地下建筑結(jié)構(gòu)課件-第七章地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計08

第一節(jié)概述第二節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計第三節(jié)接頭設(shè)計第七章

地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計基坑支護結(jié)構(gòu)方案及選擇支護結(jié)構(gòu)類型及其適用范圍結(jié)構(gòu)形式適用范圍排樁結(jié)構(gòu)稀疏排樁土質(zhì)較好，地下水位低或降水效果好連續(xù)排樁土質(zhì)差，地下水位高或降水效果差框架式排樁單排樁剛度不能滿足變形要求組合排樁結(jié)構(gòu)排樁加擋板排樁樁距較大，利用擋板傳遞土壓并有一定防滲作用排樁加水泥攪拌樁以水泥攪拌樁互搭組成平面拱代替擋板傳遞土壓力，具有較好防涌效果排樁加水泥防滲墻地下水位較高的軟土地區(qū)排樁或組合排樁加錨桿結(jié)構(gòu)開挖深度較大，排樁或組合排樁結(jié)構(gòu)強度無法滿足要求地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)與地下室墻體合一，防滲性強，施工場地較小，開挖深度大沉井結(jié)構(gòu)軟土地區(qū)重力式擋土墻結(jié)構(gòu)具有一定施工空間，軟土地區(qū)地鐵車站基坑國際金融中心大廈基坑地下連續(xù)墻的由來（diaphragmwallpaneltrench，slurrytrench，slurrywall，continuousdiaphragmwall，cut-offwall等）槽壁法，它是根據(jù)打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發(fā)展起來的，1950年首次應(yīng)用于意大利米蘭的水庫截滲墻工程。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，地下連續(xù)墻技術(shù)已經(jīng)相當成熟，由最初的截滲墻逐步成為支護主體結(jié)構(gòu)。以日本在此技術(shù)上最為發(fā)達，目前地下連續(xù)墻的最大開挖深度為170m，地下連續(xù)墻厚度通常為600、800、1000、1200mm，最大達3.2m，最小為0.2m。

我國的水電部門于1958年開始在山東青島月子口水庫工程中采用這種技術(shù)修建防滲墻，1974年在成功用于煤礦豎井建設(shè)，并在全國范圍內(nèi)得以普遍推廣，近年來的施工實例如潤揚長江大橋、上海國際金融中心、金茂大廈等。第一節(jié)概述定義

利用各種挖槽機械（如水平多軸銑槽機），借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B(水)、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體，稱為地下連續(xù)墻。施工程序挖導(dǎo)溝→筑導(dǎo)墻→分段挖土成槽→吸泥清底換漿→吊放接頭管→吊放鋼筋籠→插入砼導(dǎo)管→澆筑砼施工方法第一節(jié)概述施工時，沒有噪音、無振動、不必放坡、省去支模、井點排水對相鄰的工程結(jié)構(gòu)和地下設(shè)施影響極微；對地面交通影響較?。贿m用于多種地質(zhì)情況；單體造價有時可能高些，但在密集建筑群的城市中采用該法，可減少對附近建筑物的加固費用。這樣，其總造價可能反而降低；具有多功能，適用多種用途等。優(yōu)點對于巖溶地區(qū)中含承壓水頭很高的砂礫層或很軟的粘土，如不采用其它輔助措施，目前尚難于采用地下連續(xù)墻工法；如施工現(xiàn)場組織管理不善，可能會造成現(xiàn)場潮濕和泥濘，影響施工的條件，而且要增加對廢棄泥漿的處理工作；如施工不當或土層條件特殊，可能出現(xiàn)不規(guī)則超挖，倘不采用預(yù)制墻板，則給后來的墻面工作帶來麻煩。此外還有可能出現(xiàn)相鄰單元墻間不能對齊的問題；現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的墻面通常較粗糙，如果對墻面要求較高，雖可使用噴漿或噴砂等方法進行表面處理或另作襯壁來改善，但增加工作量；地下連續(xù)墻如用作施工期間的臨時擋土結(jié)構(gòu)，不如采用鋼板樁尚可拔出重復(fù)使用來得經(jīng)濟。需要專用施工機具和一定技術(shù)水平的專業(yè)施工隊伍，技術(shù)推廣受到一定限制。缺點既可用作臨時性措施也可用作永久性結(jié)構(gòu)，故適用場合較廣泛。建筑物的地下墻和其它構(gòu)筑物；盾構(gòu)出入洞、地鐵車站、地鐵隧道；深基礎(chǔ)；地下停車場、地下街道；污水處理場，凈水場、泵房；市政隧道，各種涵管；防護墻、水壩的防滲墻；岸壁、護岸、碼頭加固；船塢、船閘；地下油罐；橋梁基礎(chǔ)；原子能電站等。(一）處于軟弱地基的深大基坑，周圍又有密集的建筑群或重要的地下管線，對基坑工程周圍地面沉降和位移值有嚴格限制的地下工程。（二）既作為土方開挖時的臨時圍護結(jié)構(gòu)，又可用作主體結(jié)構(gòu)一部分的地下工程。（三）地下連續(xù)墻同時作為擋土結(jié)構(gòu)、地下室外墻、地面高層房屋基礎(chǔ)的工程。適用場合1)如何在各種復(fù)雜地基中實現(xiàn)符合設(shè)計要求(如幾何尺寸、偏斜度等)的槽孔開挖?2)如何保證在開挖和回填過程中的槽孔穩(wěn)定?3)如何用適宜的材料回填到槽孔中，形成一道連續(xù)的、不透水的并能承受各種荷載的墻體來?4)如何解決各個墻段之間的接縫連接問題?地下連續(xù)墻的技術(shù)要點第二節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計

概述一、關(guān)于水土壓力問題二、地下連續(xù)墻施工階段靜力計算理論三、地下連續(xù)墻計算理論及方法up概述地下連續(xù)墻的受力特點結(jié)構(gòu)體系的破壞形式結(jié)構(gòu)體系的破壞形式地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的主要內(nèi)容up施工階段和使用階段幾種典型的工作狀態(tài)：槽段土方開挖階段槽段側(cè)壁的穩(wěn)定性地下連續(xù)墻澆筑形成開挖前的受力狀態(tài)基坑第一層開挖懸臂受力狀態(tài)、地面?zhèn)认蛭灰苹油练介_挖階段墻的結(jié)構(gòu)強度、基坑穩(wěn)定及變形量基坑土方工程結(jié)束基坑底部隆起、基坑整體失穩(wěn)工程竣工水土壓力和上部地面建筑的垂直載荷共同作用下的強度和變形地下連續(xù)墻的受力特點穩(wěn)定性破壞整體失穩(wěn)基坑底隆起管涌及流沙強度破壞支撐強度不足或壓屈墻體強度不足變形過大杭州地鐵一號線湘湖站事故結(jié)構(gòu)體系的破壞形式管涌坑底隆起基坑驗算：以整體穩(wěn)定性驗算為例以墻體內(nèi)側(cè)1m，墻上1m處為初始計算圓心以墻角外側(cè)為半徑畫弧采用瑞典條分法計算變換圓心位置，找到最危險的滑動面。如不安全，調(diào)整墻深，直至滿足要求。通常，在深基坑工程中，對于兩道及以上支撐的情況，可不考慮。(1)確定在施工過程和使用階段各工況的荷載，即作用于連續(xù)墻的土壓力、水壓力以及上部傳來的垂直荷載。(2)確定地下連續(xù)墻所需的入土深度（0.7～1.0H），以滿足抗管涌、抗隆起，防基坑整體失穩(wěn)破壞以及滿足地基承載力的需要。(3)驗算開挖槽段的槽壁穩(wěn)定，必要時重新調(diào)整槽段長、寬、深度的尺寸。(4)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)體系(包括墻體和支撐)的內(nèi)力分析和變形驗算。(5)地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的截面設(shè)計，包括墻體和支撐的厚度、配筋設(shè)計或截面強度驗算、接頭的聯(lián)結(jié)強度驗算和構(gòu)造處理。(6)估算基坑施工對周圍環(huán)境影響的程度，包括連續(xù)墻的墻頂位移和墻后地面沉降值的大小和范圍。地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的主要內(nèi)容

up一、關(guān)于水土壓力問題（一）主動側(cè)的土壓力（二）被動側(cè)的土壓力（三）水壓力分層、分區(qū)、分塊、對稱、平衡、限時、及時支撐

up1．主動土壓力理論

朗金土壓力公式2．假定圖式法理論3．靜止土壓力理論4．土壓力隨墻體變形而變化的理論（一）主動側(cè)的土壓力1．主動土壓力理論（郎金土壓力）

我國多采用此理論2．假定圖式法理論——國外砂土粘土不同土層有不同的側(cè)壓力系數(shù)3．靜止土壓力理論4．土壓力隨墻體變形而變化的理論由于施工條件的復(fù)雜性，土壓力隨墻體變形產(chǎn)生變化back（二）被動側(cè)土壓力（郎金土壓力）

我國多采用此理論back全部靜水壓力，在我國的一般地下工程中均這樣采用。采用開水式或閉水式結(jié)構(gòu)（看墻體是否有滲流？）。采用開水式時，不考慮水壓力，例如板樁式擋土結(jié)構(gòu)；采用閉水式時，若為粘土地層，不考慮水壓力；若為砂土地層，則對鋼板樁不考慮水壓力，對地下墻要考慮水壓力。（三）水壓力根據(jù)工程經(jīng)驗，地下連續(xù)墻如圖深度比依據(jù)地質(zhì)條件不同一般取為0.7～1.0.板樁的穩(wěn)定平衡狀態(tài)板樁底端為自由的穩(wěn)定狀態(tài)板樁底端為嵌固的穩(wěn)定狀態(tài)懸臂式板樁有撐或錨二、地下連續(xù)墻施工階段靜力計算理論up板樁底端為自由的穩(wěn)定狀態(tài)入土深度較小時出現(xiàn)支撐點為不動點back當板樁的入土深度較大或底端打入較硬的地層懸臂式板樁板樁底端為嵌固的穩(wěn)定狀態(tài)back板樁底端為嵌固的穩(wěn)定狀態(tài)有撐或錨時，變形曲線有一轉(zhuǎn)彎點Q彈性曲線法：假定D，求出板樁變位曲線，直至滿足T點處變位為零。back地下連續(xù)墻的計算方法土壓力？墻體變形？支撐變形？（一）較古典的計算方法(土壓力已知，不考慮墻體和支撐變形）1.1假想梁法1.2二分之一分割法1.3泰沙基法（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法2.1山肩邦男法的精確解2.2山肩邦男法的近似解

2.3國內(nèi)常用的計算方法2.4彈性法（三）橫撐軸向力、墻體彎矩變化的計算方法（四）共同變形理論三、地下連續(xù)墻計算理論及方法back假想鉸（Q點）出現(xiàn)的位置假定。1.1假想梁法Q假想鉸法計算結(jié)果分析等間距布置和等彎矩布置？假定每一橫撐所承受的是跨中到跨中的那部分水、土壓力，免去了超靜定結(jié)構(gòu)計算的繁復(fù)性。1.2二分之一分割法假定墻體在橫撐支點以及開挖底面處形成塑性鉸，可以傳遞一定的彎矩。墻體彎矩均為正彎矩，與墻體剛度無關(guān)！

1.3泰沙基法back實測現(xiàn)象：下道撐設(shè)置后，上道撐軸向壓力隨開挖過程變化很?。粔w變位大部分是在下道撐設(shè)置前產(chǎn)生的；墻體彎矩的大部分是下道撐設(shè)置前殘留下來的；（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法

考慮墻體的變形（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法

2.1山肩邦男法的精確解

2.2

山肩邦男法的近似解

2.3國內(nèi)常用的計算方法2.4彈性法back基本假定：（1）在粘土地層中，墻體作為無限長的彈性體；（2）墻背土壓力在開挖面以上取為三角形，在開挖面以下取為矩形（已抵消開挖面一側(cè)的靜止土壓力）；（3）開挖面以下土的橫向抵抗反力分為兩個區(qū)域；達到被動土壓力的塑性區(qū)，高度為l，以及反力與墻體變形成直接關(guān)系的彈性區(qū)；（4）橫撐設(shè)置后，即作為不動支點；（5）下道橫撐設(shè)置后，認為上道橫撐的軸向壓力值保持不變，而且下道橫撐點以上的板樁仍然保持原來的位置。將剖面圖分為K道支撐到開挖面、開挖面下塑性區(qū)和彈性區(qū)，建立彈性微分方程求解，解五次函數(shù)，運算復(fù)雜！2.1山肩邦男法（精確解）back2.2山肩邦男法（近似解法）基本假定：2、4、5同精確解（1）在粘土地層中，墻體作為底端自由的有限長的彈性體；（3）開挖面以下土的橫向抵抗反力取為被動土壓力（需減去靜止土壓力）（6）開挖面以下板樁彎矩為0的那點，假想為一個鉸，而且忽略鉸下的墻體對上面墻體的剪力傳遞。解題的步驟？P1552.2山肩邦男法（近似解法）墻背土壓2上部支撐軸力支撐軸力墻背土壓1墻內(nèi)土壓1墻內(nèi)土壓2back2.3國內(nèi)常用的計算方法

將兩式合并2.3國內(nèi)常用的計算