什么叫钻孔灌注桩、地下连续墙呢？~~

地下连续墙 地下连续墙（diaphragm wall panel trench，slurry trench，slurry wall，continuous diaphragm wall，cut-off wall等）开挖技术起源于欧洲[1]。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工[2]，20世纪50~60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。由于目前挖槽机械发展很快，与之相适应的挖槽工法层出不穷；有不少新的工法已经不再使用膨润土泥浆；墙体材料已经由过去以混凝土为主而向多样化发展；不再单纯用于防渗或挡土支护，越来越多地作为建筑物的基础，所以很难给地下连续墙一个确切的定义[1]。一般地下连续墙可以定义为[1]：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。 经过几十年的发展，地下连续墙技术已经相当成熟，其中以日本在此技术上最为发达，已经累计建成了1500万m2以上，目前地下连续墙的最大开挖深度为140 m，最薄的地下连续墙厚度为20cm。1958年，我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙，到目前为止，全国绝大多数省份都先后应用了此项技术，估计已建成地下连续墙120万~140万m2。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。在它的初期阶段，基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发使用许多新技术、新设备和新材料，现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作主体结构，最近十年更被用于大型的深基坑工程中。 通常地下连续墙主要被用于[1]： 1.水利水电、露天矿山和尾矿坝（池）和环保工程的防渗墙 2.建筑物地下室（基坑） 3.地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站等）。 4.市政管沟和涵洞 5.盾构等工程的竖井 6.泵站、水池 7.码头、护案和干船坞 8.地下油库和仓库 9.各种深基础和桩基 地下连续墙之所以能得到如此广泛的应用和其具有的优点是分不开的，地下连续墙具有以下一些优点[1,3]： 1.施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。 2.墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。 3.防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。 4.可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙 5.可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋设件，很适合于逆做法施工。 6.适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。 7.可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑维护墙，而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础，承受更大荷载。 8.用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构，是非常安全和经济的。 9.占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。 10.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。 但地下连续墙也存在一些不足[1]： 1.在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大。 2.如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题 3.地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法所用的费用要高些。 4.在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。
地下连续墙分类：
（1）按成墙方式可分为：①桩排式；②槽板式；③组合式。
（2）按墙的用途可分为：①防渗墙；②临时挡土墙；③永久挡土（承重）墙；④作为基础用的地下连续墙。
（3）按强体材料可分为：①钢筋混凝土墙；②塑性混凝土墙；③固化灰浆墙；④自硬泥浆墙；⑤预制墙；⑥泥浆槽墙（回填砾石、粘土和水泥三合土）；⑦后张预应力地下连续墙；⑧钢制地下连续墙。
（4）按开挖情况可分为：①地下连续墙（开挖）；②地下防渗墙（不开挖）。
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。灌注桩由最早的100多年前的1893年，因为工业的发展以及人口的增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。当然，在我国，钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。
钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩，也有的为部分挤土桩。钻孔灌注桩的类型可以分为：
A. 按桩径大小分，可分为如下几种：
小桩
由于桩径小，施工机械、施工场地、施工方法较为简单，多用于基础加固和复合桩基础中（如：树根桩）。
中桩
成桩方法和施工工艺繁多，工业与民用建筑物中大量使用，是目前使用最多的一类桩。
大桩
桩径大且桩端不可扩大，单桩承载力高，近20年发展快，多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。
B. 按成桩工艺，钻孔灌注桩可以分为：
干作业法钻孔灌注桩；
泥浆护壁法钻孔灌注桩；
套管护壁法钻孔灌注桩。
钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩具有以下技术特点：
a. 施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；
b. 大直径钻孔灌注桩直径大、入土深；
c. 对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质；
d. 扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；
e. 经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式；
f. 钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；
g. 某些利用“挤扩支盘”钻孔灌注桩可以有效减少桩径和桩长，提高桩的承载力，减少沉降量；
h. 可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的；
i. 施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；
j. 钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响；
k. 因为钻孔灌注桩的承载力非常高，所以进行常规的静载试验一般难以测定其极限荷载，对于各种工艺条件下的桩受力，变形及破坏机理现在尚未完全被人们掌握。设计理论有待进一步完善。
钻孔灌注桩施工方法
钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
1)泥浆护壁施工法
冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。施工顺序
(1)施工准备
施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
(2)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(3)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
(4)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
(5)钻孔
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应实事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
(6)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成装置量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
(7)灌注水下混凝土
清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。
2)全套管施工法
全套管施工法的施工顺序。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、防导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。

地下工程施工方法：明挖法、浅埋暗挖法。（好像还有盾构法、沉管法等，这些方法一般用于地铁或公路隧道的区间上，属于线状长条结构，不适合于宽、大、不规则地下工程）。

明挖法有两种形式：放坡开挖和非放坡开挖。
放坡开挖一般用于基坑较浅、地面无房屋、场地开阔、地下管线较少、地层具有一定的自稳（站立）能力，必要时做些土钉喷层支护形成类似重力挡土墙的作用。

非放坡开挖是指基坑垂直，在坑内一层层取土，为保证基坑不倒，基坑周边需要设置支护结构，如钻孔灌注桩、地下连续墙。为保证支护结构站稳，又需要在支护结构上架设水平支撑，挖一层土架一层撑，逐步向下挖到底，再从下面一步步向上做结构。当基坑较窄时，一般坑内设置钢支撑，撑住两侧的支护结构，当基坑较宽时，如果地层较硬一般在坑外设置锚杆或锚索，当地层较软时就不能采用锚杆了，需要设置坑内环撑，支撑形式很复杂，设计难度也很大。为什么不能用锚杆了呢？打个比喻，硬土比喻成木头，软土比喻成豆腐，一根针插入木头中拔出来是需要点力的，一根针插入豆腐中拔出来是不是没有感觉？这就是锚固力。

那么什么叫钻孔灌注桩、地下连续墙呢？
钻孔灌注桩就是用钻机在地上钻个园的深孔，将钢筋笼放入，再浇入混凝土，过一个月左右达到强度，就形成一根钢筋混凝土桩。用在基坑中时，需要在坑边做成一排，由于桩之间有缝隙，基坑开挖时如果基坑外侧有水或软泥就会从缝隙流进来，可怕的是水还会将坑外边的土一起带进坑内，坑外土流走了地面就会陷下去，坑内有水人下不去也就不能挖土施工了，当然了，听说还有种技术可以在桩缝旋喷注浆止水，这种技术理论上很成熟，但由于基坑较深，一旦旋喷不密实，水土还会跑到坑里，还也能引起事故；当然了，听说北京等地的基坑基本都是用桩，然后在坑外抽水，这是因为北京的地层比较硬，土空隙大，北京地下水水位较低，降水较容易，而且降水引起的地面沉降较小，在软土层尤其是淤泥质地层中，降水就不好使了，不但老降不下去，还会引起地面较大沉降，为什么呢？还是拿豆腐比喻软土，豆腐一旦失水变成豆腐干，是不是很大块的豆腐变得很小了？ 地面沉降大了会有啥问题呢？地面沉下去了，首先路不平了，路下可能有空洞了，路下的管线可能要断了，地面上的楼房可能倾斜倒塌了，很可怕的。所以软土地层就不应大量抽水，怎么办，就发明了地下连续墙，墙有啥好处呢，第一，一道连续的钢筋混凝土墙，可以将基坑外的水挡在基坑外面，坑外的道路、管线、楼房受到最小影响，第二墙的刚度比桩大，可以用他强壮背挡住后面的土给它的压力。目前在上海、杭州的淤泥性地层中修建地铁、大型深基坑工程都是采用地下连续墙，在深圳、南京、广州的软土层中修建地铁也是首选地下连续墙的。连续墙的缺点是比桩贵，但用在软土层中最合适、最安全。
听说杭州地区的地质条件就比较复杂，什么淤泥质粘性土（灰色，饱和，流塑状，多含有机质，灵敏度高）、可塑状粘性土（以黄色调为主，一般呈可塑状），有人叫橡皮土，用桩作为基坑的围护结构肯定不安全，隐患较多，采用地下连续墙是最佳选择。

另外什么叫浅埋暗挖法呢？据说在国内城市是在北京最先用起来，地铁复-八的天安门西站、东单站、王府井站以及复兴门以东长安街下面的地铁区间都是采用了浅埋暗挖法，所谓浅埋就是埋得不深，上面的土厚度小于洞宽的两倍左右，这相对于埋在山里的铁路隧道动不动几百米深当然很浅了。所谓暗挖，就是施工时即使在你的脚底下无关人员根本看不见，甚至不知道，不动管线不拆房。是一种好好的施工方法，但却有坏坏的缺点，就是很不安全，老鼠掏洞因为洞很小所以安全，隧道甚至宽二十多米高十六、七米的地铁车站挖起来可就难了，更何况上面有道路、路下有大量地下管线，甚至地面上还有楼房啊，那样都要保安全。人在洞内开挖，有水不行，因为人还没有鱼的本领，所以必须解决水的问题，对于地下水就需要降水，在软土中降水很难达到无水要求，引起地面过大沉降也不行啊，另外路面下的地下管线不停地渗漏水，这些水就无法降了，这些水漏到洞内就坏了-危险极了，因为水会将上方的土一起带下，土下来了也就意味着要隧道有坍塌危险了。在上海淤泥质地层中好像还没有采用过浅埋暗挖法施工的工程，那边的专家是很了解那边地层的脾气的。在北京也是很小心的，对于暗挖工程甲方会请专家一遍一遍地论证，从设计方案到施工方案，真叫个折腾啊。由于北京地下水位低，地层属于硬土， 地层具有一定的自稳能力，所以在不得以时可以采用暗挖法施工。打个比喻吧，北京的土象月饼，上海、杭州的土象嫩豆腐，在月饼里打个洞还是可以的，在嫩豆腐里呢？不知道了！