地下连续墙(Diaphragm Wall)小结

1 引言

按照<公路桥涵地基与基础设计规范JTG 3363-2019>的定义, 地下连续墙(underground diaphragm wall) 是在地面以下为用于截水防渗、挡土和承受作用的连续墙壁。这个地下连续墙的英文表达是一个典型的中式译法, 应该把underground去掉, 称之为diaphragm wall. 事实上, 在英语为母语的国家, 工程师们有时甚至连wall都不说, 直接称为diaphragm. 类似的这种冗余表达也出现在其它学科中, 例如, 金属地下采矿中有一种采矿方法叫自然崩落法, 不止一篇论文翻译成natural caving method, 这里的natural是多余的, 如果仔细阅读我们的英文论文, 将会发现许多这种直译. 抛开英文的掌握程度不说, 很大程度上这是由于我们的语言文化造成的, 因为中文的表达侧重于象形, 不过对于工程学科来说, 这么翻译其实也不是什么大问题. 

Anyway, 这个笔记follow着<基础工程>的课程进度[4/19/2021至4/25/2021 Week 7],简要总结了地下连续墙的一些基本概念, 侧重于施工方面, 详细内容可参考教材和<公路桥涵地基与基础设计规范JTG 3363-2019>. 

2 地下连续墙

地下连续墙是基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下，开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为截水、防渗、承重、挡水结构。

地下连续墙的分类: 

(1) 按成墙方式可分为: 桩排式；槽板式；组合式。

(2) 按墙的用途可分为：防渗墙；临时挡土墙；挡土(承重)；作为基础。

(3) 按墙体材料可分为：钢筋混凝土墙；塑性混凝土墙；固化灰浆墙；自硬泥浆墙；预制墙；泥浆槽墙；后张预应力墙；钢制墙。

(4) 按开挖情况可分为：地下挡土墙(开挖)；地下防渗墙(不开挖)。

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，不能像灌注桩一样根据桩径和刚度灵活调整。因此，地下连续墙只有在一定深度的基坑工程或其它特殊条件下才能显示出经济性和特有优势。一般适用于如下条件：

(1) 开挖深度超过10米的深基坑工程。

(2) 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。

(3) 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。

(4) 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的工程。

(5) 基坑内空间有限，地下室外墙与红线距离很近，采用其他围护形式无法满足留设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，采用其他围护体无法满足要求时，常采用地下连续墙作为围护结构。

3 地下连续墙的优缺点

地下连续墙是近几十年来伴随着钻孔灌注桩施工技术在地下工程和基础工程施工中发展起来的一项新技术，它既可是结构物基础的一部分，也可在修筑施工中起围堰支护基坑的作用，地下连续墙技术向着大深度、高精度方向发展, 目前最大开挖深度为140m，最薄厚度为20cm；目前已在修建桥梁基础中得到应用。

地下连续墙的优点是基本上适合各种地层条件，且不必采用降水措施, 承载能力高, 结构刚度大，整体性，防渗性和耐久性好；施工时无噪音，无振动，施工速度快，建造深度大，成槽精度高, 能适应较复杂地质条件；施工净空小，对临近建筑物和道路交通影响小, 可以作为地下主体结构一部 分，节省挡土结构造价.

地下连续墙的缺点是每段连续墙之间接头质量难以控制，墙面需加工处理做衬壁，施工技术高，制浆及处理系统占地较大。设备投资大，施工技术比较复杂。稳定液用量大，排渣、排浆工作繁重，环境污染较为严重.

4 地下连续墙的设计与施工规范

目前, 地下连续墙的设计与施工基本上遵循着如下规范:

(1) 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363-2019)

(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362)

(3)《港口工程地下连续墙结构设计与施工规程》(JTJ 303-2003)

(4)《地下连续墙施工规程-上海规程》(DGTJ 08-2073-2010)

(5)《钢筋混凝土地下连续墙施工技术规程-天津规程》(DB 29-103-2004)

(6)《港口工程地下连续墙结构设计与施工规程》 (JTJ 303-2003)

5 地下连续墙的施工要求

(1) 单层地下连续墙不应直接用于防水等级为一级的地下工程墙体。单墙用于地下工程墙体时，应使用高分子聚合物泥浆护壁材料。

(2) 墙的厚度宜大于600mm。

(3) 应根据地质条件选择护壁泥浆及配合比，遇有地下水含盐或受化学污染时，泥浆配合比应进行调整。

(4) 单元槽段整修后墙面平整度的允许偏差不宜大于50mm。

(5) 浇筑混凝土前应清槽、置换泥浆和清除沉渣，沉渣厚度不应大于100mm，并应将接缝面的泥皮、杂物清理干净。

(6) 钢筋笼浸泡泥浆时间不应超过10小时，钢筋保护层厚度不应小于70mm。