地下连续墙的设计原理与关键技术.doc

地下连续墙的设计原理与关键技术 第一章 地下连续墙概述 地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的墙体，国内外越来越多的工程中将支护结构和主体结构相结合设计，即在施工阶段采用地下连续墙作为支护结构，而在正常使用阶段地下连续墙又作为结构外墙使用，在正常使用阶段承受永久水平和竖向荷载，称为“两墙合一”。 1.1地下连续墙的特点 地下连续墙已被公认为是深基坑工程中最佳的挡土结构之一，它具有如下显著的优点： (1) 施工具有低噪音、低震动等优点，工程施工对环境的影响小； (2) 连续墙刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小； (3) 墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小； (4) 可作为地下室结构的外墙，可配合逆作法施工，以缩短工程的工期、降低工程造价。 但地下连续墙也存在弃土和废泥浆处理、粉砂地层易引起槽壁坍塌及渗漏等问题，因而需采取相关的措施来保证连续墙施工的质量。 1.2地下连续墙的适用条件 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，因此，地下连续墙只有用在一定深度的基坑工程或其它特殊条件下才能显示其经济性和特有的优势。一般情况下地下连续墙适用于如下条件的基坑工程： (1) 深度较大的基坑工程，一般开挖深度大于10m才有较好的经济性； (2) 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； (3) 基地内空间有限，地下室外墙与红线距离极近，采用其它围护形式无法满足留设施工操作空间要求的工程； (4) 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； (5) 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； (6) 在超深基坑中，例如30m～50m的深基坑工程，采用其它围护体无法满足要求时，常采用地下连续墙作为围护体。 1.3地下连续墙的结构形式 地下连续墙的结构形式主要有壁板式、T型和П形地下连续墙、格形地下连续墙、预应力或非预应力U形折板地下连续墙等几种形式。 1.壁板式 该形式又可分为直线壁板式（如图1-1（a）所示）和折线壁板式（如图1-1（b）所示），折线壁板式多用于模拟弧形段和转角位置。壁板式在地下连续墙工程中应用得最多，适用于各种直线段和圆弧段墙段。 2. T 型和 П 形地下连续墙 T型（如图1-1（c）所示）和 П 形地下连续墙（如图1-1（d）所示）适用于基坑开挖深度较大、支撑竖向间距较大、受到条件限制墙厚无法增加的情况下，采用加肋的方式增加墙体的抗弯刚度。 3.格形地下连续墙 格形地下连续墙（如图11-1（e）所示）是一种将壁板式和 T 形地下连续墙两种形式组合在一起的结构形式，是靠其自身重量稳定的半重力式结构，是一种用于建（构）筑物地基开挖的无支撑空间坑壁结构。格形地下连续墙多用于船坞及特殊条件下无法设置水平支撑的基坑工程。 图1-1 地下连续墙平面结构形式 4.预应力或非预应力U形折板地下连续墙 这是一种新形式的地下连续墙。折板是一种空间受力结构，有良好的受力特性，还具有抗侧刚度大、变形小、节省材料等特点。 第二章 地下连续墙的设计原理 作为基坑围护结构，主要基于强度、变形和稳定性三个大的方面对地下连续墙进行设计和计算，强度主要指墙体的水平和竖向截面承载力、竖向地基承载力；变形主要指墙体的水平变形和作为竖向承重结构的竖向变形；稳定性主要指作为基坑围护结构的整体稳定性、抗倾覆稳定性、坑底抗隆起稳定性、抗渗流稳定性等。 2.1 墙体厚度和槽段宽度 地下连续墙厚度一般为0.5～1.2m，而随着挖槽设备大型化和施工工艺的改进，地下连续墙厚度可达2.0m以上。在具体工程中地下连续墙的厚度应根据成槽机的规格、墙体的抗渗要求、墙体的受力和变形计算等综合确定。地下连续的常用墙厚为0.6、0.8、1.0和1.2m。 确定地下连续墙单元槽段的平面形状和成槽宽度时需考虑众多因素，如墙段的结构受力特性、槽壁稳定性、周边环境的保护要求和施工条件等，需结合各方面的因素综合确定。一般来说，壁板式一字形槽段宽度不宜大于6m，T 形、折线形槽段等槽段各肢宽度总和不宜大于6m。 2.2 地下连续墙的入土深度 一般工程中地下连续墙入土深度在10～50m范围内，最大深度可达150m。在基坑工程中，地下连续墙既作为承受侧向水土压力的受力结构，同时又兼有隔水的作用，因此地下连续墙的入土深度需考虑挡土和隔水两方面的要求。作为挡土结构，地下连续墙入土深度需满足各项稳定性和强度要求，作为隔水帷幕，地下连续墙入土深度需根据地下水控制要求确定。 1. 根据稳定性确定入土深度 作为挡土受力的围护体，地下连续墙底部需插入基底以下足够深度并进入较好的土层，以满足嵌固深度和基坑各项稳定性要求