地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（44頁詳細(xì)）

1、,第9章 地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu),本 章 內(nèi) 容,概述 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì) 地下連續(xù)墻兼作外墻時(shí)的設(shè)計(jì) 地下連續(xù)墻接頭設(shè)計(jì),1,2,3,4,1. 概述,定義：集承重、擋土和防滲于一身的所謂“三合一”地下連續(xù)墻。 地下連續(xù)墻施工方法（又稱槽壁法），是近30年來在基礎(chǔ)工程和地下工程中正在發(fā)展和廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。,1. 概述,地下連續(xù)墻的施工方法： 在地面上用挖槽設(shè)備，沿著深開挖工程的周邊，依靠泥漿護(hù)壁的支護(hù)，開挖一定槽段長度的溝槽；再將鋼筋籠放入溝槽內(nèi)。采用導(dǎo)管在充滿穩(wěn)定液的溝槽中進(jìn)行混凝士現(xiàn)場澆筑。相互鄰接的槽段，由特別接頭（施工接頭）進(jìn)行連接。這樣就成為長的地下墻。,1. 概述,地下連續(xù)墻施工過

2、程,1. 概述,地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 是始終充滿著特殊液體作為溝槽的支護(hù)。 適用條件: 1. 基坑深度大于10m； 2. 軟土地基或砂土地基； 3. 密集建筑群中，對沉降限制嚴(yán)格時(shí)； 4. 圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，抗?jié)B要求嚴(yán)格時(shí)； 5. 采用逆作法施工，內(nèi)襯與護(hù)壁形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的工程。,逆作法施工,深地下室的常規(guī)施工是通過臨時(shí)支護(hù)基坑坑壁，開挖至預(yù)定深度后，澆底板并由下而上施工各層地下室結(jié)構(gòu)，待地下室完工后，再逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。 逆作法施工工藝是先沿建筑物外圍施工地下連續(xù)墻，作為地下室的邊墻或基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。,在建筑物內(nèi)部的澆筑中間支承柱，開挖土方至第一層地下室底面標(biāo)高，澆注梁及部分的板

3、，該層樓蓋即可作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐系統(tǒng)。然后在梁間沒有澆板的空檔內(nèi)，向下逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，在已完成底面梁板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，做上部結(jié)構(gòu)。,逆作法施工,日本讀賣新聞社大樓 逆作法施工,地上層，地下層，總工期只用了個(gè)月,比常規(guī)方法縮短了個(gè)月.,1. 概述,地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn) ： 1施工時(shí)，特別在軟土地層施工時(shí)沒有噪音、支護(hù)簡單，對相鄰的工程結(jié)構(gòu)和地下設(shè)施影響極微， 2剛度大，整體性好，可用于超深圍護(hù)結(jié)構(gòu)或主體結(jié)構(gòu)； 3耐久性能好，抗?jié)B性能好； 4可實(shí)行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工進(jìn)度，降低造價(jià)； 5適用于多種地質(zhì)情況。,1. 概述,地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)缺點(diǎn) ： 1棄土及廢泥漿

4、的處理問題； 2地質(zhì)條件和施工適用性問題； 3槽壁坍塌問題； 4現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的墻面通常較粗糙； 5地下連續(xù)墻如用作施工期間的臨時(shí)擋土結(jié)構(gòu)時(shí)造價(jià)較高。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括以下幾個(gè)方面： 確定荷載，包括土、水壓力等 確定入土深度 槽壁穩(wěn)定驗(yàn)算； 地下連續(xù)墻靜力計(jì)算； 配筋計(jì)算，構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算，裂縫開展驗(yàn)算，垂直接頭計(jì)算。,9.2.1 荷載 地下連續(xù)墻的荷載包括施工及使用兩個(gè)階段的荷載。 施工階段的荷載主要指基坑開挖階段的水土壓力，地面施工荷載、逆作法施工時(shí)上部結(jié)構(gòu)傳遞的垂直承重荷載等。 使用階段的荷載包括使用階段的水土壓力，主體結(jié)構(gòu)使用階段的恒載和活載等。,2

5、. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),地下連續(xù)墻的計(jì)算理論是從古典的假定土壓力為已 知，不考慮墻體變形，不考慮橫撐變形，逐漸發(fā)展 到考慮墻體變形，考慮橫撐變形，直至考慮土體與 結(jié)構(gòu)的共同作用，土壓力隨墻體變化而變化。見表 9-1、9-2。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),9.2.2 槽幅設(shè)計(jì) 槽幅是指地下連續(xù)墻一次開挖成槽的槽壁長度。最小不得小于一次抓挖（鉆挖）的寬度，最大尺寸應(yīng)根據(jù)槽壁穩(wěn)定性確定。 目前3-6m，一般不超過8m。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2槽壁穩(wěn)定性驗(yàn)算 有理論分析法和經(jīng)驗(yàn)公式法兩種，這里介紹經(jīng)驗(yàn)公式法。 1. 梅耶霍夫經(jīng)驗(yàn)公式 開挖槽段的臨界深度按下式求得： （9-1）,2. 地下連續(xù)

6、墻擋土墻設(shè)計(jì),槽壁的坍塌安全系數(shù)Fs按下式計(jì)算： （9-3） 非黏性土的經(jīng)驗(yàn)公式：,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),9.2.3 導(dǎo)墻設(shè)計(jì) 導(dǎo)墻是指地下連續(xù)墻開槽施工前，沿連續(xù)墻軸線方向全長周邊設(shè)置的導(dǎo)向槽：,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),導(dǎo)墻的作用有下列幾方面： (1)導(dǎo)墻是控制地下連續(xù)墻各項(xiàng)指標(biāo)的基準(zhǔn) (2)擋土作用 防止槽壁頂部坍塌。 (3)重物支承臺的作用 在施工期間，導(dǎo)墻常承受鋼筋籠、澆筑混凝土用的導(dǎo)管、機(jī)架等靜、動荷載。 (4)維持穩(wěn)定液面的作用 (5)導(dǎo)墻內(nèi)的空間有時(shí)可作為穩(wěn)定液的貯藏槽。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),導(dǎo)墻深度以墻腳進(jìn)入原狀土不小于300mm為宜，墻頂面需高出地面2003

7、00mm，寬度要求大于連續(xù)墻設(shè)計(jì)寬度50mm。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),9.2.4 連續(xù)墻深度及厚度的初選 連續(xù)墻深度的確定 連續(xù)墻深度由入土深度決定。 入土徑比的概念：連續(xù)墻入土深度與基坑開挖深度的比值。 連續(xù)墻深度可以先由以下兩種古典的穩(wěn)定判別方法直接計(jì)算得到一個(gè)初值，然后通過基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算最終確定合理的入土徑比。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),1. 板柱底端為自由的穩(wěn)定狀態(tài)連續(xù)墻深度的確定,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2. 板柱底端為嵌固的穩(wěn)定狀態(tài),2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2. 板柱底端為嵌固的穩(wěn)定狀態(tài),2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),連續(xù)墻厚度的確定 連續(xù)墻的厚度應(yīng)根據(jù)連續(xù)墻不同階段

8、的受力大小、變形及裂縫控制要求等確定。 一般先預(yù)定為基坑開挖深度的3%-5%，最終由結(jié)構(gòu)計(jì)算、復(fù)核結(jié)果決定。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),5.結(jié)構(gòu)計(jì)算（彈性方法） 連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算與其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算類似，需要對開挖過程不同階段工況進(jìn)行計(jì)算。,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),基本假定：,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),彈性曲線方程的建立：,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),根據(jù)材料力學(xué)條件：,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),（二）支護(hù)內(nèi)力隨開挖過程而變化的計(jì)算方法,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),（三）共

9、同變形理論簡介,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),（四）有限單元法 用有限個(gè)單元的集合題代替無限多個(gè)單元的連續(xù)體。 具體做法是：先將結(jié)構(gòu)劃分為單元，寫出單元各節(jié)點(diǎn)以位移為未知數(shù)的剛度矩陣方程。隨后以地基土為脫離體，建立柔度矩陣，并對其求逆后所得的剛度矩陣與結(jié)構(gòu)剛度矩陣耦合，從而求得結(jié)構(gòu)單元各節(jié)點(diǎn)的位移值，從而求出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。（同第四章地層結(jié)構(gòu)法計(jì)算方法）,2. 地下連續(xù)墻擋土墻設(shè)計(jì),把地下墻用作主體結(jié)構(gòu)物的一部分來設(shè)計(jì)時(shí)，必須驗(yàn)算如下兩種應(yīng)力：在結(jié)構(gòu)物完成后，作用在墻體上的土壓力、水壓力以及作用在主體結(jié)構(gòu)物上的垂直、水平荷載等產(chǎn)生的應(yīng)力；在施工階段，有作用在臨時(shí)擋土墻上的土壓力、水壓力產(chǎn)生的應(yīng)力。 其設(shè)計(jì)方法因地下墻與主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式不同而有差別。 分為單一墻、重合墻、復(fù)合墻、分離墻和承重墻等情況。,3.地下連續(xù)墻兼作外墻時(shí)的設(shè)計(jì),一、接頭型式,4. 地下連續(xù)墻接