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1、n 地下连续墙结构 第一节 概 述 第二节 结构设计 第三节 接头设计第七章 地下连续墙结构DateDate2 2一、地下连续墙的概念槽壁法 ，1950年首次应用于意大利的米兰地下建 筑工程中。我国的水电部门于1958年开始，在山东青岛月子 口水库工程中采用这种技术修建防渗墙，随后又在 北京、云南、贵州、广东、广西、甘肃、吉林、江 西等省市，五十多项工程中采用地下连续墙技术， 取得良好的技术、经济效果。近期在城市基坑工程中得到普遍应用。如北京王 府井宾馆（基坑深度16.0m,墙厚0.6m,深20m）,上海 金茂大厦（基坑深度15.0m,墙厚1.0m,深36m）等第一节 概 述DateDate3
2、 3一、地下连续墙的概念深圳地铁1号线国贸站地下连续墙第一节 概 述左、右线上下重叠地下三层侧式站台车站， 基坑总长238.49m，深约25m， DateDate4 4n一、地下连续墙的概念n 深圳地铁1号线国贸站地下连续 墙第一节 概 述标准段宽度：车站为20.25m，连续墙总长度 541m，成墙面积1.47m2 。连续墙划分为标准中幅 （幅度6m）69幅，非标准幅13幅及特殊幅14幅， 共计96幅， DateDate5 5n一、地下连续墙的概念n 深圳地铁1号线国贸站地下连续 墙第一节 概 述DateDate6 6定义：利用挖槽机械，借助于泥浆的护 壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽 ，并在其
3、内浇注混凝土而形成一道 具有防渗(水)、挡土和承重功能的 连续的地下墙体，称为地下连续墙 。 第一节 概 述一、地下连续墙的概念DateDate7 7二、地下连续墙的施工方法第一节 概 述DateDate8 8导墙施工第一节 概 述DateDate9 9泥浆制备厂DateDate1010成槽机挖土第一节 概 述DateDate1111接头箱DateDate1212钢筋笼制作DateDate1313钢筋笼起吊DateDate1414钢筋笼吊放DateDate1515浇注混凝土DateDate1616优点q施工时对环境影响小。没有噪音，无振动， 不必放坡，可紧邻相近的建筑和地下设施施 工； q墙体
4、刚度大，整体性好，结构和地基变形都 较小，即可用于超深围护结构，也可用作主 体结构； q连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好 ；q可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快 施工进度； q适用于多种地质条件。第一节 概 述三 地下连续墙的特点及适用条件DateDate1717缺点 q弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处 理不当，还会造成新的环境污染。 q地质条件和施工的适应性问题。 q槽壁坍塌问题。 q现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙 面要求较高，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，但增加工作量； q地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构， 不如采用钢板桩尚可拔出
5、重复使用来得经济。第一节 概 述三 地下连续墙的特点及适用条件DateDate1818适用场合： q基坑深度大于10m; q软土地基或砂土地基； q在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施 工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严 格限制的地下工程。 q围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格 要求时；q采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构 的工程。第一节 概 述三 地下连续墙的特点及适用条件DateDate1919四 地下连续墙的技术要点1)如何在各种复杂地基中开挖出符合设计要 求(如几何尺寸、偏斜度等)的槽孔来?2)如何保证槽孔在开挖和回填过程中的稳定 ?3)如何用适宜的材料回填到槽孔中，形成
6、一 道连续的、不透水的并能承受各种荷载的 墙体来?4)如何解决各个墙段之间的接缝连接问题?DateDate2020一 地下连续墙受力特点施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：q槽段土方开挖阶段 槽段侧壁的稳定性q地下连续墙浇筑形成 开挖前的受力状态q基坑第一层开挖 悬臂受力状态、地面侧向位移q基坑土方开挖阶段 墙的结构强度、基坑稳定及变形量q基坑土方工程结束 基坑底部隆起、基坑整体失稳q工程竣工 水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形第二节 结构设计DateDate2121二 结构体系的破坏 形式q稳定性破坏q整体失稳 q基坑底隆起 q管涌及流沙 q强度破坏q支撑强度不足或 压
7、屈 q墙体强度不足 q变形过大 第二节 结构设计DateDate2222三 地下连续墙设计计算的主要内容(1)确定在施工过程和使用阶段各工况的荷 载，即作用于连续墙的土压力、水压力以 及上部传来的垂直荷载。(2)确定地下连续墙所需的入土深度，以满 足抗管涌、抗隆起，防基坑整体失稳破坏 以及满足地基承载力的需要。(3)验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新 调整槽段长、宽、深度的尺寸。(4)地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑) 的内力分析和变形验算。(5)地下连续墙结构的截面设计，包括墙体 和支撑的配筋设计、截面强度验算、接头 的联结强度验算和构造处理。DateDate2323（一）施工阶段 q 基
8、坑开挖水土压力； q 施工荷载，若采用逆作法考虑上部结构自 重。四 荷载确定 （二）使用阶段 q 水土压力； q 主体结构传递的恒载和活载。水土压力的确定是荷载确定的关键 ！DateDate2424水土压力的计算规定 1粘性土按水土合算，非粘性土按水土分算 ，按水土分算时，应考虑地下水是否有渗流 。2. 土压力分布模式：泰沙基试验DateDate25254某些规范规定土压力分布应按入土深度和墙体侧 向位移选用。如港口工程地下连续墙结构设计与 施工规程（JTJ 303- 2003），上海市基坑工程 设计规程等。土压力类别与墙体位移/基坑深度H 的关系土压力类 别土压力 类别 静止土压 力降低的
9、被动土 压力 提高的主 动土压力被动土 压力 主动土压 力水土压力计算规定 DateDate2626（一）槽幅：一次成槽的槽壁长度 q 槽壁长度 q 槽段划分五 槽幅设计 （二）槽壁长度确定规定 q 槽壁长度应与成槽机械尺寸成模数关系， 最小不小于机械的尺寸，最大尺寸由槽壁稳 定性确定。q 目前常用为36m,一般不超过8m。DateDate2727（三）槽幅稳定性验算 q 梅耶霍夫经验公式法 临界深度Hcr 五 槽幅设计 黏土、泥浆的有效重度，kN/m3; 条形基础的承载力系数。 槽壁的平面宽度、长度，m。DateDate2828（三）槽幅稳定性验算 q 梅耶霍夫经验公式法 槽壁坍塌安全系数
10、Fs 五 槽幅设计 开挖外侧（土压力)槽底水平压力强 度； 开挖内侧（泥浆压力）槽底水平压 力强度。DateDate2929（三）槽幅稳定性验算 q 梅耶霍夫经验公式法 开挖槽壁的横向变形 五 槽幅设计 计算点深度，m; 土的压缩模量，kN/m2。DateDate3030（三）槽幅稳定性验算 q 非粘性土的经验公式 安全系数 五 槽幅设计 砂土、泥浆的重度，kN/m3; 砂土的内摩擦角。DateDate3131（四）槽段划分 q 考虑的因素 成槽施工顺序 连续墙接头形式 主体结构布置及设缝要求五 槽幅设计 DateDate3232q 导墙截面形式 q C20混凝土，厚度200300mm； q
11、导墙深度深入原状土不小于300mm ； q 顶面高出地面100200mm；q 宽度大于连续墙设计宽度的 3050mm。六 导墙设计 DateDate3333q连续墙厚度依据不同阶段的受力 、变形和裂缝控制要求确定，常 用规格600、800、1000、 1200mm；q连续墙的入土深度（基坑地面以 下的深度）与基坑深度之比，称 为入土径比，据经验依据地质条 件取0.71.0； q可用古典稳定判别方法板桩稳 定平衡状态法得出初值。七 连续墙厚度深度初选 DateDate3434古典稳定判别方法 q板桩底端为自由的稳 定状态入土深度过小七 连续墙厚度深度初选 支撑或锚杆水平轴力； 墙入土深度； 被动
12、侧总压力； 主动侧总压力。DateDate3535古典稳定判别方法 q板桩底端为嵌固的稳定状态悬壁 桩七 连续墙厚度深度初选 据实际变形情况，设墙体绕E转动，则E以上墙后为 主动土压，墙前为被动土压，E点以下则相反。E点以 下墙段对上段的作用力记为P（图）。可求出嵌深的上段t，再乘由以1.2作为嵌固深度DateDate3636土压分布与前类似，但这里多一未知量，超静定， 用等值梁法求解。设合土压=0处M=0（近似, x0/H和有关），由CA段 SMC=0，可求出拉力T、P0；由下段SMC=0求t，再乘以1.2。q板桩底端为嵌固的稳定状态带撑 或锚DateDate3737（一）较古典的计算方法：
13、q假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形 。 q方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法八、地下连续墙计算理论及方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变： q假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑 支撑变形。 q方法：山肩帮男法（三）横撑轴向力、墙体弯矩可变： q假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。 q方法：日本弹塑性法、有限元法（四）共同变形理论： q假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体 、支撑变形。 q方法：森重龙马法、有限元法DateDate3838（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计 算方法该类计算理论是以某些实测现象作依据的 横撑轴向压力、墙体弯矩不随开挖过程变化 Dat
14、eDate3939（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法1山肩邦男法（精确解） 基本假定：（1）在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；（2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；（3）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑性区，高度为l，以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区；（4）横撑设置后，即作为不动支点；（5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。DateDate4040（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法2山肩邦男法（近似解法） 基本假定： （1）在粘土地层中，墙体作为底端自由的有限长
15、的 弹性体； （2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖 面以下取为矩形（已抵消开挖面一侧的静止土压力 ）； （3）开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土压力 （4）横撑设置后，即作为不动支点； （5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值 保持不变，而且下道横撑点以上的板桩仍然保持原 来的位置。 （6）开挖面以下板桩弯矩为0的那点，假想为一个 铰，而且忽略此铰以下的墙体对上面墙体的剪力传 递。三、地下连续墙计算理论及方法DateDate41412山肩邦男法（近似解法）DateDate42422山肩邦男法（近似解法）解题的步骤:a)在第一阶段开挖后，k=1,由式(2)求出xm ，将 xm代
16、入式 (2)算 出N1; b)在第二阶段开挖后， k=2，N1已知，由式(2)求出xm ，将 xm 代入式 (2)算出N2; c)在第三阶段开挖后，k=3，N1、 N2已知，由式(2)求出xm ，将 xm代入式 (2)算出N3;DateDate43433国内常用的计算方法DateDate4444（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计 算方法3国内常用的计算方法DateDate45453国内常用的计算方法将两式合并DateDate4646实例：如图所示，己加粘土的物理力学指标为：=18kNm3， =14，c7kNm2，地面超载g=18kNm2，地下水位离地面 1m。开挖深度18m，采用地下连续墙，并设四道支撑，试求支 撑袖力及墙体弯矩。DateDate4747解：利用朗肯土压力理论计算土压力，并按地下水
