下连续墙的施工规模变得越来越大，抓斗式切削机最大可进行直径为1m的石块的施工，回转式切削机可形成壁厚2－2．4m、施工深度达120m的连续墙。    目前，德国的Bauer公司