【正文】 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù) 1 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù) 第一章 地下連續(xù)墻概述 地下連續(xù)墻是用機(jī)械施工方法成槽澆灌鋼筋混凝土形成的墻體 ， 國內(nèi)外越來越多的工程中將支護(hù)結(jié)構(gòu)和主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合設(shè)計(jì)，即在施工階段采用地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，而在正常使用階段地下連續(xù)墻又作為結(jié)構(gòu)外墻使用，在正常使用階段承受永久水平和豎向荷載，稱為“兩墻合一”。 地下連續(xù)墻的特點(diǎn) 地下連續(xù)墻已被公認(rèn)為是深基坑工程中最佳的擋土結(jié)構(gòu)之一，它具有如下顯著的優(yōu)點(diǎn)： (1) 施工具有低噪音、低震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，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(hù)結(jié)構(gòu)變形較小； (3) 墻身具有良好的抗?jié)B能力，坑內(nèi)降水時(shí)對坑外的影響較??； (4) 可作為地下室結(jié)構(gòu)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(jià)。 但地下連續(xù)墻也存在棄土和廢泥漿處理、粉砂地層易引起槽壁坍塌及滲漏等問題，因而需采取相關(guān)的措施來保證連續(xù)墻施工的質(zhì)量。 地下連續(xù)墻的適用條件 由于受到施工機(jī)械的限制，地下連續(xù)墻的厚度具有固定的模數(shù) ， 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(jì)性和特有的優(yōu)勢。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(jì)性； (2) 鄰近存在保護(hù)要求較高的建、構(gòu)筑物，對基坑本身的變形和防水要求較高的工程； (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(hù)形式無法滿足留設(shè)施工操作空間要求的工程； (4) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)亦作為主體結(jié)構(gòu)的一部分，且對防水、抗?jié)B有較嚴(yán)格要求的工程； (5) 采用逆作法施工，地上和地下同步施工時(shí)，一般采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)墻； (6) 在超深基坑中，例如 30m～ 50m 的深基坑工程，采用其它圍護(hù) 體無法滿地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù) 2 足要求時(shí)，常采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)體。 地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式 地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式主要有壁板式、 T 型和 П 形地下連續(xù)墻、格形地下連續(xù)墻、預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力 U 形折板地下連續(xù)墻等幾種形式。 該形式又可分為直線壁板式（如圖 11（ a）所示）和折線壁板式（如圖 11（ b）所示），折線壁板式多用于模擬弧形段和轉(zhuǎn)角位置。壁板式在地下連續(xù)墻工程中應(yīng)用得最多，適用于各種直線段和圓弧段墻段。 2. T 型和 П 形地下連續(xù)墻 T 型（如圖 11（ c）所示）和 П 形地下連續(xù)墻（如圖 11（ 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。 格形地下連續(xù)墻（如圖 111（ 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(jié)構(gòu)形式，是靠其自身重量穩(wěn)定的半重力式結(jié)構(gòu)，是一種用于建（構(gòu)）筑物地基開挖的無支撐空間坑壁結(jié)構(gòu)。格形地下連續(xù)墻多用于船塢及特殊條件下無法設(shè)置水平支撐的基坑工程。 圖 11 地下連續(xù)墻平面結(jié)構(gòu)形式 U 形折板地下連續(xù)墻 這是一種新形式的地下連續(xù)墻。折板是一種空間受力結(jié)構(gòu)，有良好的受力特性，還具有抗側(cè)剛度大、變形小、節(jié)省材料等特點(diǎn)。 第二章 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理 作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主要基于強(qiáng)度、變形和 穩(wěn)定性三個(gè)大的方面對地下連續(xù)墻進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，強(qiáng)度主要指墻體的水平和豎向截面承載力、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(jié)構(gòu)的豎向變形；穩(wěn)定性主要指作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)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)定性地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù) 3 等。 墻體厚度和槽段寬度 地下連續(xù)墻厚度一般為 ～ ，而隨著挖槽設(shè)備大型化和施工工藝的改進(jìn)，地下連續(xù)墻厚度可達(dá) 以上。在具體工程中地下連續(xù)墻的厚度應(yīng)根據(jù)成槽機(jī)的規(guī)格、墻體的抗?jié)B要求、墻體的受力和變形計(jì)算等綜合確定。地下連續(xù)的常用墻厚為 、 、 和 。 確定地下連續(xù)墻單元槽段的平面形狀和成槽寬度時(shí)需考慮眾多因素，如墻段的結(jié)構(gòu)受力特性、槽壁穩(wěn)定性、周邊環(huán)境的保護(hù)要求和施工條件等，需結(jié)合各方面的因素綜合確定。一般來說，壁板式一字形槽段寬度不宜大于 6m， T 形、折線形槽段等槽段各肢寬度總和不宜大于 6m。 地下連續(xù)墻的入土深度 一般工程中地下連續(xù)墻入土深度在 10～ 50m范圍內(nèi)，最大深度可達(dá) 150m。在基坑工程中，地下連續(xù)墻既作為承受側(cè)向水土壓力的受力結(jié)構(gòu)，同時(shí)又兼有隔水的作用，因此地下連續(xù)墻的入土深度需考慮擋土和隔水兩方面的 要求。作為擋土結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻入土深度需滿足各項(xiàng)穩(wěn)定性和強(qiáng)度要求，作為隔水帷幕，地下連續(xù)墻入土深度需根據(jù)地下水控制要求確定。 1. 根據(jù)穩(wěn)定性確定入土深度 作為擋土受力的圍護(hù)體，地下連續(xù)墻底部需插入基底以下足夠深度并進(jìn)入較好的土層，以滿足嵌固深度和基坑各項(xiàng)穩(wěn)定性要求。在軟土地層中，地下連續(xù)墻在基底以下的嵌固深度一般接近或大于開挖深度方能滿足穩(wěn)定性要求。在基底以下為密實(shí)的砂層或巖層等物理力學(xué)性質(zhì)較好的土（巖）層時(shí)，地下連續(xù)墻在基底以下的嵌入深度可大大縮短。 2. 考慮隔水作用確定入土深度 作為隔水帷幕 ，地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)基底以下的水文地質(zhì)條件和地下水控制確定入土深度，當(dāng)根據(jù)地下水控制要求需隔斷地下水或增加地下水繞流路徑時(shí)，地下連續(xù)墻底部需進(jìn)入隔水層隔斷坑內(nèi)外潛水及承壓水的水力聯(lián)系，或插入基底以下足夠深度以確保形成可靠的隔水邊界。如根據(jù)隔水要求確定的地下連續(xù)墻入土深度大于受力和穩(wěn)定性要求確定的入土深度時(shí)，為了減少經(jīng)濟(jì)投入，地下連續(xù)墻為滿足隔水要求加深的部分可采用素混凝土澆筑。 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù) 4 內(nèi)力與變形計(jì)算及承載力驗(yàn)算 內(nèi)力和變形計(jì)算 地下連續(xù)墻作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算目前應(yīng)用最多 的是平面彈性地基梁法；而對于具有明顯空間效應(yīng)的深基坑工程，可采用空間彈性地基板法；對于復(fù)雜的基坑工程需采用連續(xù)介質(zhì)有限元法進(jìn)行計(jì)算。 墻體內(nèi)力和變形計(jì)算應(yīng)按照主體工程地下結(jié)構(gòu)的梁板布置，以及施工條件等因素，合理確定支撐標(biāo)高和基坑分層開挖深度等計(jì)算工況，并按基坑內(nèi)外實(shí)際狀態(tài)選擇計(jì)算模式，考慮基坑分層開挖與支撐進(jìn)行分層設(shè)置，以及換撐拆撐等工況在時(shí)間上的先后順序和空間上的位置不同，進(jìn)行各種工況下的連續(xù)完整的設(shè)計(jì)計(jì)算。 承載力驗(yàn)算 應(yīng)根據(jù)各工況內(nèi)力計(jì)算包絡(luò)圖對地下連續(xù)墻進(jìn)行截面承載力驗(yàn)算和配筋計(jì)算 。常規(guī)的壁板式地下連續(xù)墻需進(jìn)行正截面受彎、斜截面受剪承載力驗(yàn)算，當(dāng)需承受豎向荷載時(shí)，需進(jìn)行豎向受壓承載力驗(yàn)算。對于圓筒形地下連續(xù)墻除需進(jìn)行正截面受彎、斜截面受剪和豎向受壓承載力驗(yàn)算外，尚需進(jìn)行環(huán)向受壓承載力驗(yàn)算。 當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻僅用作基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按照承載能力極限狀態(tài)對地下連續(xù)墻進(jìn)行配筋計(jì)算，當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻在正常使用階段又作為主體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按照正常使用極限狀態(tài)根據(jù)裂縫控制要求進(jìn)行配筋計(jì)算。地下連續(xù)墻正截面受彎、受壓、斜截面受剪承載力及配筋設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50010） 的相關(guān)規(guī)定。 地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)構(gòu)造 墻身混凝土 地下連續(xù)墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級不應(yīng)低于 C30，水下澆筑時(shí)混凝土強(qiáng)度等級按相關(guān)規(guī)范要求提高。墻體和槽段接頭應(yīng)滿足防滲設(shè)計(jì)要求，地下連續(xù)墻混凝土抗?jié)B等級不宜小于 S6 級。地下連續(xù)墻主筋保護(hù)層在基坑內(nèi)側(cè)不宜小于 50mm，基坑外側(cè)不宜小于 70mm。地下連續(xù)墻的混凝土澆筑面宜高出設(shè)計(jì)標(biāo)高以上300～ 500mm，鑿去浮漿層后的墻頂標(biāo)高和墻體混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。 鋼筋籠 地下連續(xù)墻鋼筋籠由縱向鋼筋、水平鋼筋、封口鋼筋和構(gòu)造加強(qiáng)鋼筋構(gòu)成。地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)原理與關(guān)鍵技術(shù) 5 縱向鋼筋沿墻身均勻配置，且可按受力大小沿墻體深度分段配置?？v向鋼筋宜采用 HRB335 級或 HRB400 級鋼筋，直徑不宜小于 16mm，鋼筋的凈距不宜小于75mm, 當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻縱向鋼筋配筋量較大，鋼筋布置無法滿足凈距要求時(shí)，實(shí)際工程中常采用將相鄰兩根鋼筋合并綁扎的方法調(diào)整鋼筋凈距，以確?；炷翝仓軐?shí)?？v向鋼筋應(yīng)盡量減少鋼筋接頭，并應(yīng)有一半以上通長配置。水平鋼筋可采用 HPB235 級鋼筋，直徑不宜小于 12mm。封口鋼筋直徑同水平鋼筋，豎向間距同水平鋼筋或按水平鋼筋間距間隔設(shè)置。地下連續(xù)墻宜根