地下连续墙设计与施工

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1、6地下连续墙设计与施工单仁亮2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系16.1地下连续墙的设计•地连墙的设计，要使墙体具有足够的强度，以保证在荷载作用下墙体的安全；并使墙体有足够的刚度，保证不对附近地基和有关构筑物产生有害影响。对于挡土地连墙，为保证地基的稳定性和防止坑底涌水，以保证在坑底施工，则要求墙体向坑底有一定的插入深度。•前面所讲的桩墙式支护的一般计算方法也适用于地连墙的静力计算，下面再结合地连墙的特点做些补充。2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系26.1.1荷载（土压力）•假设地连墙在设置完成前土体没有位移，那

2、么在开挖之前作用在地连墙两侧的土压力就是静止土压力p，如左0图6-1(a)所示。2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系3•假设在进行基坑开挖中，墙体也不产生位移，则开挖两侧的土压力如图6-1(b)所示。但是，如果是这样的话，墙体两侧的载荷就不平衡。所以，实际墙体必然要在非开挖侧（墙后）的土压力p作用下，向墙前移动。0这时作用于墙后的土压力p将因墙体位移，比静止土压力p减小k，即：0p=p-k(6-1)0•同时：pp(6-2)a•同样，开挖一侧的土压力p，应由静止土压力增加k，1即：p=p+k(6-3)10•同时p

3、p(6-4)1p2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系4•如果是有支撑的地连墙，在墙体产生位移之后再加设支撑，可以使墙体受到的土压力小于静止土压力；在极限情况下可到小到主动土压力。如果主动给横撑施加轴力，将地连墙推向未开挖侧，那么墙体上的土压力就会大于横撑架设之前的土压力，最大可以增加到被动土压力值。因此，对于使用横撑的地连墙，可以通过调整横撑的轴向力来减少横向位移，从而也就控制了作用在墙体上的土压力了。•如果不让墙体发生变形，就需要对横撑施加它所负担面积内的静止土压力值，当然就要按此要求设计支撑结构。如不需控制墙体的位移，则可

4、通过调整支撑的轴向力使墙体和横撑的内力最小，获得最为经济的支护结构。但对于钢筋混凝土地连墙在开挖侧达到被动土压力之前，墙体可能已经破坏了。2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系5•作用在挡土桩墙上的水压力与土压力不同，它不受横撑轴向力及墙体的刚度影响。土中孔隙水压力直接作用在墙体上，其值为：pw=wh(6-5)2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系66.1.2地基反力系数•地连墙作为挡土墙必受水平荷载作用，在被动受压一侧则有地基支承。工程设计可以将地基视为水平向的弹簧组成的地基模型，通过地连墙弹性曲线的计算，最后确定

5、弯矩、剪力和地基反力。•我们在第七讲3.6.4节已经详细讲述了弹性地基梁法，包括地基反力系数的确定，这里不再赘述。2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系76.1.3无撑地连墙设计1.桩墙设计法•无撑地连墙的最小插入深度、墙体的内力，其计算完全可按前面讲过的桩墙的计算，并可应用有限元程序计算。2.图解法•计算步骤如下（图6-2）：（1）先根据经验初选地连墙体的插入深度t'；（2）计算主动土压力和被动土压力，绘出地连墙上的土压力图形。（如图6-2b）；2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系8图6-2无撑地连墙图解法2021

6、-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系9（3）将土压力图沿墙分成若干段(每段长0.5m~1.0m)，求出各小段上土压力的等价集中力，作用点位于压力图形的形心上(如图6-2c)；（4）选择适当的比例及极距，作力的矢量图(图6-2e)，并根据矢量图作力、索多边形（图6-2d）。墙体任一截面的弯矩M就等于极距与索多边形力矩图坐标y的乘数，最大力矩M=y；maxmax（5）t的大小由闭合线与索多边形的交点来决定。如图6-2e中原假定的深度t‘的索多边形不与AB闭合，说明插入深度不够，当AB增到AC时，索多边形闭合，此时所得t为所需之插入深度。2

7、021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系106.1.4有撑地连墙设计1.单撑地连墙计算（1）单撑地连墙的变形及土压力特征•单撑地连墙在土压力作用下，随着入土深度的不同，其墙体发生不同的变形，变形的不同反过来又影响土压力的分布，不同的插入深度其土压力图形，墙体变形和弯矩图如下页图6-3所示。2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系11图6-3插入坑底深度不同的桩墙的土压力、弯矩及变形2021-7-12中国矿业大学（北京）土木工程系1210在插入坑底深度较小时，墙体下端犹如自由端，支撑点成为简支点，墙体被推向坑内方向，墙底位移较

8、大，墙前被动土压力完全发挥出来，墙体主要在坑内一侧受弯（拉）。（如图6-3a所示）20插入坑底深度增加，墙前被动土压力得不到充分发挥与利用，这时桩底端只会在原位转动一个较小的角度而不会有位移现