00深基坑支护理论与设计专题四2精选文档.ppt
河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,1,1、地下连续墙特点,（1）地下连续墙施工具有低噪声、低振动等优点，因而能减小工程施工对环境的影响；（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，从而对基坑周边的环境影响小；（3）连续墙具有良好的抗渗能力，因而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，对于高层建筑，配合逆作法施工，可以缩短工程的工期、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。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,2,2、地下连续墙的适用性,（l）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时；（3）基坑内空间有限，地下室外墙与红线距离极近，采用其他围护形式无法满足留设施工操作空间要求时；（4）围护结构亦作为主体结构的一部分，且对防水、抗渗有较严格要求时；（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体；（6）在超深基坑中，例如3050m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体。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,3,（二）“两墙合一”地下连续墙的特点,从技术经济的角度来看，采用“两墙合一”的设计方案相比较临时围护设计方案通常具有以下优势：1、理论研究及大量的工程实践均表明，“两墙合一”地下连续墙在使用阶段可充分发挥其垂直承载能力，减小基础底面地基附加应力，其本身强度和周围地层的支承能力都能得到充分利用，能有效地减小建筑物、构筑物的沉降。2、“两墙合一”将基坑临时围护墙与永久地下室外墙合二为一，节省了常规地下室外墙的工程量，其直接经济性是显而易见的。“两墙合一”无论从资源的节约还是从环保的角度来看，都是合理的。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,4,3、“两墙合一”的设计不需要施工操作空间，可减少直接土方开挖量，并且无需再施工换撑板带和进行回填土工作，其间接的经济效益也是非常明显的。尤其对于红线退界紧张或地下室与邻近建、构筑物距离极近的地下工程，“两墙合一”可大大减小围护体所占空间，具有其他围护形式无可替代的优势。4、基坑开挖到坑底后，在基础内部结构由下而上施工过程中，“两墙合一”的设计无需再施工地下室外墙，因此比常规两墙分离的工程施工工期要节省，同时也避免了长期困扰地下室外墙浇筑施工过程中混凝土的收缩裂缝问题。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,5,（三）“两墙合一”地下连续墙的应用,1国外应用情况 地下连续墙作为基坑围护结构兼作地下室外墙的结构形式在日本得到普遍使用。早在1965年日本就开始将地下连续墙作为永久结构使用，广泛应用于高层建筑基坑挡土墙兼作地下室外墙、地铁车站外墙、地下停车场外墙和桥梁基础施工中。从1965年至1987年，日本各建筑公司施工的利用地下连续墙作为挡土墙兼作地下室外墙或墙桩基础达365例。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,6,2国内应用情况 国内采用地下连续墙作永久结构的工程实践起步较晚，但近年来发展较快。1982年上海特种基础研究所5层办公大楼的地下室停车库及人防基础，开创了地下连续墙作永久结构在我国应用的先例，该工程在施工工艺上采用逆作法，在国内也是首次尝试。随后上海电讯大楼、上海延安东路隧道1号通风井、上海人民广场地下变电站、同济大学图书馆、上海地铁一号线各个车站等相继采用地下连续墙作为地下室外墙，并承受上部结构的竖向荷载。此外天津中原公司商场、广东基础公司住宅楼和越秀大楼等也采用了地下连续墙作为地下室外墙。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,7,2000年以后，随着国内又一轮建筑高潮的兴起，深大基坑和市区内周边环境保护要求较高的基坑工程不断涌现，对工程的经济性和社会资源的节约要求越来越高，一系列外部条件的发展，促进了地下连续墙工艺的进一步发展，同时也出现了一批设计难度较高的工程。例如地下连续墙除作为地下室结构外墙外，还有结构核芯筒剪力墙和结构框架柱直接嵌固在地下连续墙上，地下连续墙需直接承受上部荷载，而且荷载相当大。典型的工程有上海银行大厦、解放日报新闻业务楼、兰馨公寓等。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,8,上海特种基础研究所办公楼工程。该工程地下连续墙深13m，厚度 0.6m，开挖深度 6.1m，采用地下连续墙作箱基外墙加桩基的方案，地下连续墙承受上部结构边柱的集中荷载，该工程采用了逆作法施工。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,9,同济大学扩建图书馆工程。该建筑物为两幢50m高的塔楼，距离邻近房屋仅1.8m。,为减少对相邻建筑物的影响，减少噪声和振动，经反复比较，采用地下连续墙作为外墙的补偿基础。开挖尺寸为53m 21m 10m，地下连续墙厚度0.6m，深为17.1m，与0.45m厚的箱基衬墙构成组合外墙。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,10,上海地铁一号线新闸路地铁车站，是国内第一座带上部结构的地铁车站，车站平面呈狭长形，结构采用地下连续墙承重的双层三跨箱形结构，地下连续墙直接承受上部9层框架结构的边柱荷载，车站底板厚1.15m，车站横剖面每隔6.6m设两根直径850mm钢筋混凝土立柱，每根柱子下设直径800mm的钢筋混凝土钻孔灌注桩，桩有效长度18m。车站的上部结构沿车站长度方向建筑高低错落，落差最大处相差六层，但常年沉降监测结果表明，该车站总沉降和纵向差异沉降均较小，完全满足地铁列车运行的要求，证明了该结构形式的合理性。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,11,解放日报新闻中心工程。该工程位于上海市黄浦区汉口路、河南中路、九江路，基坑平面尺寸为 63m 37m，挖深约为 11.75m。该基坑邻近解放日报招待所和新闻业务楼，招待所采用桩基承台基础，承台与本工程地下室外墙（即地下连续墙）距离极近，最近处仅为150mm。该基坑采用0.8m厚地下连续墙作为围护结构，地下连续墙同时作为结构外墙。在邻近招待所侧，该工程核芯筒剪力墙紧贴地下连续墙，每延米地下连续墙需承受约3000kN的竖向荷载，且在邻近新闻业务楼侧，有四根框架柱直接作用在地下连续墙上，柱荷载最大值为8000kN，为满足上部结构承载力及沉降要求，该工程将2层选为承重地下连续墙的持力层，由于该地块2层埋深很大，因此地下连续墙达到48m的深度。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,12,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,13,地下连续墙作为地下室外墙的结构形式在国内外工程中已广为采用，大量工程实践表明该结构形式经济合理，发展前景广阔。但与实际工程中的广泛应用相比，对地下连续墙作为基础承重结构的理论研究相对滞后，设计计算理论尚不完善，在工程设计中经验成分居多，设计规范落后于工程实践。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,14,（四）地下连续墙的结构形式及“两墙合一”结合方式,1、地下连续墙的结构形式 地下连续墙厚度大部分为50120cm，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200cm以上。日本东京湾新丰洲地下变电站圆形地下连续墙的厚度达到了240cm。一般地下连续墙入土深度在1050m范围内，但最大深度可达150m。目前在工程中应用的地下连续墙的结构形式主要有以下几种：,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,15,（1）壁板式 该形式又可分为直线壁板式和折线壁板式，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，例如，在上海世博500KV地下变电站直径130m的圆形基坑地下连续墙设计中，就采用了80幅直线壁板式地下连续墙来近似圆弧段。（2）T形和形地下连续墙 T形和形地下连续墙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。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,16,（3）格形地下连续墙 格形地下连续墙是一种将壁板式和T形地下连续墙两种形式组合在一起的结构形式，格形地下连续墙结构形式的构思出自格形钢板桩岸壁的概念，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，目前也有应用于大型的工业基坑，如上海耀华-皮尔金顿二期熔窑坑工程，熔窑建成后坑内不允许有任何永久性支撑和隔墙结构，而且要保护邻近一期工程的正常使用。该工程采用了重力式格形地下连续墙方案，利用格形地下连续墙作为基坑支护结构，同时作为永久结构。格形地下连续墙在特殊条件下具有不可替代的优势，但由于受到自身施工工艺的约束，一般槽段数量较多。格形地下连续墙施工接头常采用刚性接头，同时对地下连续墙的施工质量要求也较高。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,17,（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，已应用于上海某地下车库工程。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。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,18,2、“两墙合一”结构的结合方式,当采用地下连续墙与主体地下结构外墙相结合时，其设计方法因地下连续墙布置方式，即与主体结构的结合方式不同而有差别。地下连续墙与主体结构地下室外墙的结合方式主要有四种：单一墙、分离墙、重合墙和复合墙,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,19,（1）单一墙 单一墙即将地下连续墙直接用作主体结构地下室外边墙。此种结合形式壁体构造简单，地下室内部不需要另做受力结构层。但此种方式主体结构与地下连续墙连接的节点需满足结构受力要求，地下连续墙槽段接头要有较好的防渗性能。在许多土建工程中常在地下连续墙内侧做一道建筑内墙（砖衬墙），两墙之间设排水沟，以解决渗漏问题。一般情况下，通过采取一定的构造措施，单一墙可以满足常规地下工程的需要。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,20,由于地下连续墙作围护结构时水平支撑的位置和主体结构水平构件的位置不同，且支撑和地下连续墙与主体结构和地下连续墙的结合状态亦不同，所以，施工期间地下连续墙内力与主体结构竣工后地下连续墙内力不同。主体结构竣工时地下连续墙内力是施工时地下连续墙内力与建成后作用在主体结构（包括地下连续墙）上的外荷载产生的内力之和。该形式地下连续墙各阶段的荷载与弯矩情况如下页图所示。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,21,单一墙式地下连续墙各阶段荷载与内力,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,22,（2）分离墙 分离墙是在主体结构物的水平构件上设置支点，即将主体结构物作为地下连续墙的支点，起着水平支撑作用。这种布置形式的特点是地下连续墙与主体结构结合简单，且各自受力明确。地下连续墙的功用在施工和使用时期都起着挡土和防渗的作用，而主体结构的外墙或柱子只承受竖向荷载。当起着支撑地下连续墙水平横撑作用的主体结构各层楼板间距较大时，地下连续墙可能承载力不足，可在水平构件之间设几个中间支点，并将主体结构的边墙加强。此时，可根据主体结构的刚度近似地计算中间支点的弹簧系数，进而计算出地下连续墙的内力。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,23,分离墙形式，除温度变化、干燥等引起横梁伸缩而产生的作用力外，主体结构承受的其他荷载对地下连续墙的影响均不予考虑。该形式地下连续墙各阶段的荷载与弯矩情况如图所示。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,24,（3）重合墙 重合墙是把主体结构的外墙重合在地下连续墙的内侧，在两者之间填充隔绝材料，使之成为仅传递水平力不传递剪力的结构形式。这种形式的地下连续墙与主体结构地下室外墙所产生的竖向变形不相互影响，但水平方向的变形则相同。从受力条件看，这种形式比单一墙和分离墙均有利，这种结构还可以随着地下结构物深度的增大而增大主体结构外边墙的厚度，即使地下连续墙厚度受到限制时，也能承受较大应力。但是由于地下连续墙表面凹凸不平，对施工不利，衬垫材料厚薄不等，使应力传递不均匀。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,25,主体结构刚刚建成时地下连续墙内力，是施工阶段墙体内力与建成后作用于主体结构上的外力产生的应力之和。由于地下连续墙与主体结构是分离的，应该按地下连续墙与主体结构相接触的状态来进行结构计算。但由于这种计算方法极为复杂，所以对于结合之后产生的应力，一般是先计算地下连续墙与主体结构外墙的截面积及其截面惯性矩，然后按刚度比例分配截面内力。刚建成后的地下连续墙内力是拆除支撑前地下连续墙内力与按刚度比例分配截面内力之和，建成若干年后的计算与分离墙类似。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,26,重合墙式地下连续墙各阶段的荷载与内力,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,27,（4）复合墙 复合墙是将地下连续墙与主体结构地下室外墙做成一个整体，即通过把地下连续墙内侧凿毛或用剪力块将地下连续墙与主体结构外墙连接起来，使之在结合部位能够传递剪刀。复合墙结构形式的墙体刚度大，防渗性能较单一墙好，且框架节点处（内墙与结构楼板或框架梁）构造简单。该种结构形式地下连续墙与主体结构边墙的结合比较重要，一般在浇捣主体结构边墙混凝土前，需将地下连续墙内侧凿毛，清理干净并用剪力块将地下连续墙与主体结构连成整体。此外新老混凝土之间因干燥收缩不同而产生的应变差会使复合墙产生较大的内力，有时也需考虑。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,28,复合墙式地下连续墙各阶段的荷载与内力,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,29,（五）设计计算原则,两墙合一地下连续墙的设计与计算需考虑地下连续墙在施工期、竣工期和使用期不同的荷载作用状况和结构状态，应同时满足各种情况下承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求。应验算三种应力状态：（1）在施工阶段由作用在地下连续墙上的侧向主动土压力、水压力产生的应力；（2）主体结构竣工后，作用在墙体上的侧向主动土压力、水压力以及作用在主体结构上的竖向、水平荷载产生的应力；（3）主体结构建成若干年后，侧向土压力、水压力已从施工阶段回复到稳定状态，土压力由主动土压力变为静止土压力，水位回复到静止水位，此时只计算荷载增量引起的内力。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,30,1、水平荷载作用下内力计算方法,（1）施工阶段 目前应用最多的是规范推荐使用的竖向弹性地基梁法。墙体内力计算应按照主体工程地下结构的梁板布置，考虑施工条件等因素，合理确定支撑标高和基坑分层开挖深度等计算工况，并按基坑内外实际状态选择计算模式，考虑基坑分层开挖与支撑进行分层设置及换撑拆除等在时间上的顺序先后和空间上的位置不同，进行各种工况下的连续完整的设计计算。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,31,（2）正常使用阶段 与施工阶段相比，地下连续墙结构受力体系主要发生了以下两个方面的变化：1）侧向水土压力的变化：主体结构建成若干年后，侧向土压力、水压力已从施工阶段回复到稳定的状态，土压力由主动土压力变为静止土压力，水位回复到静止水位。2）由于主体地下结构梁板以及基础底板已经形成，通过结构环梁和结构壁柱等构件与墙体形成了整体框架，因而墙体的约束条件发生了变化，应根据结构梁板与墙体的连接节点的实际约束条件进行设计计算。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,32,在正常使用阶段，应根据使用阶段侧向的水土压力和地下连续墙的实际约束条件，取单位宽度地下连续墙作为连续梁进行设计计算，尤其是结构梁板存在错层和局部缺失的区域应进行重点设计，并根据需要局部调整墙体截面厚度和配筋。正常使用阶段设计主要以裂缝控制为主，计算裂缝应满足相关规范规定的裂缝宽度要求。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,33,2、地下连续墙竖向承载力与沉降计算,（1）两墙合一地下连续墙作为竖向承重构件的研究与应用情况 目前国内外对地下连续墙的研究，在施工技术的发展、入土深度的确定、基坑抗隆起和稳定性计算、墙侧土压力理论和位移计算等方面的研究比较深入。对地下连续墙作承重结构的研究，主要集中在地下连续墙竖向承载力的模型试验和现场承载力试验，在承重地下连续墙与基础结构的沉降协调、荷载分担以及结构设计上尚只有初步研究。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,34,（2）竖向承载力与沉降计算,地下连续墙竖向承载的计算，目前尚无详尽的设计规范，根据国内外关于地下连续墙承重的研究和大量的工程实践，可以认为其可参照桩基计算原则。在已有的地下连续墙作为地下室外墙的具体工程设计中，地下连续墙竖向承重主要有两种形式：第一种形式为地下连续墙仅作为地下室外墙，不直接承担上部结构的竖向荷载，仅承担自重和地下室楼板传递的一部分荷载，甚至当地下室设置边柱或底板下设置边桩时，则仅仅承受墙体自重。第二种形式为上部结构的一部分竖向荷载（柱荷载或墙荷载）直接作用于地下连续墙顶，地下连续墙需承担自重、地下室楼板传递的一部分荷载和上部结构的竖向荷载。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,35,两墙合一的设计，很重要的一个问题是地下连续墙和桩、土如何分担上部结构的竖向荷载。地下连续墙和桩、土的荷载分担与基础各部分的变形协调是密切相关的。在常规设计中，一般不考虑底板下地基土的分担作用，仅需考虑地下连续墙和桩的荷载分担。根据有关研究及工程实践，一般情况下地下连续墙的竖向承载计算可采用桩基规范法和整体分析法。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,36,桩基规范法 本计算方法假定直接作用于地下连续墙顶的竖向荷载和地下室楼板传递的一部分荷载完全由地下连续墙承担，并不通过地下连续墙与底板的连接将一部分荷载传递给基础底板。,地下连续墙承受竖向荷载的受力分析图,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,37,设计中一般考虑地下连续墙上的荷载完全由地下连续墙承担，因此承担较大荷载的地下连续墙槽段要有足够深度，使其与土层间的摩阻力和端阻力平衡地下连续墙的荷载，不考虑可能发生地下连续墙上一部分荷载传递给基础底板的情况。根据规范的分层总和法及墙底下土层条件，可计算地下连续墙的沉降。结构总荷载中除地下连续墙分担荷载外，其他荷载均由桩基承担，依据规范可计算桩基的沉降。由于地下连续墙和底板连接处的沉降应是协调的，即地下连续墙与桩筏基础的沉降是协调的，因此可根据沉降差计算地下连续墙和底板连接处产生的内力，从而根据节点内力进行该节点的设计。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,38,整体分析法 桩基规范法单独分析地下连续墙的承载情况，在地下连续墙承载分析中不考虑底板的影响，并且地下室各层结构传递到地下连续墙上的荷载均为假定，计算分析较为简单。但实际上，地下连续墙、桩和基础底板作为一个整体，共同承担上部结构的竖向荷载，采用整体分析法可进行整体的计算分析。整体分析法将以地下连续墙为地下室外墙的桩筏基础，作为弹性地基上的框架进行整体计算，将地下连续墙、桩和底板下地基土视为基础结构的竖向支承弹簧，对地下连续墙、桩和底板下地基土选取不同的基床系数，在结构荷载作用下，利用结构分析软件进行整体计算，可求出地下连续墙、桩和底板的荷载分担、沉降以及各节点内力。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,39,整体分析法计算简图,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,40,静载荷试验方法 墙体直接承受竖向荷载，并作为主要的竖向承重构件时，应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态验算地下连续墙的竖向承载力和沉降量。地下连续墙竖向承载力可参照确定钻孔灌注桩竖向承载力的方法计算，当对地下连续墙的承载力及沉降要求很高，且无足够地区经验可证明地下连续墙承载力满足设计要求时，应结合现场静载荷试验确定地下连续墙的承载力。地下连续墙现场静载荷试验的加载方法及终止加载条件等相关实施细则目前在规范中尚无明确规定，可参照钻孔灌注桩现场静载荷试验的相关规定实施。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,41,地下连续墙竖向抗压静载荷试验通常采用锚桩法进行，地下连续墙的试验墙段每延米的单位设计承载力较高，为了减少试验墙段的最大加载量和锚桩的数量与长度，地下连续墙的试验墙段宽度应尽量减小，由于受到成槽抓斗宽度的限制，一般试验墙段最小宽度可做到2.0m左右。地下连续墙静载荷试验已经在一些工程中用于确定承重地下连续墙的承载力，并且取得了令人满意的效果。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,42,3、设计计算原则,（1）利用地下结构外墙兼作基坑围护墙（两墙合一）时，外墙体除应满足地下结构使用期设计要求外，尚应进行施工期各种工况条件下的围护墙体计算，地下结构施工期墙体外侧向土压力按主动土压力计算，地下结构使用期墙外侧向土压力按静止土压力计算。（2）人防区域的地下连续墙，应采用防爆荷载对地下连续墙进行设计计算。有关构造应满足相关人防规范要求。（3）两墙合一地下连续墙的钢筋和混凝土的设计和施工及相关结构构造应满足正常使用阶段防渗和耐久性要求。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,43,（4）墙体构件应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计计算。现浇地下连续墙验算正截面承载力和节点构造设计时，应对混凝土强度设计值和钢筋锚固强度设计值乘以折减系数 0.85 0.90。（5）墙体承受竖向荷载时，应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态验算地下连续墙的竖向承载力和沉降量。有条件时，地下连续墙竖向承载力应由现场静荷载试验确定；无试验条件时，可参照确定钻孔灌注桩竖向承载力的方法选用。地下连续墙墙底持力层应选择压缩性较低的土层，且采取墙底注浆加固措施。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,44,（6）墙顶承受竖向偏心荷载，或地下结构内设有边柱与托梁时，应考虑其对墙体和边柱的偏心作用。墙顶圈梁（或压顶梁）与墙体及上部结构的连接处应验算截面受剪承载力。（7）地下连续墙内侧设置内衬墙时，对结合面能承受剪力作用的复合墙和结合面不能承受剪力作用的重合墙，应根据地下结构施工期和使用期的不同情况，按内外墙实际受载过程进行墙体内力与变形计算。复合墙的内力与变形计算，以及截面承载力设计时，墙体计算厚度可取内外墙厚之和，并按整体墙计算。重合墙的内外墙内力可按刚度分配计算。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,45,（8）两墙合一时地下连续墙与地下结构内部梁板等构件的连接，应满足主体工程地下结构受力与设计要求，一般按整体连接刚性构造考虑。接头处钢筋采用焊接或机械连接。地下连续墙墙体与地下结构底板连接处、地下连续墙墙体内有预埋件及连接地下结构的预埋铺筋处，均应设置止水构造。（9）两墙合一时地下连续墙的倾斜度和墙面平整度，以及预埋件位置，均应满足主体工程地下结构设计要求。一般墙面倾斜度不宜大于1/300。在墙深范围内地层中有较厚的砂土或粉性土时，成槽前宜采取地基预加固措施，确保墙体质量和墙体竖向接缝处防渗性能。地下连续墙墙段间的竖向接缝宜设置防渗和止水构造，有条件时，可在墙体内侧接缝处设扶壁式构造柱或框架柱，加强防渗止水。当地下连续墙和地下结构间设有排水通道时，应设置排水和防水构造层。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,46,（六）地下连续墙施工接头,地下连续墙的接头可分为两大类：施工接头和结构接头。施工接头是指地下连续墙槽段和槽段之间的接头，施工接头用于连接两相邻单元槽段。结构接头是指两墙合一地下连续墙与主体结构构件（底板、楼板、墙、梁、柱等）相连的接头，通过结构接头的连接，地下连续墙与主体地下结构连为一体，共同承担上部结构的荷载。接头设计需满足主体地下结构受力及变形要求，并设置可靠的抗渗和止水措施。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,47,1、柔性接头,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,48,由于柔性接头抗剪、抗弯能力较差，用于两墙合一地下连续墙时需采取适当的构造措施。当地下连续墙仅作为地下室外墙，不承担上部结构的竖向荷载或分担荷载较小时，通过采取诸如在地下连续墙顶设置顶圈梁、施工接头处设置扶壁柱、底板内设置环梁等构造措施，在地下连续墙中采用柔性接头可以满足结构受力要求，实际工程中已有大量应用。在两墙合一地下连续墙中使用柔性接头的关键是要处理好接头防渗和墙体的整体性问题，必须在接头位置采取相关构造措施，以确保正常使用阶段的防水和受力性能。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,49,2、刚性接头,刚性接头可传递槽段之间的竖向剪力，在工程中应用的主要有穿孔钢板接头、钢筋搭接接头、型钢接头和十字型钢插入式接头。十字钢板接头是地下连续墙工程中最常用的刚性接头形式，是以开孔钢板作为相邻槽段间的连接构件，开孔钢板与两侧槽段混凝土形成嵌固咬合作用，可承受地下连续墙垂直接缝上的剪力，并使相邻地下连续墙槽段形成整体共同承担上部结构的竖向荷载，协调槽段的不均匀沉降，同时穿孔钢板接头亦具备较好的止水性能。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,50,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,51,（七）两墙合一”设计构造措施,由于两墙合一地下连续墙在正常使用阶段作为永久地下室外墙，因此涉及与主体结构构件连接、墙体在正常使用阶段的整体性能、与主体结构的沉降协调等一系列问题，需要采用一整套的设计构造措施，以满足正常使用阶段的受力和构造要求。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,52,1、地下连续墙墙顶落低,地下连续墙的墙顶需低于自然地坪1.0m左右，主要出于以下几个方面的考虑：（1）地下连续墙自身的泛浆高度要求。一般地下连续墙墙顶泛浆要求不少于300mm，否则地下连续墙的墙顶混凝土质量很难得到保证。因此，一般地下连续墙墙顶设计标高需低于自然地坪不少于300mm。（2）尽量减少设备管道穿过地下连续墙。由于设备管道需穿过地下室外墙进入室内，设备管道埋深一般在700mm左右，由于地下连续墙采用成槽施工，水下浇筑混凝土，在地下连续墙中预埋设备防水套管施工困难，套管位置也不易保证，同时也会影响墙体质量。因此需将墙顶落低，避开设备套管，方便施工。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,53,（3）减小支撑跨度。在基坑工程设计中，通常将地下连续墙压顶梁与第一道钢筋混凝土围檩合二为一，以节省工程造价。因此，将地下连续墙墙顶适当落低，使压顶梁结合第一道围檩设计，可减小支撑跨度，从而减小围护体内力和基坑变形。（4）减小地下连续墙工程量。与地面现浇结构构件相比，地下连续墙的造价高得多，因此，将地下连续墙墙顶尽可能落低，有利于减小地下连续墙工程量，降低工程造价。地下连续墙墙顶落低，并在墙顶设置压顶圈梁，压顶圈梁顶部须预留与上部后浇筑结构墙体连接的插筋。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,54,2、结构扶壁柱,地下连续墙的自身施工工艺决定了墙体必须采用泥浆护壁成槽，分幅施工。如槽段施工接头采用柔性接头，由于墙段接缝位置实际为素混凝土，墙体接缝位置的抗剪能力较弱，且相邻墙段分两次水下浇筑，二次浇筑混凝土时如接缝位置清洗不干净，存在夹泥现象，在正常使用阶段极易发生渗漏。为了增强地下连续墙的整体性，减少墙段接缝位置渗漏的可能性，在地下连续墙槽幅分缝位置设置扶壁柱，扶壁柱通过预先在地下连续墙内预留的钢筋与地下连续墙形成整体连接。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,55,在结构框架梁位置通常也设置结构壁柱，壁柱与框架梁一齐浇筑，形成整体框架，可增强结构的整体性。结构壁柱对于减小周边结构环梁的跨度也起到了非常重要的作用。结构壁柱与周边结构环梁形成井字形框架，对约束地下连续墙的变形，特别是结构梁板缺失区域地下连续墙的变形作用明显。,结构壁柱与地下连续墙的连接构造,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,56,3、协调地下连续墙与主体结构沉降的构造措施,地下连续墙两墙合一工程中，地下连续墙和主体结构变形协调至关重要。一般情况下主体结构工程桩较深，而地下连续墙作为围护结构其深度较浅，不可能和主体工程桩处于同一持力层；另一方面地下连续墙分布于整体地下室的周边，工作状态下与桩基的上部荷重的分担不均，不均匀的上部荷载分担对变形协调有较大的影响；另外，由于施工工艺的因素，地下连续墙成槽时采用泥浆护壁，地下连续墙槽段为矩形剖面，且其长度较大，槽底清淤难度较钻孔灌注桩大，沉淤厚度要大于钻孔灌注桩，引起墙底和桩端受力状态存在较大差异。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,57,设计上主要采取如下对策加以解决,（1）地下连续墙成槽时，在槽段内预设注浆管，待墙体浇筑并达到一定强度后对槽底进行注浆，通过对地下连续墙槽底进行注浆来消除墙底沉淤、加固墙侧和墙底附近的土层。这样，一方面可减少地下连续墙的沉降量、协调地下连续墙槽段间和地下连续墙与桩基间的差异沉降，另一方面还可以使地下连续墙墙底端承力和侧壁摩阻力充分发挥，提高地下连续墙的竖向承载能力。地下连续墙槽底注浆一般在每幅槽段内设置两根注浆管，间距不大于3m，管底位于槽底（含沉渣厚度）以下不小于30cm。在墙身混凝土达到设计强度等级后注浆，注浆压力必须大于注浆深度处的土层压力。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,58,（2）地下连续墙在成槽结束后及槽段入糟之前，往槽底投放适量的碎石，使碎石面标高高出设计槽底510cm左右，待槽段吊放后，依靠墙段的自重压实槽底碎石层及土体以提高墙端承载力，并辅以槽底注浆的措施，进一步改善墙端受力条件。（3）为进一步增加竖向承载的安全储备和协调地下连续墙与主体结构之间的不均匀沉降，在基础底板靠近连续墙位置设置边桩，同时连续墙墙底选择较为稳定、压缩性较低的持力层。（4）为增强地下连续墙纵向的整体刚度，协调各槽段之间的变形，可采取在连续墙顶部设置贯通、封闭的压顶圈梁，压顶圈梁上须预留与上部后浇筑结构墙体连接的插筋。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,59,压顶圈梁及底板环梁与地下连续墙的连接止水措施,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,60,4、后绕带与沉降缝位置的构造处理,（1）施工后浇带 施工后浇带一般留设在主裙楼基础底板交界位置，待主楼上部结构封顶后且主楼沉降速率达到稳定标准后方可进行封闭。地下连续墙在施工后浇带位置通常的处理方法是将相邻的两幅地下连续墙槽段接头设置在后浇带范围内，,且槽段之间采用柔性连接接头，由于地下连续墙槽段与槽段之间为素混凝土接触面，属柔性连接，不会影响主裙楼底板在施工阶段的各自沉降。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,61,（2）永久沉降缝,在沉降缝等结构永久设缝位置，结构设计通常采用双柱双墙，将两侧结构完全断开。为了满足结构设计的需要，在永久缝位置两侧两墙合一地下连续墙也应完全断开；但考虑到在施工阶段连续墙起到挡土和止水的作用，在断开位置需要采取一定构造措施。根据设缝的位置，可以采取如下措施：如果设缝位置在转角处，则一侧连续墙做成转角槽段，与另一侧平直段墙体相切，两幅槽段空挡在坑外采用高压旋喷桩进行封堵止漏，地下连续墙内侧应预留接驳器和止水钢板与内部后接结构墙体形成整体连接。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,62,沉降缝位于墙体转角位置,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,63,如设缝位置在平直段，则两侧地下连续墙间空开一定宽度，在外侧增加一幅直槽段解决挡土和止水的问题。,沉降缝位于墙体平直段做法一,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,64,沉降缝位于墙体平直段做法二,如设缝位置在平直段，也可直接在沉降缝位置设置槽段接头，而该接头必须是柔性施工接头，另外在正常使用阶段必须将沉降缝两侧地下连续墙的压顶梁完全分开，以免阻碍两侧墙体的自由沉降。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,65,（八）地下连续墙防渗漏技术,地下连续墙采用泥浆护壁成槽施工，水下浇筑混凝土，槽段分幅形成。其自身施工工艺的特点决定了地下连续墙与现浇墙体存在一定的差异，特别是在槽段接缝的位置不仅是施工缝，而且是无筋区，因此地下连续墙墙幅与墙幅之间接头位置的防渗漏是关键。对于两墙合一地下连续墙，与结构构件的连接部位也是渗漏的薄弱环节。因此，两墙合一地下连续墙防水的薄弱环节主要有以下几个方面。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,66,1、地下连续墙墙身防水,（1）由于地下连续墙是水下浇筑混凝土，因此地下连续墙的墙身质量和防渗性能与现浇墙体存在一定的差异。为了增强地下连续墙墙身混凝土的防水性能，两墙合一地下连续墙采用防水混凝土，以确保地下室内部环境满足正常使用要求。现浇地下连续墙的混凝土设计强度等级宜为C20C35（水下浇筑混凝土强度提高一级）。预制地下连续墙的混凝土设计强度等级不应低于C30。墙体的混凝土设计强度等级和抗渗等级尚应满足相关规范要求。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,67,（2）两墙合一地下连续墙中通常会预埋与结构构件连接的钢筋接驳器和插筋等预埋件，如预埋件设置不当，预埋件位置会成为墙体抗渗的薄弱点，预埋件会成为大量的渗水路径，影响墙体抗渗性能。在设置预埋件时，应将预埋件的锚固钢筋尽量锚固在墙体中部，使预埋件端部和迎土面墙体表面保持一定距离，防止锚固钢筋在墙体厚度方向贯通形成渗水路径。（3）在施工过程中，施工单位应严格控制墙体质量，采取措施使墙体混凝土浇筑密实，防止墙体产生孔洞。（4）地下连续墙可采用注水试验对墙身抗渗性能进行检测。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,68,2、槽段接缝防水,由于地下连续墙自身施工工艺的特点，其施工是分槽段施工的，因此地下连续墙墙幅与墙幅之间接头位置的防渗漏是关键问题，尤其是地下连续墙作为地下室永久性外墙时，即两墙合一设计时，接头要有较好的止水措施。实际工程中也采用了许多种技术措施，地下连续墙接头防渗总体效果较好，但由于施工因素，难免会发生一些局部的渗漏。针对这些情况，通常在地下连续墙接缝位置采取在坑外封堵，在坑内采取封堵与疏排相结合等措施增强接头位置的抗渗性能。,河北工程大学土木工程学院 谭燕秋 教授 电话：8578720,69,一般可采取的针对性防水措施如下：,（1）采用渗透路径较长的施工接头，如圆形锁口管接头，三波纹管接头或十字钢板接头。这些接头有效地增长了渗透路线，减弱了水的渗透能力，达到无渗漏或弱渗漏的目的。（2）在地下连续墙槽幅分缝位置内侧设置扶壁柱，扶壁柱通过预先在地下连续墙内预留的钢筋与地下连续墙形成整体连接，从而增强地下连续墙接缝位置的防渗性能；在地下连续墙槽幅分缝位置外侧设置一根或两根
