格形地下连续墙施工技术方案

格形地下连续墙施工技术方案目录TOC\o"1-2"\h\u4一、总则 116295二、结构特点与形式 220764（一）核心特点 221842（二）结构形式 225060三、计算方法 226560（一）土压力计算 211745（二）整体稳定验算 31296（三）内力和变形计算 312476四、设计要点 520544（一）墙体设计 510124（二）施工接头设计 526580五、施工要点 623906（一）施工准备 632434（二）异形钢筋笼加工 625928（三）成槽施工 78360（四）混凝土浇筑 829963（五）接头施工 910378（六）墙底注浆 928554（七）冠梁施工 923488六、工程实例 1025195（一）沪东造船厂二期工程干船坞项目 1032697（二）上海耀华皮尔金顿玻璃有限公司浮法玻璃熔窑基坑项目 106738七、质量控制与安全保障 108108（一）质量控制要点 1118973（二）安全保障措施 1111647八、结语 11一、总则格形地下连续墙源于格形钢板桩岸壁概念，是一种依靠自身重量稳定的半重力式结构，适用于建（构）筑物地基开挖的无支撑空间坑壁支护场景。其通过内墙、中隔墙、外墙的有机组合，利用中间墙体实现内墙与外墙的刚性连接，充分发挥结构整体性和空间结构效应，有效抵御土压力、水压力等荷载，保障基坑开挖过程中的稳定性。本方案结合最新施工规范及工程实践，从结构特点、计算方法、设计要点、施工工艺及工程实例等方面进行系统阐述，为格形地下连续墙工程施工提供全面技术指导。二、结构特点与形式（一）核心特点受力特性：属于半重力式结构，依托自身重量及与土体的相互作用维持稳定，无需设置内支撑，可提供开阔的基坑作业空间。结构整体性：通过内墙、中隔墙、外墙的协同工作形成空间受力体系，中隔墙作为关键联系构件，有效传递内力，增强结构整体刚度。适应性强：可根据基坑形状、尺寸及地质条件，灵活布置“T”型、“十”字型、“L”型等异形槽段，适配复杂工程场景。功能复合：兼具支护、防渗、承重等多重功能，部分工程中可作为主体结构的一部分（两墙合一），减少后期结构施工工序。（二）结构形式基本组成：由内墙（迎土面或迎坑面墙体）、中隔墙（连接内墙与外墙的纵向墙体）、外墙（外侧围护墙体）三部分构成，墙顶设置通长冠梁或顶板，将三者牢固连接为整体。槽段形式：包括“一”型槽段（用于内墙、外墙或中隔墙的直线段）、“T”型槽段（主要用于内墙与中隔墙、外墙与中隔墙的连接部位）、“十”字型槽段（用于多向墙体交叉连接部位）、“L”型槽段（用于基坑转角部位）。连接方式：中隔墙与内墙、外墙之间采用剪拉型刚性接头，确保抗拉、抗剪能力；内墙槽段之间及外墙槽段之间可采用柔性接头，适应一定的变形需求。三、计算方法格形地下连续墙的内力与变形计算属于结构与土体共同作用问题，需综合考虑结构形式、外荷载大小及土壤特性，主要计算方法如下：（一）土压力计算内墙压力：迎土面侧：采用谷仓压力理论计算，或直接按静止土压力计算，具体根据土体特性及开挖深度确定。迎坑面侧：采用水平基床系数模拟土抗力，开挖面处土抗力为零，开挖面以下一定深度内按三角形分布，超过该深度后按矩形分布。外墙压力：迎土面侧：采用静止土压力计算。迎坑面侧：同样采用水平基床系数模拟土抗力，分布形式与内墙迎坑面一致。（二）整体稳定验算参照重力式围护结构稳定性验算标准，重点进行以下验算：整体稳定验算：采用圆弧滑动法或瑞典条分法，验算基坑开挖阶段结构及周边土体的整体滑动稳定性，安全系数需符合规范要求（一般不小于1.3）。抗倾覆验算：以墙趾为转动中心，计算抗倾覆力矩与倾覆力矩的比值，确保结构不发生倾覆，抗倾覆安全系数不小于1.5。抗滑验算：计算结构沿基底或软弱土层的滑动稳定性，抗滑安全系数不小于1.3；当抗滑能力不足时，可采取墙底注浆、设置抗滑桩等加固措施。抗渗流验算：验算基坑开挖过程中是否发生管涌、流砂等渗流破坏，通过计算渗透比降，确保其小于土体允许渗透比降；必要时采取降水、截水等措施控制地下水。地基应力验算：验算基础底面及墙前地基的应力分布，确保最大应力不超过地基承载力极限值，避免地基发生局部剪切破坏。（三）内力和变形计算1.传统弹性地基理论有限元分析方法模型简化：将基坑底面以上的墙体理想化为薄板弯曲单元，入土部分墙体视为文克尔弹性地基上的薄板单元，薄板单元可按各向同性或各向异性考虑。结构横向受力计算中，被动区设置水平向土弹簧支承，结构底面设置竖向弹簧支承；将地下墙的向上摩擦力及下端反力综合为下端弹性支承力，弹簧系数K参照相关规范或地区工程经验选用。槽段平面上截取横向剪力墙间距为单位计算长度，将内墙、外墙、中隔墙及顶部承台板作为整体结构，利用结构对称性简化为空间计算模型，边界条件设定为所有节点沿墙体长度方向水平位移为零。计算工具：可采用ANSYS、ABAQUS等三维有限元结构分析软件进行空间结构内力及变形计算。适用场景：工程经验丰富区域的一般工程，计算过程相对简单，精度可满足设计需求。2.三维弹塑性土体非线性理论有限差分分析方法模型简化：利用格形地下连续墙的结构对称性，取横向剪力墙间距为结构计算宽度，简化空间计算模型。地下墙采用壳单元模拟，采用弹性本构模型；土体与地下墙间设置间隙元，仅传递压力和一定摩擦力，不传递拉力。土体单元本构模型采用Mohr－Coulomb准则，需输入土体的体积模量(K)、剪切模量(G)、泊松比(v)、粘聚力(C)、内摩擦角(φ)及天然容重(γ)等参数；钢筋混凝土参数包括弹性模量E、泊松比μ及朗肯土压力系数。施工过程模拟：第一步：计算无地下墙时土体的自重场，模拟土体初始应力状态。第二步：将土体自重场位移置零，加入地下墙模型，模拟地下墙施工完成后的状态。第三步：计算基坑内土体开挖后的工况，分析结构内力及变形。适用场景：复杂地质条件或重要工程，可更真实地反映结构与周围地层的相互作用，避免土弹簧高度及数值的人为假定，参数取值误差较小。3.两种方法对比对比项传统弹性地基理论有限元法三维弹塑性土体非线性有限差分法模型简化程度较高，简化假设较多较低，更贴近实际工况参数取值需人为假定土弹簧参数直接引用勘察资料土体力学指标，结合工程监测优化计算复杂度相对简单，计算效率高复杂，计算周期较长适用工程一般工程、经验丰富区域复杂工程、重要工程、地质条件复杂区域计算精度可满足常规设计需求精度更高，能反映非线性变形特性实际工程中，可根据工程重要性、地质复杂程度选择计算方法，复杂工程建议采用两种方法进行对比分析，确保设计结果可靠。四、设计要点（一）墙体设计尺寸确定：总宽度和入土深度：需满足整体稳定、抗渗流及地下水控制要求，入土深度（插入比）一般根据地质条件确定，通常为基坑开挖深度的0.8~1.2倍，软土地区可适当增大。墙体厚度：根据内力计算结果及施工工艺要求确定，一般为0.6~1.2m，内墙厚度可略大于外墙，中隔墙厚度需满足抗拉、抗剪要求。中隔墙布置：根据结构内力计算分析确定中隔墙平面间距，一般为8~15m，确保内墙与外墙之间的传力路径清晰，结构整体刚度均匀。连接设计：墙顶连接：设置通长冠梁或顶板，截面尺寸根据内力计算确定，一般高度不小于800mm，宽度不小于墙体厚度，通过钢筋锚固将内墙、外墙、中隔墙牢固连接。墙体连接：内墙和外墙宜采用“T”型槽段与中隔墙连接，增强连接部位的刚度和承载力。竖向承载力设计：当格形地下连续墙需承受较大竖向荷载（如作为主体结构承重构件）或对竖向变形要求较高时，墙底应选择承载力较高的持力层（如粉质粘土、砂卵石层等）。墙底可采取注浆加固措施，提高竖向承载力，减少竖向变形，注浆材料选用水泥浆或水泥-水玻璃双液浆，注浆压力控制在0.5~1.0MPa。复合墙设计：当地下连续墙设置钢筋混凝土内衬墙时，内衬墙与地下连续墙结合面需按施工缝处理，进行凿毛、清洗，去除浮浆及松散骨料。通过墙面预埋钢筋、接驳器或预留剪力槽等措施，使内衬墙与地下连续墙形成复合墙共同工作，提高结构整体承载能力。（二）施工接头设计接头类型选择：刚性接头：中隔墙槽段之间、中隔墙与内墙及外墙之间采用剪拉型刚性接头（如十字穿孔钢板接头、工字钢接头），按承载能力极限状态进行设计，确保满足抗拉、抗剪要求。柔性接头：内墙槽段之间、外墙槽段之间一般采用柔性接头（如锁口管接头、橡胶止水带接头），适应一定的结构变形，同时保证防渗性能。接头防渗设计：接头部位是防渗薄弱环节，需设置止水构造，如在刚性接头处焊接止水钢板，柔性接头外侧包裹止水橡胶带，防止地下水渗透。五、施工要点（一）施工准备地质勘察：详细勘察施工区域地层分布、土体力学指标、地下水水位及水质等情况，为设计计算及施工工艺选择提供依据。场地准备：平整施工场地，清除地表障碍物，确保施工机械通行及作业空间；对场地进行压实处理，必要时铺设钢板或碎石垫层，防止机械下陷。规划槽段划分、钢筋笼加工区、泥浆制备区、材料堆放区等，合理布置施工道路及排水系统。设备选型：成槽设备：根据墙体厚度及地质条件，选用液压抓斗成槽机、冲击钻机、旋挖钻机等，异形槽段宜选用针对性的成槽设备（如双轮铣槽机）。辅助设备：包括泥浆制备设备（搅拌机、储浆池）、钢筋笼吊装设备（履带吊、汽车吊）、混凝土浇筑设备（导管、混凝土输送泵）等。材料准备：钢筋：选用符合设计要求的HRB400级钢筋，进场后进行力学性能复试，合格后方可使用。混凝土：采用水下C30C40混凝土，坍落度控制在180220mm，具备良好的和易性及流动性，初凝时间不小于4h。泥浆材料：选用膨润土、纯碱、CMC等，按设计配比制备泥浆，控制泥浆比重、粘度、含砂量等指标，确保槽壁稳定。（二）异形钢筋笼加工格形地下连续墙常涉及“T”型、“十”字型等异形槽段，钢筋笼加工难度大，需采取专项措施确保质量：加工平台设置：采用挖槽法设置加工平台，根据异形钢筋笼尺寸确定开槽参数：开槽宽度大于钢筋笼肢部宽度200300mm，开槽长度大于钢筋笼长度5001000mm，开槽深度为1800~2000mm（满足钢筋笼放置及工人操作空间）。槽底设置2个集水井（分别位于长度方向两端），及时排除槽内积水，防止钢筋锈蚀。平台底部铺设碎石垫层及钢板，确保平台平整、坚实，钢筋笼加工过程中不发生变形。钢筋笼制作：按设计图纸精准放样，采用钢筋定位架固定主筋、箍筋位置，确保钢筋间距、保护层厚度符合要求。异形部位（如“T”型翼缘、“十”字型交叉处）增设加强钢筋，提高钢筋笼整体刚度，防止吊装过程中变形。钢筋笼焊接采用双面焊，焊缝长度不小于10d（d为钢筋直径），焊缝饱满、无夹渣、裂纹等缺陷；绑扎接头搭接长度不小于35d，绑扎牢固。安装预埋件（如接驳器、止水钢板），确保位置准确、固定牢固；在钢筋笼外侧设置混凝土垫块，保证墙体保护层厚度（一般为70~100mm）。钢筋笼吊装：根据钢筋笼重量及尺寸，选用合适吨位的吊机（一般为50~200t履带吊），采用双点或四点吊装法，设置吊点加强措施，防止吊装过程中钢筋笼变形或断裂。吊装过程中专人指挥，缓慢起吊、平稳下放，避免钢筋笼碰撞槽壁，造成槽壁坍塌或泥浆污染。（三）成槽施工成槽是地下连续墙施工的关键工序，直接影响槽壁稳定性及墙体质量，重点控制以下要点：槽段划分：根据墙体厚度、成槽设备能力及地质条件划分槽段，常规槽段长度为4~6m，异形槽段长度根据实际情况调整，避免槽段过长导致槽壁失稳。泥浆制备与管理：泥浆配比：根据地质条件确定，一般膨润土含量为6%10%，纯碱掺量为膨润土的2%5%，CMC掺量为0.05%0.1%，制备后需检测泥浆比重（1.051.15）、粘度（18~25s）、含砂量（≤3%）等指标。泥浆循环：采用正循环或反循环方式进行泥浆循环，在成槽过程中不断补充新泥浆，维持槽内泥浆液面高于地下水位0.5~1.0m，防止地下水渗入导致槽壁坍塌。泥浆净化：使用泥浆分离器对循环泥浆进行净化处理，去除砂粒等杂质，确保泥浆性能稳定；废弃泥浆需经处理达标后排放，避免环境污染。成槽工艺：采用分层成槽法，每层成槽深度控制在2~3m，避免一次成槽过深导致槽壁坍塌；成槽过程中实时监测槽壁垂直度，采用超声波测壁仪检测，垂直度偏差控制在1‰以内。异形槽段成槽时，先施工主槽段，再施工翼缘槽段，确保槽段连接顺滑；成槽完成后及时清槽，采用空气吸泥法或抓斗清槽，清除槽底沉渣，沉渣厚度控制在100mm以内。槽壁稳定性控制：槽壁预加固：对软弱地层（如淤泥、粉砂层），可采用高压旋喷桩、水泥搅拌桩等进行槽壁预加固，加固范围为槽壁两侧各1~2m。浅层降水：若地下水位较高，可在槽壁外侧设置轻型井点或深井井点进行浅层降水，降低地下水位，减少地下水对槽壁的压力。缩短施工周期：每幅槽段从成槽、清槽、钢筋笼吊装到混凝土浇筑的施工周期控制在24h以内，避免槽壁长时间暴露导致失稳。控制周边荷载：施工期间禁止重型机械在槽段周边3m范围内行驶或停放，避免振动荷载导致槽壁坍塌。（四）混凝土浇筑导管安装：选用直径250300mm的钢制导管，导管壁厚不小于3mm，接头采用丝扣连接，安装前进行水密性试验（水压0.81.0MPa，保持30min无渗漏）。导管底部距槽底距离控制在300~500mm，导管间距不大于3m，最大导管间距不超过4m，确保混凝土浇筑均匀。混凝土浇筑：采用水下混凝土浇筑法，混凝土浇筑速度控制在2~3m/h，确保混凝土面均匀上升，上升速度不小于2m/h，防止出现夹层或断桩。浇筑过程中不断测量混凝土面高度，及时提升导管，导管埋入混凝土深度控制在2~6m，避免导管拔出混凝土面或埋入过深导致堵管。每幅槽段混凝土浇筑应连续进行，不得中断，若因特殊情况中断，中断时间不得超过混凝土初凝时间。混凝土浇筑标高应高于设计墙顶标高300~500mm，待混凝土强度达到设计要求后，凿除超浇部分，确保墙顶标高及平整度符合要求。（五）接头施工刚性接头施工：十字穿孔钢板接头：在钢筋笼端部焊接十字形穿孔钢板，钢板厚度1216mm，高度与钢筋笼一致，穿孔孔径为3040mm；相邻槽段混凝土浇筑时，混凝土通过穿孔形成整体，实现刚性连接。工字钢接头：在钢筋笼端部焊接工字钢，工字钢型号根据内力计算确定，相邻槽段钢筋笼的工字钢相互搭接，焊接固定，形成刚性接头。柔性接头施工：锁口管接头：成槽完成后，在槽段端部插入锁口管，锁口管直径略大于墙体厚度，高度高于墙顶标高1~2m；混凝土浇筑完成后，待混凝土初凝前，采用起重机配合液压千斤顶逐步拔出锁口管，形成柔性接头。橡胶止水带接头：在锁口管外侧包裹橡胶止水带，止水带高度与墙体一致，确保接头部位的防渗性能。（六）墙底注浆注浆管安装：每幅槽段埋设注浆管不少于2根，注浆管采用直径50mm的钢管，底部设置注浆孔（孔径810mm，孔距100150mm），并用滤网包裹，防止混凝土堵塞。注浆时机：混凝土浇筑完成后7~14d（混凝土强度达到设计强度的70%以上）进行墙底注浆。注浆工艺：采用水泥浆注浆，注浆压力控制在0.51.0MPa，注浆量根据地质条件及墙底面积确定，一般为0.30.5m³/m²；注浆过程中实时监测注浆压力及注浆量，当注浆压力达到设计值或注浆量达到计算值的80%以上时，可停止注浆。（七）冠梁施工凿毛处理：将地下连续墙顶部混凝土凿毛，清除浮浆及松散骨料，露出新鲜混凝土面。钢筋绑扎：按设计图纸绑扎冠梁钢筋，钢筋接头采用焊接或机械连接，确保连接质量；冠梁钢筋与地下连续墙预埋钢筋牢固连接。模板安装：采用钢模板或木模板，模板支撑牢固，拼缝严密，防止漏浆；模板标高控制准确，确保冠梁顶面平整度符合要求。混凝土浇筑：采用C30~C40混凝土浇筑，振捣密实，浇筑完成后及时覆盖养护，养护时间不少于7d。六、工程实例（一）沪东造船厂二期工程干船坞项目工程概况：矩形坞室平面面积约33200m²，一边为水域，另三边围护内边周长约812m，基坑开挖深度14~16m；7层办公大楼建筑处42m长坞壁采用格形地下连续墙作为承重结构及坞壁基础，实现“两墙合一”。结构参数：地下墙厚度0.8m，墙顶标高0.6m（局部3.75m），墙底标高-26m，插入比接近1:1（插入第⑥1层粉质粘土）。槽段布置：中间槽段为6m×0.8m，间距4m，共11幅；“T”型槽段外尺寸4m×2.815m，共18幅；“L”型槽段外尺寸2.99m×2.815m，共4幅。接头形式：槽段之间采用十字穿孔钢板刚性接头。加固措施：墙底设置压浆管进行注浆加固，每幅槽段埋设注浆管不少于2根。（二）上海耀华皮尔金顿玻璃有限公司浮法玻璃熔窑基坑项目工程概况：基坑平面尺寸49.9m×89.1m，开挖深度8.5~12.9m，围护结构采用半重力式格形地下连续墙，1986年竣工。结构参数：内墙：“T”型槽段，厚度0.8m，深度19.1m。外墙：“一”型槽段，厚度0.6m，深度20.1m。中隔墙：“一”型槽段，厚度0.6m，深度11.8m。间距：前外墙与中隔墙、中隔墙与内墙间距均为12m。七、质量控制与安全保障（