地下连续墙结构

9地下连续墙结构9.1概述9.2地下连续墙挡土墙设计9.3地下连续墙兼作外墙时的设计9.4地下连续墙接头设计9.1概述地下连续墙施工方法，又称槽壁法（diaphragmwall或slotwall）。自1950年意大利开始在水库大坝中修建地下连续墙这一技术取得了突飞猛进的发展。地下连续墙尺寸一般厚度不超过0.6m，深度不过20m。到了20世纪80年代，由于技术设备的提高，该技术得到急速发展。墙厚超出1.2m，深度超出l00m的地下连续墙不断涌现。到了90年代，由于成功研制并使用了水平多轴铣槽机，出现了超厚(3.20m)和超深(170m)的地下连续墙结构。已建成的日本东京湾跨海大桥的川崎人工岛(墙厚2.8m，直径108m)的地下连续墙基础，最大深度已达l40m。人工岛施工现场地下连续墙施工（1991.3—1992.10） 墙厚：2.8m,深度：120m人工岛内部开挖（1992.11—1993.10） 314,000m3，结构底板厚6m，V=44,000m3，

侧壁厚4m,V=60,000m3地下连续墙技术引入我国是在20世纪50年代末，也是首先在水利水电工程中采用。我国早在1958年就采用排桩式地下连续墙作为水坝防渗墙，并在1974年试用排桩式地下连续墙建造煤矿竖井获得成功。近20多年来，地下连续墙技术无论在工程实践中，还是在理论研究上都获得了很大成就。尤其是连续墙施工设备及工艺的发展使得连续墙施工的深度越来越大.近年来国内施工的工程实例如长江润扬大桥、阳逻长江大桥等锚碇基础深基坑中连续墙最大深度达到60米甚至以上，为我国超深大基坑围护提供了强大的技术支持。地下连续墙DiaphragmWall:>10m9.1.1地下连续墙的施工方法在地面上用一种特殊的挖槽设备，沿着深开挖工程的周边(例如地下结构的边墙)，依靠泥浆(又称稳定液)护壁的支护，开挖一定槽段长度的沟槽；再将钢筋笼放入沟槽内。采用导管在充满稳定液的沟槽中进行混凝土浇筑，将稳定液置换出来。相互邻接的槽段，由特别接头（施工接头）进行连接。特征是始终充满着特殊液体作为沟槽的支护。这个液体最初使用的是膨润土和水的溶解物（该液体名称很多，如触变泥浆、泥浆、稳定液、安定液等）。最近为了增加稳定液的机能和防止其机能的降低，不仅使用膨润土，而且还投入一些添加物组成混合液，这种混合物仍简称稳定液或泥浆。9.1.2地下连续墙的特点及适用场合（一）地下连续墙优点

1. 可减少工程施工时对环境的影响。施工时振动少，噪声低；能够紧邻相近建筑及地下管线施工，对沉降及变位较易控制；2. 地下连续墙的墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构；3. 地下连续墙为整体连续结构，加上现浇墙壁厚度一般不少于60cm，钢筋保护层又较大，故耐久性好，抗渗性能亦较好；4. 可逆作法施工，有利施工安全，加快施工进度，降低造价。5、适用于多种地质情况。（二）地下连续墙缺点

1.

弃土及废泥浆的处理问题。除增加工程费用外，如处理不当，还会造成新的环境污染；2. 地质条件和施工的适应性问题。地下连续墙可适用于各种地层，但最适应的还是软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时，还会增加施工难度和影响工程造价；3.

槽壁坍塌问题。引起槽壁坍塌的原因，可能是地下水位急剧上升，护壁泥浆液面急剧下降，有软弱疏松或砂性夹层，以及泥浆的性质不当或者已经变质，此外还有施工管理等方面的因素。槽壁坍塌轻则引起墙体混凝土超方和结构尺寸超出允许的界限，重则引起相邻地面沉降、坍塌，危害邻近建筑和地下管线的安全。（二）地下连续墙缺点

4、现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较髙，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但也增加工作量；5、地下连续墙如单纯用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩等一类可拔出重复使用的围护结构经济。（三）地下连续墙适用条件是一种比钻孔灌注桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式，经过技术经济比较，确实经济合理，因地制宜时，才采用。1. 基坑深度大于10m；2. 软土地基或砂土地基；3. 在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降，建筑物的沉降要求需严格限制时，宜用地下连续墙；4. 围护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，且对抗渗有较严格要求时，宜用地下连续墙；5. 采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。9.2地下连续墙挡土墙设计设计一般包括：槽壁稳定及槽幅设计、槽段划分、导墙设计、连续墙内力计算及配筋设计，连续接头设计等内容。地下连续墙设计计算的主要内容包括：1、确定荷载，包括土压力、水压力等。2、确定地下连续墙的入土深度。3、槽壁稳定验算根据已选定的地下连续墙入土深度，假定槽段长度，即可进行槽壁稳定的验算。4、地下连续墙静力计算5、配筋计算，构件强度验算，裂缝开展验算，垂直接头计算9.2.1荷载施工阶段的荷载主要指基坑开挖阶段的水土压力，地面施工荷载、逆作法施工时的上部结构传递的垂直承重荷载等。使用阶段的荷载，包括使用阶段的水土压力，主体结构使用阶段传递的恒载和活载等。施工及使用阶段的水土压力大小是荷载确定的关键。地下连续墙的计算理论是从古典的假定土压力为已知，不考虑墙体变形，不考虑横撑变形；逐渐发展到考虑墙体变形，考虑横撑变形，直至考虑土体与结构的共同作用，土压力随墙体变化而变化。分类假设条件方法名称较古典的理论土压力已知不考虑墙体变形不考虑横撑变形自由端法、弹性线法等值梁法、1/2分割法矩形荷载经验法、太沙基法等横撑轴向力、墙体弯矩不变化的方法土压力已知考虑墙体变形不考虑横撑变形山肩邦男弹塑性法张有龄法、m法横撑轴向力、墙体弯矩可变化的方法土压力已知考虑墙体变形考虑横撑变形日本的《建筑基础结构设计法规》的弹塑性法，有限单元法共同变形理论土压力随墙体变位而变化考虑墙体变形考虑横撑变形森重龙马法有限单元法(包括土体介质)地下连续墙计算方法综合 表9-1土压力类别相对位移静止土压力提高的主动土压力主动土压力降低的被动土压力被动土压力0＜

d/H≤2‰2‰＜

d/H≤4‰4‰＜

d/H≤10‰0＜

d/H≤2‰2‰＜

d/H≤5‰墙体变位d、深度H与土压力的关系地下墙的位移与土压力的分布图9.2.2槽幅设计槽幅是指地下连续墙一次开挖成槽的槽壁长度。槽幅设计的内容包括槽壁长度的确定及槽段划分。槽壁长度最好与施工所选用的连续墙成槽设备的尺寸（抓斗张开尺寸、钻挖设备的宽度等）成模数关系，最小不得小于一次抓挖（钻挖）的宽度，而最大尺寸则应根据槽壁稳定性确定。常用的槽幅为3-6米。地层稳定性越好，槽幅可设计得越长，但考虑到施工工效及槽壁稳定的时效，一般不超过8米。（一耐）槽今壁稳滔定性糊验算理论道分析威及经遮验公辟式法另两种蓝，理们论计旅算一孕般采未用楔形德体破请坏面害假定，计而算相叶对繁径琐，池工程稍中应垃用较顽多的策是经窜验公易式。1、梅丛耶霍灰夫(G穴.G僚.M危ey虽er省ho役f)经验旱公式赴法临界刺深度：槽壁皱的塌然坍安秩全系君数P0m、P1m分别插为开贞挖的外侧(土压昏力)和内瓶侧(泥浆讲压力)槽底血水平捷压力柴强度哄。横向兆变形2、非粘偿性土蕉的经能验公锋式对于跌无粘怜性的像砂土(c＝0)，安溪全系澡数（与槽荒壁深庸度无无关）：（二酱）槽考段划守分槽段脂划分应结有合成魂槽施品工顺亡序、贸连续恐墙接羊头形炒式、裕主体注结构鸭布置泽及设如缝要苗求等诱确定泽。连续撑墙接头田位置丙应避点开预旅留钢加筋或恼接驳估器位捧置，并坏应尽弃量与通结构惰缝位黑置吻立合。另外速还应于考虑唯地下堡连续熔墙分期悲施工赔的接驱头预持留位犬置的影凯响等牺。在恼采用中公母射槽段辛前后艘连续开相接碍的连装续墙睡施工矮中，第一舍副槽已段的胞确定菠较为结重要乞。9.龟2.晚3导墙妇设计指地岸下连倍续墙际开槽赵施工懂前，腐沿连武续墙框轴线井方向受全长统周边厅设置委的导向孕槽。导墙鱼一般的采用俊“┓祸┏“粮形现忙浇钢搅筋砼穷，导穷墙厚格度一钉般为20头0-弹30鸽0m逼m,混凝甚土一今般采集用C2梅0。导墙书深度梦以墙朝脚进钟入原防状土倘不小帝于30报0m裂m为宜散，导狱墙顶岗面高希出地纸面10免0~疮20强0m幼m，防止沉周围恐的散趴水流煤入槽西段内。导墙译宽度给要求营大于哀地下饮连续给墙的手设计欺宽度50秀mm。9.岛2.奥4连续翻墙深蒙度及逮厚度挣的初藏选（一娘）连掌续墙甜深度喜的确集定连续竖墙深石度由削入土施深度蛙决定。连续身墙入袜土深枕度（滑基坑谜底以沾下深辽度）勉与基强坑开态挖深壳度的朋比值纪称为入土恒比。由基槽坑围制护结嗓构的集稳定旱性验聋算方孕法确芒定，流一般想取为0.论7~筝1.瓦0；可先赖由以餐下两羡种古戒典的母稳定便判别宫方法题直接渡计算横得到熔一个速初值,然后狐通过基坑串稳定许性验扫算最疑终确肆定合理袍的入对土比矿。a）板敬柱底关端为椅自由亡的稳虫定状技态b）板鸽桩底格端为丑嵌固蝴的稳僵定状组态悬臂预式板弃桩有撑贱或锚伞的板湖桩假想磁梁法弹性匹曲线弦法反弯巩点Q（二型）连赖续墙喘厚度担的确梨定连续似墙厚巷度应惊根据仔连续冠墙不绞同阶享段的奶受力布大小贷、变形漠及裂怒缝控累制要求教等确搂定。几种济常用布尺寸：60佩0m仓m,海80幼0m茶m,主10爪00赶mm黑,拘12亚00颜mm等。连续插墙结霉构设嚷计计艘算前妥可以逢根据执工程轮经验著预先桨设定召，一伯般为基坑题开挖邀深度阁的3~磁5%。最烤终应吴由结候构计懂算、缴复核蓬结果铺决定纹。9.饱2.菜5结构允计算（一女）弹赞性法墙体级作为破无限企长的台弹性样体，滤用微傅分方牲程求扶解，台主动槐侧的贿土压鸡力为渗已知朗，但箩入土虽面(开挖平底面)以下冲只有怪被动恩侧的制土抗尺力，土抗铁力数泉值与恩墙体养变位酬成正漏比。基本狱假定推是：1)墙体撑作无超限长随的弹饲性体2)已知例水、闸土压盾力，假定夜为三裁角形文分布摧；3)开挖圆面以郊下作固用在微墙体僻上的咸土抗榆力，假定料与墙坊体的赤变位劝成正哥比例；4)横撑(楼扳)设置漏后，壤即把够横撑由支点胁作为雨不动午支点扩；5)下道忍横撑泻设置宾以后临，认为乒上道穗横撑柜的轴默向压汤力值暮保持运不变先，其者上部旦的墙科体也灵保持仿以前预的变撒位。（2）同狐济大件学曾那将上猾法局叉部修液改。（三摊）共梯同变钓形理察论简海介日本罩的森妄重龙给马提帜出了墙体念变位里对土洞压力厚产生蛮增减键的计图算方示法。被动艰侧Pa＝P0十khδ≤呼Pp（被号动土景压力务）主动姐侧Pβ＝P0—khδ≧妇Pa（主疮动土湿压力脆）a）第尽一次线开挖变结束迫时的贷标准恩状态拖；b）标样准状辈态下循的变么位；c）根据δ计算注土力Pm=P0±k拍δm；d）进量行土僻压力辩修正（四推）有走限单守元法1、弹性粱地基扩杆系称有限守单元纪法一般岔将基导坑底王面以催上的完墙体掩理想起化为单位舰墙宽忙的梁申单元，将茶入土临部分沟墙体鲁作为文克仅勒弹性凯地基狐梁，其水平挺向基延床系涝数沿深棍度的流变化轮可以地是线性无的，也奥可以歼是常财数值鸭或其渗它假懂想的辫图形轿。将水鱼平支阴撑，屋各种忘斜度骄的锚员杆，就墙顶甜的水漫平框肌架梁误、帽炊梁等深作为弹性醋支承历的杆坟件，其挣单元屑截面盼可换西算成单位丈长度样的截神面面劝积。预位漂移法浊、施仪工开某挖步宣增量爱法悬臂瓜式、跟单锚祸式、决多层冒横撑浑式、胶多锚雹式、便格形需的挡动土结溪构，未都可兼简化义为平劈燕面结暴构。2、弹性锻地基鸟薄板稀有限头单元抱法一般问将基闯坑底炕面以浑上的季墙体廉理想姓化为薄板颜弯曲阿单元，将羞入土狗部分场墙体索作为文克颂勒弹非性地寇基上糊的薄茫板单匙元。薄蛙板单睡元可伐为各嫁向同滑性，剖也可他为各洒向异季性；蹦支撑讯或锚遮杆可筹作为钳附加稍直杆葡单元左。该法崖可适忍用于盘地下雨连续撇墙与袄梁、结板、崭柱等汁组合享结构念分析。3、弹性凭地基旗薄壳杰有限丢单元模法将地循下连嫌续墙雨及上锐部结立构作轿为由陵三角标形薄各板单殊元组涨成的平面榆或空嚷间壳昏体，将医文克勒耍弹性险地基(被动闭侧土庸体)和其声它杆化件理栏想化砍为与参壳体滨单元组节点牧相连袄的附彼加“泛弹簧央”单踩元。4、二咳维有限恩单元揭法施工沉步三准：放厉坡开明挖至才地表勾以下12万.8米施工避步1：地肿下连质续墙公施作施工城步2：开耻挖至游地表象以下5.擦6米施工悲步4：坡革面土础钉及朵挂网倦加固419.出3地下颈连续吵墙兼读作外寇墙时匠的设棉计必须困验算命如下提两种抹应力吧：在结顾构物括完成烈之后，作施用在牙墙体吵上的娱土压蚀力、感水压意力以毒及作锯用在爷主体冲结构铸物上御的垂日直、泄水平申荷载佣等产恩生的缎应力扎；在施安工阶户段，由闯作用墓在临惰时挡顿土墙兔上的鞋土压喇力、记水压残力产滩生的棉应力故。9.增3.触1单一旬墙的碰设计由于横撑右的支去撑方唉式与既主体敬结构抢和地锻下墙只的结究合状帝态不领同，施么工时恶地下蚕墙应留力与勺主体击结构短物完湾成之羡后的地下旁墙应躺力不稻同。刚竣移工时地下李墙应窜力是被施工嫩期间呜地下脉墙应恋力与颗竣工调之后欠由作杯用在器主体揪结构避（包碧括地损下墙娇在内薪）上博的外捆力产摸生的务应力吼之和驴。竣工国之后作用嫩在主垦体结斑构物灰上的和外力踩有：农作用艘在横照撑上购的荷眯载、匀回填蜂土的桐土压亚力、悼回填蔽土及扩板的姑自重匆、地被面活声荷载敌等。长期偶不考旗虑因钳墙体灭位移傻而产毙生的似土压葡力的烤变化吸。有时冻还需先要对矩地下抗墙与舱主体丈结构盛物因温盖差和舞干燥和收缩引起容的应呈力或牧蠕变困的影使响等蹲进行惭验算物。图9-13作用在单一墙上的荷载与弯矩9.辟3.采2重合床墙的凡设计重合视墙是世把主搜体结去构的阅垂直翻边墙他重合熔在地券下墙贝的内纲侧，在内转外墙车之间僵填充摧隔绝写材料燥使之想不传僻达剪支力的上结构鼓形式。可随挂着地巩下结红构物涛深度晌的增烤大而胶增大桥内墙催的厚顺度。刚竣斤工时，按别地下禾墙（弊作为油连续术梁）庙与主袍体结拾构相接装触状样态进行往结构鞋计算隐。先计虽算地楼下墙脚与地情下主涨体结横构边教墙的尸截面沸面积堂及其承截面鬼惯矩混，然斧后按刚垂度比祝例分适配截符面内匆力。长期奖土压稠力按静折止土彼压力渴计算。注：（2）中考虑与地基的K值，把主体结构的外侧看作是由许多锟轴支承起来的板结构，并且作用着框架上的荷载与去除支撑后的反作用力图9-14作用在重合墙上的荷载与弯矩9.盒3.侍3复合洁墙的耳设计复合壳墙是怪把地劝下墙锋与主号体结蕉构的卧垂直闸边墙做成伙一个峰整体，即互把地旬下墙解的内侧念凿毛区并用答剪力竖块将兽地下售墙与碎主体吊结构泥物连颜接起玻来。竣工雁后，或施工基期间然的应味力已零达到私某一文程度毙，必选须增慌加内嫂墙的们厚度露，提夹高内岩墙对校外墙洞的刚春度比递。但客必须恒注意愁到新旧售混凝雕土之云间干原燥收岗缩不故同而义产生饶的应关变差会使负复合奶墙产携生较悲大的挥应力谋。会由席于横泽撑位铅置和友水平互构件熊的位置蚕不同随而引倒起应俱力的灿变化或发潜生温致度应浑力、聋收缩男变形绵应力宗等。图9-15作用在复合墙上的荷载与弯矩图9-16复合墙上的应力9.肾3.嫂4分离滥墙的替设计分离与墙是存在主坝体结零构物仇的水平乎构件榨上设肝置支姿点（根滔据情踢况，卸也有归时设劳在垂臂直边裙墙的监中间栋），颂把地皇下墙俯作为现该支福点上久的连度续梁孙，用起以抵臣抗外膊来压留力。图9-17作用在分离墙上的荷载与弯矩9.萄3.榨5地下掩连续俩墙承指重墙悲设计根据谱上部缠传下轧荷载翻进行伪内力辆分析萝和截纳面计摔算之占外；要解鸽决的激关键攻问题照之一魄：无桩敲的地谊下连跪续墙感与有锈桩的悦地铁藏车站弦底板宝的变形午协调艰和基欠本的汤同步具沉降翻。9.圆3.礼5地下榜连续构墙承侨重墙疫设计现今贯采用姓的设仔计方个法之巷一是染根据弹群桩弯设计驶理论拘，把量地下什连续喉墙模杯拟折算偶成工却程桩两的方陪法。即把私地下邻连续拆墙的族垂直它承载嫂能力价，通霉过等宴量代雨换计沾算方浸法；将地聚下连应续墙瓦模拟南折算姻成若朋干根招工程台桩，布榴置在混基础霞底板善的周闲边上导；将桩猜、土临、底痒板三兽位一绘体视帅为共同删结构农的复渣合基钢础，利斑用有抗关的缴计算岸机程宇序，亩来计帐算底禾板的停内力幼、桩窝端轴茎力以仰及总肠体沉扛降。地下每连续赏墙的浑壁侧眉摩阻轧力与鞭上层竹性质竹和端稿阻力桂之间腊存在脱着互缸相影染响的梢关系交，端阻习力的达大小热会影蚊响到作壁侧冻摩阻荐力的魂发挥腿和分虎布。加荷庆初期愚，荷惰载大下部分将由壁绵侧摩揭阻力结承担，传捞递到丧墙底富的荷食载很笛小，医当壁涛侧摩钥阻力合达到蛙极限厦后，房诚墙顶两荷载镜再增茧加则总主要晓由端姿阻力故承担帽。当班壁侧里摩阻输力达炮到极秘限时阿，端阻纽奉力约腥占荷怜载的20牧%~聚40洁%。壁侧碑摩阻灿力全世部发授挥需峰要的肺位移绞较小锅；端阻蒜力全老部发偏挥，妈则需雨要较孕大的贱位移。9.否4地下伪连续顷墙接峡头设佛计施工拉接头玩和结较构接坟头。施工酿接头是浇补筑地扬下连萝续墙详时连弓接两哑相邻崇单元臂墙间咱的接翁头；结构蛮接头是已兵竣工律的地拿下连若续墙袋墙体惯与地忠下结蓬构物小其它玻构件(梁、哥柱、珍楼板概等)相连既接的阅接头太。（一睁）施阶工接戴头施工半接头园应满线足受力猪和防最渗的葛要求全，并沈要求档施工俘简便舒、质赴量可林靠。1．直接跟连接技构成稀接头：单态元槽埋段挖后成后音，随墙即吊来放钢旋筋笼迹，浇姿灌混勺凝土柄。混剩凝土摔与末岭开挖拼土体污直接睛接触工。在训开挖距下一律单元常槽段泥时，拐用冲背击锤百等将怀与土字体相膝接触蜻的混舟凝土绞改造继成凹警凸不麻平的规连接栋面，机再浇浅灌混亮凝土灿形成案所谓孔“直押接接届头”育。2．使饶用接头鞠管（也逼称锁谎口管枕）建津成接赞头；扛一期谈单元薯槽段云挖成掘后，猜于槽羊段的借端头乖吊放蜓入接何头管连，槽趴内吊趴放钢糊筋笼突、浇歼灌混俭凝土广，再句拔出央接头窄管，代使端史部形扑成半醋圆形宝表面漂。继培续施断工就狠能形疾成两弱相邻表单元你槽段帮的接宪头。接头届管大多盐为圆差形，此吨外还乔有缺趟口圆迁形的伤、带皂翼的货、带能凸榫他的等舌。接头压管的议外径泉应不宅小于岸设计导混凝手土墙纯厚的93％以煤上。粉除特瓜殊情勉况外荐，一伍般不员用带扇翼的黎接头凶管，索因为膀使用侮这种社接头剂管泥彩浆容屿易淤佛积在恭翼的辩旁边俗影响棚工程期质量卸。带来凸榫霸的接布头管贿也很刚少使揪用。3．使践用接头杯箱建哈成的接帝头施工猎方法率与接扛头管息法相崖仿。一期杠单元罗槽段纽奉挖成答后即炭放下满接头托箱，削再吊宽放下作钢筋辫笼。由于侮接头森箱在望浇灌订混凝斯土的话一侧蜡是敞浆开的斜，故可将胡钢筋均笼端红头的亏水平绕钢筋清插入关接头吧箱内稿。浇灌园混凝瞧土时溜，由丸于接桥头箱饱的敞万开口沙被焊渡在钢捉筋笼衬上的贩钢板腹所遮宣蔽，卧因而元阻挡冬混凝继土进金入接自头箱台内。汇接头中箱拨糊出后峡再开扔挖二持期单疯元槽助段，喇吊放哨二期绘墙段柱钢筋叮笼，漫浇灌佛混凝队土形响成接初头，处采用藏这种桑接头浊方法亩，可壳使两鸡相邻渡单元朴墙段酷的水平遍钢筋劫交错野搭接（虽泛然不旁及钢签筋间赢直接艳绑扎宋或焊昆接）胀，但亩也能喂使墙斑体结惰构连窄成整钱体。4．用隔疑板建座成的电接头按隔途板的骗形状捐可分烛作：滚平隔巴板、V形隔老板和商榫形供隔板过。按车水平注钢筋离的关咳系可罚分成百：搭碰接接舍头和胁不搭数接接则头。5．用预吹制构蝴件建商成的夜接头搭接游接头赴和不杀搭接表接头使用观接头婚箱建柜成的窃接头波形先钢板裹接头钢筋县混凝土的（豪图9-乖23中a）；巡寿钢筋扶混凝售土和滥钢材村组合吹而成超的（搅图9-今23中b），列或全搞部用前钢材馆制成菊的（恭图9-任23中c）(二)结构未接头暗：可垂分头直接杯连接眨和间志接连锁接。直连病接成趴的接界头在地及下连翅续墙躺体内预埋奴钢筋（即袋加热湖并弯液起原茂设计斯的连抓接钢