【正文】 (3) CMC 的選擇 ：泥漿中摻入 CMC 之后，提高泥皮的形成性十分明顯。 當(dāng)溶解性有問(wèn)題時(shí)，應(yīng)選易溶的 CMC。當(dāng)有海水混入泥漿時(shí)，應(yīng)選耐鹽的 CMC。 CMC 的粘度分高、中、低三檔，粘度越高 CMC 的價(jià)格也高，但防漏效果很明顯。 (4) 分散劑的選擇 ：分散劑的作用是 提高泥水分離性，防止和處理鹽分或水泥對(duì)泥漿的污染 。被水泥污染的泥漿選用碳酸鈉 (Na2CO3)和碳酸氫鈉 (NaHCO3)分散劑，分離效果較好。易被鹽分污染的泥漿選用以腐殖酸鈉或紙漿廢液為原料的鐵硼木質(zhì)素磺酸鈉分散劑效果較好。 (5) 加重劑的選擇 ：加重劑的作用是 增加泥漿密度，提高泥漿的穩(wěn)定性 。目前一般選用 重晶石 。在地下水位很高、地基非常軟弱或土壓力非常大時(shí)，槽壁穩(wěn)定受到威脅，作為一種措施應(yīng)在泥漿中摻入加重劑，增加泥漿的密度。 (6) 防漏劑的選擇 ：防漏劑的作用是 堵塞地基土中的孔隙，防止泥漿漏失 。一般防漏劑的粒徑相當(dāng)于漏漿層土砂粒徑 10%～ 15%左右效果最好。 第二節(jié) 地下連續(xù)墻的破壞形式和設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容 地下連續(xù)墻擋土結(jié)構(gòu)體系的破壞形式 （１）穩(wěn)定性破壞 ?① 整體失穩(wěn) ?② 坑底隆起破壞 ?③ 管涌及流砂 （２）強(qiáng)度破壞 ?① 支撐強(qiáng)度不足或壓屈 ?② 墻體強(qiáng)度不足 （３）變形過(guò)大 根據(jù)上述可能發(fā)生的破壞形式，地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面： ?① 確定地下連續(xù)墻的荷載，即在地下連續(xù)墻各工況條件下所承受的水土壓力及其他荷載。 ?② 確定地下連續(xù)墻的入土深度，以滿足基坑工程穩(wěn)定性要求及滿足基坑抗管涌、抗隆起和滿足地基承載力的要求。 ?③ 進(jìn)行地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力分析，確定墻體彎矩、剪力和軸力設(shè)計(jì)值及支撐力設(shè)計(jì)值。 ?④ 地下連續(xù)墻及支撐系統(tǒng)截面設(shè)計(jì)，包括墻體和支撐的配筋計(jì)算、截面強(qiáng)度驗(yàn)算、接頭的連接強(qiáng)度驗(yàn)算和構(gòu)造處理等。 ?⑤ 驗(yàn)算開(kāi)挖槽段的槽壁穩(wěn)定性。 ?⑥ 估算基坑施工對(duì)周?chē)h(huán)境的影響程度，包括連續(xù)墻的墻頂位移和墻后地面沉降值的大小和范圍。 第三節(jié) 地下連續(xù)墻荷載結(jié)構(gòu)法設(shè)計(jì)計(jì)算 荷載結(jié)構(gòu)法 地下連續(xù)墻用于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，在土方。開(kāi)挖到基坑底面前，通常應(yīng)設(shè)置多道水平支撐 （或拉錨） 。但在開(kāi)挖第一層土體時(shí)，第一道支撐尚未設(shè)置，地下連續(xù)墻處于懸壁狀態(tài)（如同懸壁式板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)） ，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 243所示 地下連續(xù)墻單支點(diǎn)的情況如圖 244所示，由于地下連續(xù)墻的剛度相對(duì)于土體剛度大得多，周?chē)馏w對(duì)地下連續(xù)墻墻底的嵌固作用不大，即認(rèn)為地下墻底端為自由端，故該計(jì)算方法稱為“自由端法” 。自由端法的關(guān)鍵是確定最小入土深度 t，以滿足墻身在荷載作用下的靜力平衡 多支點(diǎn)的地下連續(xù)墻可采用等值梁法（或稱相當(dāng)梁法）進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 245所示，等值梁的基本原則是在基坑底面以下地下連續(xù)墻彎矩為零的某點(diǎn)作為一假想鉸，這個(gè)假想鉸將墻體分為上下兩段。假想梁，上段為各支撐和假想鉸組成的多跨連續(xù)梁，下段為一端固定一端鉸支的超靜定梁，如圖 245b所示。 為求得墻底最小插入深度 t，可采用圖 245b中一端固定一端鉸支的下段梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖，假定被動(dòng)土壓合力 Ep和梁端 O點(diǎn)剪力 Ed相等，于是可得 修正的荷載結(jié)構(gòu)法 山肩邦男法考慮逐層開(kāi)挖和逐層設(shè)置支撐的施工過(guò)程，假定土壓力為已知，并引入以下簡(jiǎn)化假定： ?① 下道橫撐設(shè)置后，上道橫撐的軸力不變。 ?② 下道橫撐支點(diǎn)以上的擋土結(jié)構(gòu)位移是在下道橫撐設(shè)置前產(chǎn)生的，下道橫撐點(diǎn)以上的墻體仍保持原來(lái)的位置，因此下道橫撐點(diǎn)以上的地下連續(xù)墻的彎矩不變。 ?③ 在粘土地層中，地下連續(xù)墻為無(wú)限長(zhǎng)彈性體。 ?④ 地下連續(xù)墻墻后側(cè)主動(dòng)土壓力在開(kāi)挖坑面以上為三角形分布，在坑面以下為矩形分布，這是考慮已抵消墻前的靜止土壓力的結(jié)果。 ?⑤ 開(kāi)挖坑面以下土體橫向抵抗反力作用范圍可分為兩個(gè)區(qū)域，即高度為 l 的被動(dòng)土壓力塑性區(qū)及被動(dòng)抗力與墻體變位值成正比的彈性區(qū) 山肩邦南提出了近似解法，基本假定與精確法不同處有以下３點(diǎn) ?① 在粘性土層，地下連續(xù)墻作為底端自由的有限長(zhǎng)梁。 ?② 在開(kāi)挖面以下土的橫向抵抗力采用線形分布的被動(dòng)土壓力。 ?③ 開(kāi)挖面以下連續(xù)墻彎矩為零的那點(diǎn)假想為一個(gè)鉸，忽略此鉸以下的擋土結(jié)構(gòu)對(duì)鉸以上擋土結(jié)構(gòu)的剪力傳遞。 山肩邦男近似解只需應(yīng)用兩個(gè)靜力平衡方程式 ∑ H＝ ０和∑ MA ＝ ０ ，即作用于地下連續(xù)墻的墻前、墻后所有水平作用力合力為零和所有水平作用力對(duì)地下連續(xù)墻底自由端合力矩為零。由 ∑ H＝ ０得 第四節(jié) 地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)值分析法 彈性桿系有限元法（彈性地基梁法） 彈性地基梁的數(shù)值解法又稱桿系有限元法，該方法實(shí)際上是矩陣位移法與彈性地基梁法的結(jié)合。該方法沿縱向取單位寬度的地下連續(xù)墻擋土結(jié)構(gòu)，將其視為一個(gè)豎放的彈性地基梁。地下連續(xù)墻墻體根據(jù)要求剖分為若干段梁?jiǎn)卧?，支撐可用二桿桁架單元模擬，地層對(duì)地下連續(xù)墻的約束作用可用一系列彈簧來(lái)模擬，彈簧的作用按通常的彈性地基梁方法假定，既可采用彈性地基梁的局部變形理論即文克爾假定，也可考慮土體彈簧之間的相互影響，即采用所謂的整體變形理論。 彈性地基梁的數(shù)值解法對(duì)荷載的處理方法，與前述的荷載結(jié)構(gòu)法的相比有較大的不同，荷載圖式如圖 249所示。圖 249地下連續(xù)墻荷載簡(jiǎn)圖墻背側(cè)的土壓力為主動(dòng)土壓力，一般可用朗肯理論計(jì)算，考慮了地面超載后，在開(kāi)挖面以上為梯形分布，開(kāi)挖面以下為矩形分布。這里將開(kāi)挖面以下墻背后土壓力采用矩形分布是考慮了地下連續(xù)墻開(kāi)挖面被動(dòng)一側(cè)的靜止土壓力與墻背主動(dòng)土壓力相抵消后的近似的結(jié)果。 圖 249中虛線所圍的三角形即為相互抵消的部分土壓力。被動(dòng)一側(cè)由墻體位移而產(chǎn)生的抗力，由設(shè)置的彈簧支座提供。顯然被動(dòng)土壓力的大小和分布情況取決于墻體變位的計(jì)算結(jié)果。荷載（抗力）與結(jié)構(gòu)變形相聯(lián)系，這正是彈性地基梁的數(shù)值解法對(duì)經(jīng)典的荷載結(jié)構(gòu)法的一大改進(jìn)。作用于地下連續(xù)墻墻背的主動(dòng)土壓力的大小和分布還隨開(kāi)挖面位置變化而變化，隨著開(kāi)挖深度增大，主動(dòng)土壓力也增大，圖 248表示了四種不同開(kāi)挖深度時(shí)，作用于連續(xù)墻主動(dòng)土壓力值的變化過(guò)程。 彈性地基梁的數(shù)值解法可采用多種工況的計(jì)算簡(jiǎn)圖，來(lái)反映地下連續(xù)墻荷載和內(nèi)力隨施工不同階段的變化過(guò)程。在具體應(yīng)用彈性地基梁的數(shù)值法計(jì)算時(shí)，還有全量法和增量法兩種計(jì)算模式的選擇，圖 248所示為設(shè)有三道支撐的地下連續(xù)墻的全量法計(jì)算簡(jiǎn)圖，即對(duì)每一工況，將相應(yīng)的主動(dòng)土壓力全部作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)（墻體）上，求解得到的內(nèi)力和位移即為該工況的實(shí)際內(nèi)力和實(shí)際位移。圖 2410所示為增量法的計(jì)算簡(jiǎn)圖，增量法是將施工過(guò)程分為若干工況，而將前后兩工況的荷載改變值稱為荷載增量。由荷載增量引起的位移和內(nèi)力稱為位移增量和內(nèi)力增量，當(dāng)前支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移，則是從開(kāi)始到目前工況各階段內(nèi)力增量和位移增量的累計(jì)值。在實(shí)際應(yīng)用中，由于全量法在處理不同工序時(shí)需進(jìn)行位移修正，程序處理困難，因而常用“增量法”處理地下連續(xù)墻的計(jì)算。 對(duì)于地下連續(xù)墻，取單位長(zhǎng)延米進(jìn)行計(jì)算，把其作為一受土壓力作用下的彈性地基梁，土對(duì)墻的作用按文克爾（ Winkler）理論用一系列彈簧表示，而彈簧的剛度系數(shù) k＝ N/Δ ， Δ為由彈性力學(xué)的布辛奈斯克（ Boussinesq）理論求得的位移， N為相應(yīng)的力。如圖 2411所示，對(duì)開(kāi)挖面以上的彈簧產(chǎn)生的集中力為 xi ，設(shè)彈簧代表受壓力的面積為 bi d， d為墻單元寬度，通常取 d＝ m，則作用于該面積上的分布?jí)毫? 利用桿系有限單元法，對(duì)地下連續(xù)墻劃分單元（一般沿豎面取 ） ，對(duì)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化，如圖 2412所示，每個(gè)單元均采用具有三個(gè)自由度（ u， v， θ）的梁?jiǎn)卧?。此外，在各個(gè)階段開(kāi)挖面處和設(shè)置支撐處均布置結(jié)點(diǎn)，支撐可采用桿單元，土層對(duì)墻體的抗力作用由彈簧模擬，而彈簧布置在結(jié)點(diǎn)上，其剛度為彈簧附近土層抗力系數(shù)，利用增量形式的彈性地基梁數(shù)值解法，基本平衡方程為 求解方程式（ 244）得到的是當(dāng)前工況由本階段增量荷載引起的位移增量，由位移增量可得到相應(yīng)的內(nèi)力增量（如彎矩增量、剪力增量等） 。 要求當(dāng)前工況實(shí)際的位移和內(nèi)力（全部位移和內(nèi)力） ，則可累加先前各受力工況的位移增量和內(nèi)力增量，即 連續(xù)介質(zhì)有限單元法 用連續(xù)介質(zhì)有限元法計(jì)算地下連續(xù)墻時(shí)，將地下連續(xù)墻和地層看作是有機(jī)聯(lián)系的整體。一般將地下連續(xù)墻當(dāng)為線彈性體，而巖土介質(zhì)則可根據(jù)不同情況和不同要求選擇不同的本構(gòu)模型。地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)受力的大小與周?chē)貙咏橘|(zhì)的特性、基坑開(kāi)挖的幾何尺寸、開(kāi)挖的施工程序以及支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的剛度密切相關(guān)，通過(guò)計(jì)算分析得出地層對(duì)地下連續(xù)墻的荷載效應(yīng)，即地下連續(xù)墻的內(nèi)力和位移。 通常情況下用平面二維問(wèn)題的有限元法分析就能滿足工程設(shè)計(jì)的精度要求，在特殊情況下，如果基坑幾何形狀很不規(guī)則，無(wú)法簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變問(wèn)題，或基坑開(kāi)挖分區(qū)分層逐步開(kāi)挖，且必須考慮空間效應(yīng)時(shí)，也可采用空間三維有限單元法。 在基坑工程中，地下連續(xù)墻一般可按彈性體計(jì)算，對(duì)于二維平面問(wèn)題，常選用四結(jié)點(diǎn)或八結(jié)點(diǎn)等參單元，有時(shí)根據(jù)需要也可選擇桿系梁?jiǎn)卧M地下連續(xù)墻，這樣可以直接得到地下連續(xù)墻截面上的彎矩和剪力，可避免將二維等參單元的應(yīng)力折算成地下連續(xù)墻內(nèi)力的轉(zhuǎn)換過(guò)程。支撐通常取為二力桿桁架單元。土層介質(zhì)的力學(xué)模型有許多種可供選擇。對(duì)于土層地質(zhì)條件好，而計(jì)算目的主要是對(duì)結(jié)構(gòu)受力狀況做定性估算時(shí)，可采用線彈性模型或非線性彈性模型；當(dāng)土層軟弱，且要求計(jì)算地下連續(xù)墻的變形及基坑周?chē)貙拥奈灰魄闆r時(shí)，一般采用彈塑性模型；當(dāng)需要考慮土的流變性能對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)影響時(shí)，應(yīng)采用粘彈性或粘彈塑性模型。為了滿足精度要求，二維平面問(wèn)題計(jì)算時(shí)，土層介質(zhì)應(yīng)采用四結(jié)點(diǎn)或八結(jié)點(diǎn)等參單元 有限元的網(wǎng)格范圍應(yīng)取多大？理論上計(jì)算域取得越大越好，可以避免邊界效應(yīng)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，計(jì)算區(qū)域增大了計(jì)算工作，也可能使計(jì)算機(jī)舍入誤差增加，有時(shí)效果適得其反，一般認(rèn)為可?。潮痘訉挾群停潮堕_(kāi)挖深度中的較大值作為計(jì)算域的寬度，已滿足工程的精度要求。圖 2413所示為某地下連續(xù)墻計(jì)算范圍及有限元網(wǎng)格。 第五節(jié) 地下連續(xù)墻的施工 施工工藝流程 如下圖所示。 地下連續(xù)墻施工工藝流程 地下連續(xù)墻各施工工序技術(shù)要點(diǎn) ?① 護(hù)壁泥漿對(duì)槽壁的壓力略大于地下水土壓力，可平衡地層水土壓力，穩(wěn)定井壁。 ?② 洗槽 利用泥漿當(dāng)介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)排渣，鉆機(jī)鉆下的土（巖）屑及時(shí)由泥漿攜帶排出槽外，鉆頭始終切削新土，提高了機(jī)械鉆進(jìn)效率。 ?③ 冷卻鉆頭 泥漿的循環(huán)降低了由于鉆頭與土（巖）層所作機(jī)械功而產(chǎn)生的溫升。 ?④ 潤(rùn)滑 泥漿又是一種潤(rùn)滑劑，從而降低了鉆機(jī)的磨損。 ?① 槽段劃分 即確定單元槽段的長(zhǎng)度，它既是進(jìn)行一次性挖掘的長(zhǎng)度，也是一次性澆筑混凝土的長(zhǎng)度，應(yīng)綜合考慮地質(zhì)條件，對(duì)鄰近建筑物的影響、鋼筋籠吊裝和混凝土供應(yīng)能力。 ?② 槽段開(kāi)挖 常用鉆抓機(jī)挖槽或多頭鉆成槽機(jī)開(kāi)挖兩種形式。 ?③ 清槽 無(wú)論采用何種施工方法，必須對(duì)殘留在槽底的土渣、雜物進(jìn)行清除。清防方法一般采用吸力泵、空氣壓縮機(jī)和潛水泵等排渣。 單元槽段 指地下連續(xù)墻的施工時(shí)，沿著墻體長(zhǎng)度方向把地下墻分成某種長(zhǎng)度的施工單元。 地下連續(xù)墻單元槽段長(zhǎng)度取決于以下因素：①設(shè)計(jì)所要求的構(gòu)造、形狀 (拐角和端頭等 )、墻的厚度和深度。②施工所要求的挖槽壁面的穩(wěn)定性、對(duì)相鄰結(jié)構(gòu)物的影響、挖槽機(jī)的最小挖槽長(zhǎng)度、混凝土拌和站的供應(yīng)能力、泥漿儲(chǔ)備池的容量、鋼筋籠的質(zhì)量和尺寸、作業(yè)場(chǎng)地占用面積和可以連續(xù)作業(yè)的時(shí)間限制。 一般情況下以 5～ 8m 居多，但也可取10m或更大一些的情況 。 單元槽段劃分 以下邊的一些圖為例，說(shuō)明 按結(jié)構(gòu)物形狀劃分 的單元槽段。圖 (a)單元槽段為挖槽機(jī)的最小挖掘長(zhǎng)度，它適用于減少對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)物的影響，或必須特別注意槽壁的穩(wěn)定性等情況。 圖 (b)單元槽段為地下連續(xù)墻與柱子相連的一段， 地下墻的接頭設(shè)在柱和柱的中間。 圖 (c)單元槽段為 直角形拐角 ，鋼筋籠整體插入為佳，但也可將鋼筋籠分割開(kāi)插入槽內(nèi)。 圖 (d)單元槽段為間隔布置的槽段，盡量不影響相鄰結(jié)構(gòu)物而縮短單元槽段的長(zhǎng)度，避免大面積槽壁承受側(cè)向土壓力。 圖 (e)單元槽段為十字形，不宜采用 大的單元槽段 ，由于在這種情況下導(dǎo)墻不易穩(wěn)定，所以對(duì)導(dǎo)墻要進(jìn)行加固，必須特別 注意槽壁的穩(wěn)定和挖槽精度 。 圖 (f)單元槽段為間隔布置的圓周形式或曲線形式的槽段，如用沖擊鉆法挖槽，可按曲線形式施工。 修筑導(dǎo)墻是地