地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設計第1頁/共70頁一、地下連續(xù)墻發(fā)展概況槽壁法，1950年首次應用于意大利的米蘭水壩工程中。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，隨后又在北京、云南、貴州、廣東、廣西、甘肅、吉林、江西等省市，五十多項工程中采用地下連續(xù)墻技術(shù)，取得良好的技術(shù)、經(jīng)濟效果。近期在城市基坑工程中得到普遍應用。如北京王府井賓館（基坑深度16.0m,墻厚0.6m,深20m）,上海金茂大廈（基坑深度15.0m,墻厚1.0m,深36m）等。最深地下連續(xù)墻140m（日本）,最厚達3.2m,最薄20cm。第一節(jié)概述第2頁/共70頁一、地下連續(xù)墻的發(fā)展概況

深圳地鐵1號線國貿(mào)站地下連續(xù)墻第一節(jié)概述左、右線上下重疊地下三層側(cè)式站臺車站，基坑總長238.49m，深約25m，

第3頁/共70頁一、地下連續(xù)墻的發(fā)展概況

深圳地鐵1號線國貿(mào)站地下連續(xù)墻第一節(jié)概述標準段寬度：車站為20.25m，連續(xù)墻總長度541m，成墻面積1.47m2

。連續(xù)墻劃分為標準中幅（幅度6m）69幅，非標準幅13幅及特殊幅14幅，共計96幅，第4頁/共70頁

利用挖槽機械，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)澆注混凝土而形成一道具有防滲(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。

第一節(jié)概述地下連續(xù)墻的概念

第5頁/共70頁二、地下連續(xù)墻的施工方法第一節(jié)概述第6頁/共70頁導墻施工第一節(jié)概述第7頁/共70頁泥漿制備廠第8頁/共70頁成槽機挖土第一節(jié)概述第9頁/共70頁鋼筋籠制作第10頁/共70頁鋼筋籠起吊第11頁/共70頁鋼筋籠吊放第12頁/共70頁澆注混凝土第13頁/共70頁優(yōu)點施工時對環(huán)境影響小。沒有噪音，無振動，不必放坡，可緊鄰相近的建筑和地下設施施工；墻體剛度大，整體性好，結(jié)構(gòu)和地基變形都較小，即可用于超深圍護結(jié)構(gòu)，也可用作主體結(jié)構(gòu)；連續(xù)墻為整體連續(xù)結(jié)構(gòu)，耐久性和抗?jié)B性好；可實行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工進度；適用于多種地質(zhì)條件。第一節(jié)概述三地下連續(xù)墻的特點及適用條件第14頁/共70頁缺點棄土和廢泥漿處理。除增加工程費用外，若處理不當，還會造成新的環(huán)境污染。地質(zhì)條件和施工的適應性問題。槽壁坍塌問題?，F(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使用來得經(jīng)濟。第一節(jié)概述三地下連續(xù)墻的特點及適用條件第15頁/共70頁適用場合：基坑深度大于10m;軟土地基或砂土地基；在密集的建筑群或重要的地下管線條件下施工，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。圍護結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，對抗?jié)B有嚴格要求時；采用逆作法施工，內(nèi)襯與護壁形成復合結(jié)構(gòu)的工程。第一節(jié)概述三地下連續(xù)墻的特點及適用條件第16頁/共70頁四地下連續(xù)墻的技術(shù)要點

1)如何在各種復雜地基中開挖出符合設計要求(如幾何尺寸、偏斜度等)的槽孔來?

2)如何保證槽孔在開挖和回填過程中的穩(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?第17頁/共70頁一地下連續(xù)墻受力特點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第二節(jié)結(jié)構(gòu)設計第18頁/共70頁二結(jié)構(gòu)體系的破壞形式穩(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第二節(jié)結(jié)構(gòu)設計第19頁/共70頁三地下連續(xù)墻設計計算的主要內(nèi)容

(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，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)的截面設計，包括墻體和支撐的配筋設計、截面強度驗算、接頭的聯(lián)結(jié)強度驗算和構(gòu)造處理。

第20頁/共70頁（一）施工階段基坑開挖水土壓力；施工荷載，若采用逆作法考慮上部結(jié)構(gòu)自重。四荷載確定（二）使用階段水土壓力；主體結(jié)構(gòu)傳遞的恒載和活載。水土壓力的確定是荷載確定的關(guān)鍵?。?！第21頁/共70頁某些規(guī)范規(guī)定土壓力分布應按入土深度和墻體側(cè)向位移選用。如《港口工程地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設計與施工規(guī)程》（JTJ303-2003），《上海市基坑工程設計規(guī)程》等。

土壓力類別與墻體位移δ/基坑深度H的關(guān)系土壓力類別土壓力類別靜止土壓力降低的被動土壓力提高的主動土壓力被動土壓力主動土壓力水土壓力計算規(guī)定第22頁/共70頁（一）槽幅：一次成槽的槽壁長度槽壁長度槽段劃分五槽幅設計（二）槽壁長度確定規(guī)定槽壁長度應與成槽機械尺寸成模數(shù)關(guān)系，最小不小于機械的尺寸，最大尺寸由槽壁穩(wěn)定性確定。目前常用為3~6m,一般不超過8m。影響因素地質(zhì)條件影響、周圍環(huán)境起重能力、混凝土供應量泥漿池體積、連續(xù)作業(yè)時間第23頁/共70頁（三）槽幅穩(wěn)定性驗算梅耶霍夫經(jīng)驗公式法臨界深度Hcr

五槽幅設計——黏土、泥漿的有效重度，kN/m3;——條形基礎的承載力系數(shù)?！郾诘钠矫鎸挾?、長度，m。第24頁/共70頁（三）槽幅穩(wěn)定性驗算梅耶霍夫經(jīng)驗公式法槽壁坍塌安全系數(shù)Fs

五槽幅設計——開挖外側(cè)（土壓力)槽底水平壓力強度；——開挖內(nèi)側(cè)（泥漿壓力）槽底水平壓力強度。第25頁/共70頁（三）槽幅穩(wěn)定性驗算梅耶霍夫經(jīng)驗公式法開挖槽壁的橫向變形△

五槽幅設計——計算點深度，m;——土的壓縮模量，kN/m2。第26頁/共70頁（三）槽幅穩(wěn)定性驗算非粘性土的經(jīng)驗公式安全系數(shù)

五槽幅設計——砂土、泥漿的重度，kN/m3;——砂土的內(nèi)摩擦角。槽幅穩(wěn)定性驗算具體可參照《地基基礎設計規(guī)范》DBJ08-19-89第27頁/共70頁（四）槽段劃分考慮的因素成槽施工順序

連續(xù)墻接頭形式主體結(jié)構(gòu)布置及設縫要求五槽幅設計第28頁/共70頁導墻截面形式C20混凝土，厚度200~300mm；導墻深度深入原狀土不小于300mm；頂面高出地面100~200mm；寬度大于連續(xù)墻設計寬度的30~50mm。六導墻設計第29頁/共70頁連續(xù)墻厚度依據(jù)不同階段的受力、變形和裂縫控制要求確定，常用規(guī)格600、800、1000、1200mm；連續(xù)墻的入土深度（基坑地面以下的深度）與基坑深度之比，稱為入土徑比，據(jù)經(jīng)驗、依據(jù)地質(zhì)條件取0.7~1.0；可用古典穩(wěn)定判別方法七連續(xù)墻厚度深度初選第30頁/共70頁古典穩(wěn)定判別方法板樁底端為自由的穩(wěn)定狀態(tài)入土深度最小七連續(xù)墻厚度深度初選——支撐或錨桿水平軸力；——墻入土深度；——被動側(cè)總壓力；——主動側(cè)總壓力。第31頁/共70頁古典穩(wěn)定判別方法板樁底端為嵌固的穩(wěn)定狀態(tài)——懸臂樁七連續(xù)墻厚度深度初選據(jù)實際變形情況，設墻體繞E轉(zhuǎn)動，則E以上墻后為主動土壓，墻前為被動土壓，E點以下則相反。E點以下墻段對上段的作用力記為P（圖）?？汕蟪銮渡畹纳隙蝨，再乘由以1.2作為嵌固深度第32頁/共70頁入土深度的驗算——穩(wěn)定分析基坑抗整體滑動失穩(wěn)七連續(xù)墻厚度深度初選第33頁/共70頁入土深度的驗算——穩(wěn)定分析基坑抗隆起（1）墻體的極限彎矩滑動力矩抗滑力矩七連續(xù)墻厚度深度初選第34頁/共70頁入土深度的驗算——穩(wěn)定分析基坑抗隆起（2）地基穩(wěn)定性七連續(xù)墻厚度深度初選第35頁/共70頁入土深度的驗算——穩(wěn)定分析基坑抗管涌七連續(xù)墻厚度深度初選極限動水坡度第36頁/共70頁入土深度的驗算——穩(wěn)定分析基坑抗底鼓土層重與水壓平衡支護壁摩擦力采取措施隔斷滯水層降水七連續(xù)墻厚度深度初選第37頁/共70頁地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)設計計算工況：開挖情況回筑情況支撐軸力八、地下連續(xù)墻計算理論及方法第38頁/共70頁（一）較古典的計算方法：假設條件：土壓力已知，不考慮墻體和支撐變形。方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法八、地下連續(xù)墻計算理論及方法（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變：假設條件：土壓力已知，考慮墻體變形，不考慮支撐變形。方法：山肩幫男法（三）橫撐軸向力、墻體彎矩可變：假設條件：土壓力已知，考慮墻體、支撐變形。方法：日本彈塑性法、有限元法（四）共同變形理論：假設條件：土壓力隨墻體變位而變化，考慮墻體、支撐變形。方法：森重龍馬法、有限元法第39頁/共70頁（一）較古典的計算方法假想梁法、1/2分割法、泰沙基法第40頁/共70頁（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法該類計算理論是以某些實測現(xiàn)象作依據(jù)的橫撐軸向壓力、墻體彎矩不隨開挖過程變化第41頁/共70頁（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法1．山肩邦男法（精確解）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；（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線關(guān)系的彈性區(qū)；（4）橫撐設置后，即作為不動支點；（5）下道橫撐設置后，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墻體仍然保持原來的位置。第42頁/共70頁（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法2．山肩邦男法（近似解法）基本假定：（1）在粘土地層中，墻體作為底端自由的有限長的彈性體；（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取為被動土壓力

（4）橫撐設置后，即作為不動支點；（5）下道橫撐設置后，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墻體仍然保持原來的位置。（6）開挖面以下板樁彎矩為0的那點，假想為一個鉸，而且忽略此鉸以下的墻體對上面墻體的剪力傳遞。三、地下連續(xù)墻計算理論及方法第43頁/共70頁2．山肩邦男法（近似解法）第44頁/共70頁2．山肩邦男法（近似解法）解題的步驟:a)在第一階段開挖后，k=1,由式(2)求出xm，將xm代入式(1)算出N1;b)在第二階段開挖后，k=2，N1已知，由式(2)求出xm，將xm代入式(1)算出N2;c)在第三階段開挖后，k=3，N1、N2已知，由式(2)求出xm，將xm代入式(1)算出N3;第45頁/共70頁3．國內(nèi)常用的計算方法第46頁/共70頁（二）橫撐軸向力、墻體彎矩不變化的計算方法3．國內(nèi)常用的計算方法第47頁/共70頁3．國內(nèi)常用的計算方法將兩式合并第48頁/共70頁實例：如圖所示，己加粘土的物理力學指標為：γ=18kN／m3，φ=14°，c＝7kN／m2，地面超載q=18kN／m2，地下水位離地面1m。開挖深度18m，采用地下連續(xù)墻，并設四道支撐（2+4+4+4+4），試用山肩幫男法求支撐袖力及墻體彎矩。第49頁/共70頁解：利用朗肯土壓力理論計算土壓力，并按地下水位計算水壓力。延墻體長度方向取1m。地面超載g=18kN／m2，地下水位離地面1m第一道支撐：第50頁/共70頁

計算墻前被動土壓力第1階段開挖，深度6m，單支撐第51頁/共70頁

求出第52頁/共70頁第2階段開挖，深度10m，兩道支撐第53頁/共70頁求出第54頁/共70頁第3、4階段開挖，支撐軸力和墻體彎矩?第55頁/共70頁4.彈性法

基本假設墻體作無限長的彈性體；已知水、土壓力，并假定為三角形分布；開挖面以下作用在墻體上的土抗力，假定與墻體的變位成正比例；橫撐（樓板）設置后，即把橫撐支點作為不動支點；下道橫撐設置以后，認為上道橫撐的軸向壓力值保持不變，其上部的墻體也保持以前的變位。

第56頁/共70頁一接頭類型：施工接頭結(jié)構(gòu)接頭施工接頭澆注地下連續(xù)墻時連接兩相鄰單元墻間的接頭。結(jié)構(gòu)接頭已竣工的地下連續(xù)墻墻體與地下結(jié)構(gòu)吳其它構(gòu)件相連接的接頭。第三節(jié)地下連續(xù)墻接頭設計第57頁/共70頁（一）施工接頭1．直接連接構(gòu)成接頭：墻體直接與土體接觸，受力和防滲性能較差。第三節(jié)地下連續(xù)墻接頭設計第58頁/共70頁（一）施工接頭2.使用接頭管（也稱鎖口管）建成接頭：

應用較廣，常用圓形鋼管第三節(jié)地下連續(xù)墻接頭設計第59頁/共70頁（