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1、9 地下連續(xù)墻結構,目 錄,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻兼作外墻時的設計,地下連續(xù)墻接頭設計,2,3,4,概述,1950年意大利米蘭的C.Veder開發(fā)了地下連續(xù)墻的施工技術，并最早應用于Santa Malia 大壩的防滲墻（深達40m）中。50年代后期傳入法國、日本等國，60年代推廣至英國、美國、前蘇聯(lián)等國，世界各國都是首先從水利水電基礎工程中開始應用，然后推廣到建筑、市政、交通、礦山、鐵道和環(huán)保等部門。60年代，日本開發(fā)了許多連續(xù)墻施工機具，之后，地下連續(xù)墻的施工技術在全世界范圍內(nèi)得到了較廣泛的應用。早期的地下連續(xù)墻多用于大壩的防滲墻，一般是在地下先鑿出一條溝槽，然后澆灌混凝土以形成一透水性
2、很低的薄膜，由于其目的主要是隔水，因此對墻面的垂直度、平整度及混凝土的強度的要求并不嚴格，主要是控制其水密性。我國也是較早應用地下連續(xù)墻施工技術的國家之一。,概述,一般地下連續(xù)墻可以定義為：利用各種挖槽機械，借助于泥漿的護能的連續(xù)的地下墻體。 壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B（水）、擋土和承重功 應用領域：目前地下連續(xù)墻已廣泛用于大壩壩基防滲、豎井開挖、工業(yè)廠房重型設備基礎、城市地下鐵道、高層建筑深基礎、鐵道和橋梁工程、船塢、船閘、碼頭、地下油罐、地下沉碴池等各類永久性工程。,概述,1.地下連續(xù)墻的特點與適用條件 地下連續(xù)墻的特點 在工程應用中地下連續(xù)墻
3、已被公認為是深基坑工程中最佳的擋土結構之一，它具有如下顯著的優(yōu)點： 施工具有低噪音、低震動等優(yōu)點，工程施工對環(huán)境的影響?。?(2) 連續(xù)墻剛度大、整體性好，基坑開挖過程中安全性高，支護結構變形較?。?概述,(3) 墻身具有良好的抗?jié)B能力，坑內(nèi)降水時對坑外的影響較??； (4) 可作為地下室結構的外墻，可配合逆作法施工，以縮短工程的工期、降低工程造價。,概述,地下連續(xù)墻的缺點 1.棄土及廢泥漿的處理問題，除增加工程費用外，如處理不當，還會造成新的環(huán)境污染； 2.一般用地下連續(xù)墻只作圍護擋墻時，造價稍高，不夠經(jīng)濟； 3.墻面不夠光滑，如為“二墻合一”，即同時作為地下結構的外墻時，尚需加工處理或另作襯
4、壁。,概述,地下連續(xù)墻的適用條件 由于受到施工機械的限制，地下連續(xù)墻的厚度具有固定的模數(shù)，不能像灌注樁一樣對樁徑和剛度進行靈活調整，因此，地下連續(xù)墻只有用在一定深度的基坑工程或其它特殊條件下才能顯示其經(jīng)濟性和特有的優(yōu)勢。對地下連續(xù)墻的選用必須經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，確實認為是經(jīng)濟合理時才可采用。一般情況下地下連續(xù)墻適用于如下條件的基坑工程： (1) 深度較大的基坑工程，一般開挖深度大于10m才有較好的經(jīng)濟性； (2) 鄰近存在保護要求較高的建、構筑物，對基坑本身的變形和防水要求較高的工程；,概述,(3) 基地內(nèi)空間有限，地下室外墻與紅線距離極近，采用其它圍護形式無法滿足留設施工操作空間要求的工程；
5、(4) 圍護結構亦作為主體結構的一部分，且對防水、抗?jié)B有較嚴格要求的工程； (5) 采用逆作法施工，地上和地下同步施工時，一般采用地下連續(xù)墻作為圍護墻； (6) 在超深基坑中，例如30m50m的深基坑工程，采用其它圍護體無法滿足要求時，常采用地下連續(xù)墻作為圍護體。,概述,地下連續(xù)墻的結構形式 目前在工程中應用的地下連續(xù)墻的結構形式主要有壁板式、T型和形地下連續(xù)墻、格形地下連續(xù)墻、預應力或非預應力U形折板地下連續(xù)墻等幾種形式。 1.壁板式 該形式又可分為直線壁板式（如圖11-1（a）所示）和折線壁板式（如圖11-1（b）所示），折線壁板式多用于模擬弧形段和轉角位置。壁板式在地下連續(xù)墻工程中應用得
6、最多，適用于各種直線段和圓弧段墻段，例如，在上海世博500kV地下變電站直徑130m的圓筒形基坑地下連續(xù)墻設計中，就采用了80幅直線壁板式地下連續(xù)墻來模擬圓弧段。 2.T型和形地下連續(xù)墻 T型（如圖11-1（c）所示）和形地下連續(xù)墻（如圖11-1（d）所示）適用于基坑開挖深度較大、支撐豎向間距較大、受到條件限制墻厚無法增加的情況下，采用加肋的方式增加墻體的抗彎剛度。,概述,3.格形地下連續(xù)墻 格形地下連續(xù)墻（如圖11-1（e）所示）是一種將壁板式和T形地下連續(xù)墻兩種形式組合在一起的結構形式，格形地下連續(xù)墻結構型式的構思出自格形鋼板樁岸壁的概念，是靠其自身重量穩(wěn)定的半重力式結構，是一種用于建（構
7、）筑物地基開挖的無支撐空間坑壁結構。格形地下連續(xù)墻多用于船塢及特殊條件下無法設置水平支撐的基坑工程，目前也有應用于大型的工業(yè)基坑，如上海耀華皮爾金頓二期熔窯坑工程，熔窯建成后坑內(nèi)不允許有任何永久性支撐和隔墻結構，而且要保護鄰近一期工程的正常使用。該工程采用了重力式格形地下連續(xù)墻方案，利用格形地下連續(xù)墻作為基坑支護結構，同時作為永久結構。格形地下連續(xù)墻在特殊條件下具有不可替代的優(yōu)勢，但由于受到自身施工工藝的約束，一般槽段數(shù)量較多。,概述,4. 預應力或非預應力U形折板地下連續(xù)墻 是一種新形式的地下連續(xù)墻，已應用于上海某地下車庫工程。折板是一種空間受力結構，有良好的受力特性，還具有抗側剛度大、變形
8、小、節(jié)省材料等特點。,概述,地下連續(xù)墻的施工方法 地下連續(xù)墻(簡稱地墻)的施工，就是在地面上先構筑導墻，采用專門的成槽設備，沿著支護或深開挖工程的周邊，在特制泥漿護壁條件下，每次開挖一定長度的溝槽至指定深度，清槽后，向槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導管法澆注水下混凝土，混凝土自下而上充滿槽內(nèi)并把泥漿從槽內(nèi)置換出來，筑成一個單元槽段，并依此逐段進行，這些相互鄰接的槽段在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻體，以作承重、擋土或截水防滲結構之用。施工流程如圖11-13所示。,概述,地下連續(xù)墻設計,作為基坑圍護結構，主要基于強度、變形和穩(wěn)定性三個大的方面對地下連續(xù)墻進行設計和計算，強度主要指墻體的水平和豎向截面承載
9、力、豎向地基承載力；變形主要指墻體的水平變形和作為豎向承重結構的豎向變形；穩(wěn)定性主要指作為基坑圍護結構的整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、坑底抗隆起穩(wěn)定性、抗?jié)B流穩(wěn)定性等，以下針對地下連續(xù)墻設計的主要方面進行詳述。地下連續(xù)墻設計的主要內(nèi)容包括：槽壁穩(wěn)定及槽幅設計、槽段劃分、導墻設計、連續(xù)墻內(nèi)力計算及配筋設計，連續(xù)墻接頭設計等內(nèi)容。,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻設計計算的主要內(nèi)容 (1)確定在施工過程和使用階段各工況的荷載，即作用于連續(xù)墻的土壓力、水壓力以及上部傳來的垂直荷載。 (2)確定地下連續(xù)墻所需的入土深度，以滿足抗管涌、抗隆起，防基坑整體失穩(wěn)破壞以及滿足地基承載力的需要。 (3)驗算開挖槽段的槽壁
10、穩(wěn)定，必要時重新調整槽段長、寬、深度的尺寸。 (4)地下連續(xù)墻結構體系(包括墻體和支撐)的內(nèi)力分析和變形驗算。 (5)地下連續(xù)墻結構的截面設計，包括墻體和支撐的配筋設計、截面強度驗算、接頭的聯(lián)結強度驗算和構造處理。,地下連續(xù)墻設計,（ 荷載確定 （一）施工階段 基坑開挖水土壓力； 施工荷載，若采用逆作法考慮上部結構自重。 （二）使用階段 水土壓力； 主體結構傳遞的恒載和活載。,地下連續(xù)墻設計,土壓力類別與墻體位移/基坑深度H 的關系,地下連續(xù)墻設計,槽幅設計 （一）槽幅：一次成槽的槽壁長度 槽壁長度 槽段劃分 （二）槽壁長度確定規(guī)定 槽壁長度應與成槽機械尺寸成模數(shù)關系，最小不小于機械的尺寸，最
11、大尺寸由槽壁穩(wěn)定性確定。 目前常用為36m,一般不超過8m。 影響因素： 地質條件影響、周圍環(huán)境 起重能力、混凝土供應量 泥 漿池體積、連續(xù)作業(yè)時間,地下連續(xù)墻設計,（三）槽幅穩(wěn)定性驗算 梅耶霍夫經(jīng)驗公式法 1.臨界深度Hcr 黏土、泥漿的有效重度，kN/m3; 條形基礎的承載力系數(shù)。 槽壁的平面寬度、長度，m。,地下連續(xù)墻設計,2.槽壁坍塌安全系數(shù) Fs 開挖外側（土壓力)槽底水平壓力強度； 開挖內(nèi)側（泥漿壓力）槽底水平壓力強度。,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻設計,4.,地下連續(xù)墻設計,（四）槽段劃分 考慮的因素 1.成槽施工順序 2.連續(xù)墻接頭形式 3.主體結構布置及設縫要求,地下連續(xù)墻設計
12、,導墻設計 導墻截面形式 C20混凝土，厚度200300mm； 導墻深度深入原狀土不小于300mm； 頂面高出地面100200mm； 寬度大于連續(xù)墻設計寬度的3050mm。,地下連續(xù)墻設計,連續(xù)墻深度及厚度的初選 連續(xù)墻厚度依據(jù)不同階段的受力、變形和裂縫控制要求確定，常用規(guī)格600、800、1000、1200mm； 連續(xù)墻的入土深度（基坑地面以下的深度）與基坑深度之比，稱為入土徑比，據(jù)經(jīng)驗、依據(jù)地質條件取0.71.0； 也可運用古典穩(wěn)定判別方法計算出一個初值，然后通過基坑穩(wěn)定性驗算最終確定合理的入土徑比;,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻計算理論及方法 （一）較古典的
13、計算方法： 假設條件：土壓力已知，不考慮墻體和支撐變形。 方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法 （二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變： 假設條件：土壓力已知，考慮墻體變形，不考慮支撐變形。 方法：山肩幫男法 （三）橫撐軸向力、墻體彎矩可變： 假設條件：土壓力已知，考慮墻體、支撐變形。 方法：日本彈塑性法、有限元法 （四）共同變形理論： 假設條件：土壓力隨墻體變位而變化，考慮墻體、支撐變形。 方法：森重龍馬法、有限元法,地下連續(xù)墻設計,國內(nèi)常用的計算方法,地下連續(xù)墻設計,地下連續(xù)墻接頭設計,一、 接頭類型：施工接頭 結構接頭 施工接頭 澆注地下連續(xù)墻時連接兩相鄰單元墻間的接頭。 結構接頭 已竣工的地
14、下連續(xù)墻墻體與地下結構吳其它構件相連接的接頭。,地下連續(xù)墻接頭設計,（一）施工接頭 1直接連接構成接頭：墻體直接與土體接觸，受力和防滲性能較差。,地下連續(xù)墻接頭設計,2.使用接頭管（也稱鎖口管）建成接頭： 應用較廣，常用圓形鋼管,地下連續(xù)墻接頭設計,3使用接頭箱建成的接頭,地下連續(xù)墻接頭設計,4.用隔板建成的接頭,地下連續(xù)墻接頭設計,5用預制構件建成的接頭,地下連續(xù)墻接頭設計,（二） 結構接頭類型： 直接連接 間接連接 鐵板媒介連接 剪刀塊連接,地下連續(xù)墻接頭設計,（二）結構接頭 1直接連接成的接頭:預埋鋼筋,地下連續(xù)墻接頭設計,2間接連接成的接頭：預埋鋼板,地下連續(xù)墻接頭設計,間接連接成的接頭:剪力塊,地下連續(xù)墻接頭設計,間接連接頭:植筋成的接法,
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