地下连续墙结构施工工法

地下连续墙结构

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。（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。9.2地下连续墙挡土墙设计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与土压力的关系图9-2地下墙的位移与土压力的分布9.2赴.2槽幅设征计槽幅区是指适地下闭连续得墙一布次开丸挖成凶槽的奋槽壁圾长度渠。槽遗幅设规计的盛内容拉包括槽壁长叶度的确诱定及槽荡段划分。槽壁塞长度机最好织与施悉工所醋选用脱的连冻续墙踏成槽全设备县的尺倦寸（乱抓斗仁张开忧尺寸倦、钻联挖设混备的旱宽度知等）眼成模数关辱系，最渴小不笋得小插于一调次抓健挖（纸钻挖帽）的际宽度忆，而卸最大选尺寸饭则应求根据拥槽壁叹稳定摔性确合定。常用的宾槽幅为3-6米。栏地层予稳定喉性越努好，皮槽幅反可设眨计得字越长泽，但禾考虑湾到施舰工工帅效及搞槽壁活稳定绘的时梨效，卧一般搞不超句过8米。（一乖）槽纳壁稳阅定性爽验算有理论暮分析及抽经验公蹲式法两殖种，理孔论计算允一般采塘用楔形姐体破坏胸面假定努，计算扯相对繁即琐，工氧程中应蹈用较多拉的是经纷验公式罢。1、梅耶敏霍夫(G.木G.M帆eye祸rho尸f)经验公稠式法临界歇深度词：槽壁的商塌坍安挂全系数P0m、P1m分别圆为开敲挖的厅外侧(土压力)和内侧(泥浆匀压力)槽底碍水平先压力您强度亮。横向变乘形2、非民粘性妙土的玩经验或公式对于泻无粘抓性的矩砂土(c＝0)，安全增系数（光与槽壁蝇深度无孙关）：（二印）槽夹段划舌分槽段钟划分纲应结可合成钥槽施辰工顺贿序、餐连续张墙接辣头形复式、苦主体柏结构砌布置御及设逐缝要译求等亮确定胃。连续眠墙接想头位姻置应河避开巩预留尘钢筋元或接里驳器炼位置特，并蓬应尽逐量与它结构单缝位疾置吻棚合。另外还兽应考虑阴地下连堤续墙分榆期施工得的接头虑预留位扛置的影贴响等。哨在采用目公母槽缠段前后万连续相友接的连纺续墙施碰工中，第一副派槽段的青确定较杏为重要娇。9.2彩.3导墙虑设计指地下殃连续墙花开槽施损工前，炸沿连续邻墙轴线赌方向全猫长周边触设置的相导向槽丹。导墙一稠般采用巨“┓┏欣“形现没浇钢筋灿砼，导缸墙厚度恶一般为200秆-30指0mm宋,混凝土轿一般采疫用C20。导墙深很度以墙免脚进入较原状土塌不小于300临mm为宜旬，导否墙顶回面高室出地团面100嫌~20篮0mm，防止稠周围的查散水流齿入槽段婆内。导墙宽小度要求农大于地芳下连续疲墙的设您计宽度50冶mm。9.2栋.4连续墙似深度及唱厚度的蝴初选（一榴）连膝续墙嘴深度砌的确庙定连续墙牲深度由雕入土深蛋度决定盐。连续捡墙入悦土深茎度（膀基坑韵底以摔下深樱度）哨与基皮坑开联挖深扮度的组比值梅称为入土比。由基坑吴围护结旬构的稳容定性验睬算方法调确定，沉一般取值为0.7升~1.疑0；可先使由以伯下两助种古托典的腰稳定扔判别搁方法橡直接军计算胁得到晒一个市初值,然后松通过怪基坑刺稳定榜性验片算最刻终确沉定合格理的躬入土番比。a）板柱绳底端为罪自由的躬稳定状暴态b）板敌桩底狼端为半嵌固蚕的稳跳定状撞态悬臂企式板苗桩有撑或肝锚的板臂桩假想勾梁法弹性巧曲线拳法反弯更点Q（二转）连逗续墙猾厚度勒的确冒定连续墙兵厚度应降根据连疫续墙不兵同阶段轻的受力努大小、货变形及筑裂缝控抄制要求蝇等确定轧。几种僵常用表尺寸捐：60疲0m升m,镰80蚁0m它m,治10问00舟mm错,摔12锅00发mm等。连续墙恳结构设港计计算紫前可以匀根据工律程经验士预先设传定，一戏般为基泽坑开挖粪深度的3~5氏%。最终垂应由结饭构计算叉、复核芳结果决钻定。9.2益.5结构计锻算（一匆）弹仪性法墙体作廉为无限致长的弹艺性体，计用微分回方程求调解，主有动侧的膊土压力要为已知统，但入倍土面(开挖瘦底面)以下只竿有被动笋侧的土煌抗力，挂土抗力潜数值与狱墙体变血位成正勒比。（2）同扁济大省学曾枝将上杏法局它部修斗改。基本域假定读是：1)墙体作兴无限长营的弹性弓体2)已知水艰、土压买力，并假定为普三角形袖分布；3)开挖面残以下作帮用在墙钞体上的骨土抗力食，假定婆与墙体骆的变位葡成正比鞠例；4)横撑(楼扳)设置讽后，驶即把你横撑与支点端作为度不动序支点食；5)下道绵横撑遵设置扑以后脾，认为上族道横撑与的轴向偷压力值董保持不将变，其状上部的狠墙体也屿保持以疤前的变讲位。（二）支护内力随开挖过程而变化的计算方法该法基本点是：1．考虑支撑的弹性变位，图中弹簧表示支撑；2．主动侧的土压力可用实测资料，并假设为坐标的二次函数；3．入土部分为已达到朗金被动土压力的塑性区及土抗力与墙体变位成正比的弹性区；4．墙体作为有限长，前端支承可以是自由、铰结、固定。（三裕）共役同变腥形理鹊论简写介日本的沸森重龙上马提出踏了墙体柱变位对雷土压力翅产生增缴减的计测算方法绒。被动领侧Pa＝P0十khδ≤Pp（被筐动土量压力俗）主动度侧Pβ＝P0—khδ≧芬Pa（主动圾土压力阳）a）第牙一次骄开挖士结束软时的用标准浓状态筑；b）标准就状态下塘的变位插；c）根挽据δ计算香土力Pm=P0±kδm；d）进依行土也压力房诚修正（四）叔有限单苏元法1、弹苏性地街基杆耗系有位限单缎元法一般将元基坑底勤面以上泄的墙体豪理想化墓为单位映墙宽阔的梁服单元，将披入土确部分摘墙体辛作为文克勒况弹性地旁基梁，其园水平题向基饥床系叔数沿遗深度低的变怕化可洪以是线性的，也可鹿以是常伶数值或轧其它假左想的图算形。将水平秧支撑，俱各种斜花度的锚善杆，墙秩顶的水售平框架栋梁、帽攀梁等作留为弹性支龄承的杆蛙件，其谨单元睬截面可可换许算成单位海长度云的截砌面面糊积。悬臂式灶、单锚毙式、多跌层横撑弓式、多得锚式、瓣格形的硬挡土结域构，都悠可简化滴为平面龟结构。2、弹性地垫基薄板锣有限单狐元法一般将美基坑底驼面以上捷的墙体涨理想化享为薄板单弯曲躁单元，将入洁土部分真墙体作扎为文克换勒弹劳性地居基上获的薄共板单病元。薄李板单屿元可喘为各挑向同锅性，轨也可亚为各稀向异铃性；准支撑欲或锚苦杆可糊作为拔附加谋直杆陶单元较。该法可工适用于佛地下连戏续墙与乖梁、板快、柱等肯组合结矩构分析。3、弹性地哗基薄壳慰有限单推元法将地下讽连续墙捕及上部犹结构作动为由三师角形薄肤板单元包组成的平面亏或空卵间壳拌体，将柱文克勒瞎弹性惠地基(被动障侧土雄体)和其它集杆件理胡想化为绳与壳体肿单元节围点相连多的附加谈“弹簧球”单元荒。4、二维有限单戒元法38施工近步三乐：放负坡开夜挖至勿地表庸以下12询.8米施工步1：地下类连续墙狐施作施工弱步2：开踪蝶挖至饶地表牙以下5.6米施工然步4：坡面掌土钉及知挂网加宰固9.葱3地下连码续墙兼第作外墙良时的设碍计必须昆验算容如下排两种纤应力服：在结洁构物旨完成风之后，作用理在墙体挂上的土雪压力、兵水压力物以及作泼用在主腰体结构爹物上的瞒垂直、坚水平荷为载等产垃生的应灭力；在施工胀阶段，由古作用悬在临界时挡隙土墙默上的伏土压最力、悔水压姥力产狐生的忽应力厕。9.皮3.悬1单一墙庭的设计由于横撑丛的支绳撑方床式与罢主体捏结构新和地践下墙劫的结六合状枝态不妇同，施工代时地下刘墙应力洒与主体双结构物疤完成之补后的地下健墙应嚷力不适同。刚竣删工时的地伏下墙钥应力断是施历工期饺间地畅下墙偿应力封与竣粥工之驶后由棕作用拍在主箱体结惰构（氧包括票地下被墙在曲内）珠上的恩外力围产生回的应面力之点和。竣工卵之后作用蜜在主袍体结第构物心上的附外力瓶有：俱作用去在横匠撑上易的荷咐载、面回填辰土的足土压主力、剖回填贯土及额板的虫自重稿、地盈面活胳荷载缓等。长期不玩考虑因筋墙体位桑移而产折生的土惹压力的眼变化。有时还福需要对熄地下墙滑与主体步结构物因温差箱和干燥愁收缩引起的队应力或亦蠕变的刷影响等语进行验锁算。图9-13作用在单一墙上的荷载与弯矩9.3赤.2重合墙蚀的设计重合墙扰是把主国体结构蓝的垂直楼边墙重尾合在地爱下墙的蝇内侧，在内外移墙之间颤填充隔凝绝材料景使之不佣传达剪注力的结络构形式。可随着宝地下结乏构物深排度的增剪大而增易大内墙粱的厚度谱。刚竣工勿时，按垄地下窑墙（根作为帽连续痕梁）惹与主她体结霞构相接触与状态进行故结构联计算肤。先计算撇地下墙猜与地下枕主体结江构边墙聪的截面抬面积及京其截面题惯矩，宣然后按刚度滥比例分现配截面详内力。长期土支压力按静悟止土凡压力兆计算。9.3磨.3复合荐墙的负设计复合墙碎是把地忍下墙与原主体结瞧构的垂搏直边墙做成一见个整体，即彻把地爪下墙糖的内后侧凿趴毛并惑用剪象力块疮将地蹲下墙舍与主故体结辛构物渐连接屑起来巨。竣工后堤，施工短期间的锦应力已膛达到某理一程度采，必须凉增加内期墙的厚给度，提口高内墙油对外墙皇的刚度欠比。但雕必须注与意到新旧混疯凝土之似间干燥邮收缩不付同而产英生的应得变差会使复旋合墙产催生较大出的应力芳。会由贴于横烈撑位铺置和忙水平旗构件且的位置不未同而引童起应力枯的变化或发宿生温久度应遣力、框收缩堆变形暗应力耕等。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.宣3.震4分离墙博的设计分离墙巩是在主住体结构习物的水平构厨件上设耐置支点（根据惑情况，眨也有时伶设在垂仆直边墙唇的中间近），把拦地下墙裕作为该腹支点上买的连续辨梁，用健以抵抗今外来压尊力。图9-17作用在分离墙上的荷载与弯矩9.3膨.5地下痰连续带墙承剪重墙留设计根据侨上部聚传下丧荷载扁进行隐内力懒分析法和截份面计冠算之亩外；要解康决的泻关键高问题意之一枣：无桩的庸地下连挨续墙与狸有桩的身地铁车孝站底板民的变形协缝调和基抢本的同锈步沉降碎。9.耳3.致5地下连口续墙承鸽重墙设劲计现今采城用的设茎计方法晓之一是答根据群充桩设计环理论，深把地下甲连续墙参模拟折算成锦工程桩相的方法见。即把泳地下严连续伸墙的瓶垂直路承载贝能力迎，通自过等朗量代纪换计晶算方输法；将地下醋连续墙激模拟折掠算成若岂干根工逝程桩，布榴置在泼基础哪底板测的周归边上轻；将桩、辽土、底您板三位忧一体视揭为共同结矛构的复朋合基础，利皱用有劫关的哭计算容机程疤序，幅来计遍算底特板的赞内力歇、桩家端轴诱力以铺及总黄体沉迅降。地下蓬连续政墙的雕壁侧厌摩阻许力与奴上层夫性质纷和端检阻力沫之间复存在匪着互脏相影冻响的睡关系狂，端阻力库的大小瓜会影响舍到壁侧尾摩阻力践的发挥绿和分布。加荷乎初期岛，荷漠载大赢部分应由壁协侧摩滥阻力构承担，传递着到墙底乞的荷载浓很小，追当壁侧耍摩阻力脆达到极亦限后，壶墙顶荷户载再增病加则主信要由端傻阻力承乖担。当恳壁侧摩疫阻力达顾到极限狱时，端克阻力约天占荷载伪的20丢%~呆40障%。壁侧盛摩阻木力全伤部发担挥需告要的村位移木较小宝；端阻力粗全部发骂挥，则阿需要较洒大的位洪移。9.4地下连悟续墙接舰头设计施工跃接头鞋和结屿构接所头。施工接摊头是浇筑势地下连借续墙时赶连接两桃相邻单芹元墙间喘的接头昌；结构敢接头是已拥竣工姻的地叨下连狐续墙心墙体羞与地嚷下结合构物偏其它疼构件(粱、柱寇、楼板怎等)相连歌接的仔接头兰。（一义）施顽工接州头施工接撞头应满魄足受力奴和防安渗的五要求厉，并竞要求现施工注简便悟、质殊量可誓靠。1．直接连捎接构成潮接头：单元预槽段挖冤成后，倒随即吊即放钢筋悉笼，浇电灌混凝尖土。混弃凝土与口末开挖住土体直枝接接触勿。在开坐挖下一矛单元槽券段时，厌用冲击姑锤等将删与土体专相接触钱的混凝眠土改造傻成凹凸阔不平的倍连接面堪，再浇阅灌混凝刺土形成隙所谓“暂直接接尖头”。2．使用接头映管（也称喇锁口管尤）建成熊接头；装一期单渗元槽段强挖成后润，于槽返段的端昆头吊放者入接头晚管，槽林内吊放哗钢筋笼妈、浇灌岗混凝土束，再拔尚出接头却管，使倍端部形的成半圆居形表面洁。继续蹈施工就缎能形成外两相邻特单元槽浮段的接巴头。接头包管大多价为圆决形，此外急还有缺湾口圆形衰的、带丝式翼的、煎带凸榫轰的等。接头扭管的懒外径躁应不药小于陕设计电混凝昂土墙敌厚的93％以上膀。除特锋殊情况般外，一贴般不用骂带翼的绒接头管爬，因为肠使用这宋种接头摸管泥浆病容易淤宰积在翼哄的旁边返影响工痛程质量或。带凸晨榫的接围头管也瓜很少使槽用。3．使用接头核箱建笼成的接头施工方表法与接壤头管法似相仿。一期单鲁元槽段宽挖成后诸即放下棵接头箱托，再吊宜放下钢超筋笼。由于接呢头箱在估浇灌混侍凝土的摆一侧是荐敞开的辜，故可将钢误筋笼端砌头的水雁平钢筋吴插入接缴头箱内碗。浇灌混拐凝土时惊，由于咐接头箱食的敞开今口被焊肺在钢筋插笼上的希钢板所培遮蔽，劫因而阻腾挡混凝妹土进入怖接头箱盘内。接遭头箱拨从出后再模开挖二质期单元周槽段，侍吊放二办期墙段椅钢筋笼丝式，浇灌活混凝土天形成接犁头，采射用这种疯接头方末法，可滋使两相添邻单元区墙段的水平戒钢筋秘交错闭搭接（虽然哀不及钢消筋间直找接绑扎幼或