地下连续墙结构

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地下连续墙结构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。§1概述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） 314000m3，结构底板厚6m，V=44000m3，

侧壁厚4m,V=60000m3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:>10m地下连续墙结构地下连续墙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。a）沟槽开溶b)安设接头管c）安放钢筋笼d）浇混凝土地下连续墙施工方法a）沟槽开溶b)安设接头管§1.1地下连续墙的施工方法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。（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；能够紧邻相近的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. 可实行逆作法施工，有利于施工安全，并加快施工进度，降低造价。5、适用于多种地质情况。§1.2地下连续墙的特点及适用场合（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、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；4.

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。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地下连续墙是一种比钻孔灌注桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式，对其选用，必须经过技术经济比较，确实认为是经济合理，因地制宜时，才可采用。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。地下连续墙的设计一般包括：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§2地下连续墙挡土墙设计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。§2.1荷载分

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 土压力类别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。§2.2槽幅设计（一告）槽蚂壁稳败定性纲验算有理福论分民析及价经验懒公式院法两墙种，但理论旧计算赛一般租采用菜楔形赶体破酬坏面治假定驼，计吩算相木对繁拨琐，筛工程仇中应剪用较钩多的签是经拔验公柔式。1、梅便耶霍晒夫(G.呈G.M迈eye樱rho惹f)经验公下式法临界舌深度糊：(N=吵4(1殊+B/黑L))槽壁盲的塌吴坍安约全系奸数P0m、P1m分别挠为开站挖的镜外侧(土压力)和内仔侧(泥浆压罩力)槽底需水平挥压力默强度循。横向变潜形2、非安粘性贯土的龟经验卸公式对于无泼粘性的绢砂土(c＝0)，安骨全系屑数（确与槽尊壁深五度无畜关）冈：（二）常槽段划筑分槽段炭划分室应结光合成塌槽施臣工顺赔序、谈连续护墙接袭头形衫式、敢主体祥结构蓝布置果及设谎缝要魄求等献确定带。连续墙运接头位裤置应避要开预留宝钢筋或鞭接驳器分位置，鼓并应尽兽量与结爸构缝位它置吻合退。另外姥还应辛考虑局地下索连续吴墙分垒期施挠工的馆接头甲预留班位置言的影弓响等陪。在倾采用敞公母裂槽段攀前后次连续佣相接籍的连灵续墙锁施工截中，第一副月槽段的交确定较仰为重要捏。指地熄下连颠续墙辉开槽挎施工躬前，船沿连砌续墙闻轴线欣方向切全长息周边洞设置玩的导咱向槽义。导墙一乎般采用估“┓┏证“形现剥浇钢筋吃砼，导恰墙厚度长一般为200揉-30凭0mm无,混凝土养一般采坑用C20。导墙深论度以墙捏脚进入丙原状土词不小于30象0m释m为宜垒，导戒墙顶岔面高裙出地编面10巡寿0~洽20灾0m酸m，防止少周围的竭散水流培入槽段插内。导墙秃宽度炼要求脊大于疑地下椅连续婚墙的休设计鞋宽度50赠mm。混凝土挡土墙墙厚30~50木支撑§2.3导墙设计（一）于连续墙填深度的撕确定连续俭墙深捎度由血入土之深度兔决定此。连续毯墙入承土深槐度（错基坑练底以忧下深丑度）银与基者坑开准挖深快度的帽比值袜称为入土砖比。由基呀坑围下护结胃构的虚稳定殖性验桂算方烈法确纤定，重一般缝取为0.7藏~1.吴0；可先由絮以下两风种古典嚷的稳定法判别方院法直接民计算得帅到一个旋初值,然后胡通过辛基坑租稳定械性验胡算最坛终确邀定合麦理的惹入土夫比。§2.4连续墙深度及厚度的初选a）板柱伞底端为终自由的禾稳定状里态板柱底秀端为自忘由的稳壮定状态b）板桩舞底端为候嵌固的读稳定状贩态悬臂错式板阴桩有撑滴或锚智的板汪桩假想贺梁法弹性曲套线法反弯始点Q（二修）连挠续墙搬厚度陪的确嘱定连续墙埋厚度应嫂根据连沫续墙不驻同阶段耳的受力浊大小、衰变形及钢裂缝控流制要求该等确定伟。几种常犹用尺寸宪：600献mm,醋800妈mm,秃100帽0mm润,1傻200赖mm等。连续管墙结填构设票计计浩算前勉可以户根据妄工程食经验洒预先海设定砌，一毅般为哪基坑柄开挖雪深度香的3~5鞋%。最终纷应由结馅构计算浆、复核甜结果决绍定。（一）替弹性法墙体作梨为无限袋长的弹床性体，闲用微分兄方程求络解，主结动侧的膛土压力蛙为已知挡，但入永土面(开挖讽底面)以下只浸有被动红侧的土咬抗力，携土抗力殿数值与槽墙体变些化成正老比。土抗力数值与墙体变化关系

§2.5结构计算（2）同济句大学曾炎将上法终局部修枯改。基本上假定墨是：1)墙体僵作无立限长索的弹斥性体托。2)已知水违、土压防力，并假定为楚三角形博分布3)开挖面灭以下作五用在墙抛体上的冤土抗力谱，假定亡与墙体扭的变位扬成正比供例。4)横撑(楼扳)设置辈后，肿即把判横撑帆支点兽作为岛不动返支点池。5)下道横朱撑设置庆以后，认为俱上道于横撑爬的轴蜓向压训力值惊保持活不变春，其责上部免的墙贫体也帅保持外以前俱的变纺位。修改失后土焰抗力慰数值挠与墙壤体变方化关雄系（二）结支护内孤力随开韵挖过程蜡而变化立的计算霜方法该法基斯本点是担：1．考虑东支撑的论弹性变缝位，图零中弹簧药表示支茅撑。2．主动爽侧的土葛压力可购用实测酷资料，在并假设拢为坐标盒的二次雹函数。3．入土盏部分为筹已达到专朗金被诵动土压眨力的塑垄性区及渴土抗力糊与墙体秒变位成压正比的须弹性区染。4．墙体烛作为有趴限长，耐前端支旧承可以室是自由促、铰结萍、固定坟。（三衡）共在同变挥形理薄论简甩介日本版的森规重龙彼马提弱出了愁墙体欺变位拐对土旗压力兼产生抖增减饭的计福算方灾法被动侧Pa＝P0十khδ≤Pp（被动壮土压力松）主动烫侧Pβ＝P0—khδ≧Pa（主动浩土压力桐）共同搏变形嚼体a）第一桥次开挖柏结束时背的标准侨状态b）标准插状态下镜的变位c）根怜据δ计算荷土力Pm=P0±kδmd）进行沾土压力敬修正共同估变形房诚体计顾算过堂程（四撒）有保限单珠元法1、弹性往地基杆宝系有限磨单元法一般将志基坑底市面以上谢的墙体湖理想化洽为单位现墙宽非的梁甘单元，将入委土部分锡墙体作层为文克勒铜弹性地心基梁，其他水平减向基悬床系勾数沿巧深度兴的变漠化可叫以是线性的，也可丸以是常厨数值或乓其它假焦想的图迷形。将水宰平支店撑，棍各种屿斜度类的锚丛杆，边墙顶稿的水骆平框献架梁巾、帽决梁等疏作为弹性傍支承尚的杆歇件，其磨单元男截面后可换相算成单位间长度污的截教面面嚷积。悬臂式箱、单锚瘦式、多菠层横撑哗式、多枕锚式、访格形的秀挡土结蓝构，都域可简化逆为平面板结构。有限单蹈元法计橡算简图水平位移、弯矩、剪力随深度变化2、弹性念地基虎薄板浩有限淋单元盛法一般将仙基坑底祸面以上粱的墙体焰理想化暂为薄板欢弯曲纯单元，将赏入土辉部分坚墙体辽作为文克灵勒弹值性地香基上眯的薄撕板单疾元。薄板裂单元可贷为各向该同性，盘也可为升各向异嚷性；支处撑或锚匪杆可作获为附加袖直杆单柿元。该法姻可适脖用于赏地下胀连续谨墙与黎梁、窗板、作柱等俱组合店结构轨分析钓。3、弹性圈地基皮薄壳摔有限浸单元执法将地下另连续墙斯及上部氧结构作欺为由三同角形薄违板单元绣组成的平面或治空间壳隙体，将竖文克勒弹盏性地基(被动侧葡土体)和其它威杆件理缝想化为晌与壳体死单元节领点相连若的附加痰“弹簧团”单元扣。3、高二维有限单慨元法施工步1：地钉下连已续墙乏施作施工步2：开挖接至地表据以下5.蚂6米施工步此3：放耽坡开挖椅至地表淋以下12是.8米施工遭步4：坡面背土钉及鸦挂网加匆固必须阀验算钱如下骑两种图应力挥：在结牲构物格完成镇之后，作用粪在墙体轰上的土蒜压力、挽水压力悦以及作健用在主蕉体结构肯物上的细垂直、静水平荷富载等产请生的应厘力；在施伴工阶辉段，由作烛用在临愿时挡土修墙上的中土压力枣、水压灿力产生福的应力巡寿。§3地下连续墙兼作外墙时的设计由于横撑爪的支糟撑方特式与基主体滋结构淡和地储下墙缝的结妄合状框态不扑同，施工聋时地下员墙应力映与主体取结构物扩完成之无后的地下墙牙应力不彩同。刚竣家工时的地俗下墙盯应力也是施疤工期翼间地怨下墙浇应力歌与竣课工之宴后由投作用名在主圾体结万构（赤包括最地下皮墙在学内）誉上的惹外力箭产生叼的应桑力之鹿和。竣工弃之后作用在都主体结滔构物上企的外力械有：作智用在横承撑上的匠荷载、衫回填土救的土压尿力、回俭填土及恩板的自愿重、地建面活荷坏载等。长期不开考虑因散墙体位衔移而产普生的土约压力的妇变化。有时异还需寄要对盏地下握墙与凳主体工结构天物因温差疯和干燥沃收缩引起废的应被力或洲蠕变凝的影疾响等系进行鲁验算扎。§3.1单一墙的设计作用稿在单没一墙蚁上的宿荷载盾与弯清矩重合孝墙是展把主非体结静构的肥垂直糕边墙捧重合蛮在地现下墙戏的内燥侧，在内柜外墙驶之间独填充芹隔绝械材料毫使之剥不传淋达剪笑力的过结构裕形式。可随赔着地蹄下结识构物句深度位的增菜大而绸增大鼻内墙采的厚乡丰度。§3.2重合墙的设计刚竣工脾时，按地叫下墙（均作为连联续梁）颂与主体泪结构相接弃触状堤态进行结乒构计算衰。先计算夫地下墙柳与地下山主体结沈构边墙段的截面笼面积及侄其截面涂惯矩，组然后按刚蔬度比固例分逮配截咏面内咬力。长期贞土压丢力按静培止土认压力膜计算。作用在旨重合墙净上的荷陵载与弯唉矩注：尾（2）中考洗虑与地逢基的K值，竹把主理体结未构的肺外侧死看作络是由昂许多闸锟轴鸡支承湖起来旬的板葛结构咽，并导且作英用着筹框架处上的趋荷载衡与去蹲除支扯撑后漠的反卡作用兴力复合墙挂是把地唇下墙与乱主体结罢构的垂照直边墙做成一逝个整体，即把甲地下墙逝的内侧铁凿毛并域用剪力捉块将地期下墙与迁主体结攀构物连茧接起来绿。竣工衔后，鹅施工依期间攀的应梢力已独达到球某一耀程度导，必望须增哭加内住墙的愁厚度博，提结高内挣墙对昂外墙饰的刚序度比抚。但自必须于注意巨到新旧县混凝债土之巡寿间干盟燥收衔缩不落同而抄产生碰的应坡变差会使复差合墙产跟生较大讲的应力狗。会由葛于横芒撑位荣置和横水平荷构件里的位置不掩同而引躁起应力洗的变化或发让生温歪度应螺力、嫂收缩手变形驼应力陶等。§3.3复合墙的设计作用在繁复合墙库上的荷巧载与弯狼矩复合墙撕上的应距力分离墙罗是在主虽体结构湾物的水平构痛件上设夺置支点（根松据情职况，睡也有艇时设浑在垂雅直边借墙的想中间酱），谨把地北下墙轿作为午该支发点上偏的连覆续梁撑，用饺以抵点抗外微来压呆力。§3.4分离墙的设计作用在凳分离墙愉上的荷佣载与弯乓矩根据崖上部氏传下肢荷载膏进行肯内力跑分析服和截笛面计吸算之更外。要解决剖的关键执问题之肃一：无桩的睛地下连挠续墙与何有桩的傅地铁车览站底板傻的变形协岁调和基文本的同却步沉降奶。§3.5地下连续墙承重墙设计现今汤采用紧的设望计方赌法之塔一是翻根据雅群桩修设计六理论第，把院地下疤连续证墙模踏拟折算成皮工程桩历的方法纪。即把贼地下辞连续析墙的梯垂直盏承载甜能力叨，通暖过等银量代霞换计务算方葬法；将地凶下连跑续墙加模拟喘折算匙成若醒干根鲁工程浑桩，布置痛在基础弄底板的唇周边上口；将桩、是土、底连板三位稿一体视阅为共同裁结构符的复钥合基虾础，利其用有犬关的兵计算兄机程舒序，喂来计浓算底颂板的治内力燃、桩赖端轴捷力以童及总救体沉饱降。§3.5地下连续墙设计理论地下朵连续新墙的菌壁侧脏摩阻痛力与筹上层降性质岸和端康阻力健之间最存在服着互意相影再响的赛关系辽，端阻力恭的大小黑会影响电到壁侧绘摩阻力斯的发挥垃和分布。加荷初掩期，荷休载大部造分由壁速侧摩阻往力承担，传递检到墙底纳的荷载急很小，竟当壁侧坏摩阻力倡达到极严限后，鞭墙顶荷碗载再增谎加则主烂要由端习阻力承手担。当迹壁侧摩拍阻力达江到极限妥时，端桐阻力约歇占荷载剖的20%躲~40骡%。壁侧摩浙阻力全匠部发挥踏需要的树位移较始小；端阻省力全浓部发驳挥，赶则需饥要较学大的肤位移。施工献接头焰和结摇构接唐头。施工贤接头是浇姑筑地山下连钢续墙宽时连筛接两虏相邻谱单元耽墙间训的接悲头；结构逆接头是已栏竣工丢的地浩下连笛续墙听墙体同与地袍下结填构物新其它绑构件(粱、柱掘、楼板零等)相连接胶的接头忌。§4地下连续墙接头设计（一董）施危工接趴头施工接雹头应满景足受力和滴防渗的民要求，洗并要求侨施工简筐便、质愁量可靠芽。1．直接连烈接构成趁接头：单元乏槽段挖跪成后，消随即吊滚放钢筋组笼，浇座灌混凝时土。混床凝土与书末开挖负土体直扑接接触雹。在开狼挖下一织单元槽睬段时，庄用冲击辉锤等将恼与土体为相接触蔑的混凝慢土改造捆成凹凸注不平的驳连接面免，再浇强灌混凝京土形成史所谓“膏直接接丹头”。2．使用接头管（也愁称锁引口管没）建盼成接剪头；众一期乐单元巾槽段轮挖成蹈后，腰于槽岸段的分端头伶吊放樱入接叠头管弃，槽愉内吊背放钢年筋笼杀、浇语灌混制凝土闲，再糟拔出访接头屿管，画使端如部形眉成半寇圆形据表面蝴。继奋续施副工就江能形督成两睛相邻肚单元覆槽段绢的接锐头。接头管大多薪为圆弊形，此贞外还滨有缺途口圆纹形的滋、带蛋翼的绳、带酬凸榫纱的等态。接头恋管的吴外径爷应不弹小于慨设计灾混凝昌土墙愈厚的93％以上雷。除特馆殊情况钻外，一研般不用茅带翼的弄接头管沾，因为案使用这陷种接头汇管泥浆春容易淤祥积在翼皆的旁边牙影响工那程质量兔。带凸喉榫的接完头管也唱很少使女用。3．使桂用接头箱佩建成的接荒头施工方睁法与接另头管法撤相仿。一期单策元槽段露挖成后投即放下疾接头箱宫，再吊障放下钢农筋笼。由于扒接头批箱在缓浇灌科混凝辨土的骗一侧碎是敞搬开的谣，故可将钢役筋笼端痛头的水犯平钢筋率插入接弦头箱内踩。浇灌混概凝土时振，由于瓦接头箱然的敞开镰口被焊害在钢筋初笼上的图钢板所窜遮蔽，膏因而阻修挡混凝姥土进入脖接头箱校内。接读头箱拨锦出后再奶开挖二挑期单元煤槽段，馅吊放二薄期墙段熟钢筋笼仅，浇灌眼混凝土蜻形成接穿头，采述用这种棚接头方张法，可蚀使两相景邻单元银墙段的水平钢泄筋交错集搭接（虽然辽不及钢拌筋间直裤接绑扎杏或焊接牛），但颠也能使替墙体结晕构连成慕整体。4．用隔米板建成阴的接头按隔板们的形状哄可分作仔：平隔绞板、V形隔板迟和榫形诉隔板。犁按水平驴钢筋的萍关系可厘分成：折搭接接衫头和不敏搭接接张头。5．用辛预制笑构件度建成就的接慕头搭接泥接头膀和不绒搭接弹接头使用接旧头箱建无成的接止头波形钢回板接头钢筋紫混凝土的（上须图中a）；涉钢筋飞混凝飘土和铁钢材刘组合胳而成唱的（灶上图别中b），仅或全泰部用睛钢材惑制成信的（如上图旨中c）(二)结构砖接头头：可眯