薄壁地下连续墙支护技术 - 建筑技术

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1、薄壁地下连续墙支护技术-建筑技术　　1前言　　钢筋混凝土构筑的地下连续墙，墙体刚度大，不但能承受作用于墙面上的侧压力，还具有挡水防渗能力，且变形小，可以作为主体结构的地下室外墙或其一部分。地下墙施工的成槽机械主要有抓斗式和利用泥浆循环的掘削式设备，施工对周围土体和邻近建（构）筑物影响小，对于基坑开挖工程量大，工期长，或利用地下墙作为主体地下室外墙的工程，具有较好的综合经济效益。但对于一般基坑，由于施工技术复杂，造价较高，现有设备施工的地下墙墙体厚度较大（一般厚800mm左右），故混凝土用量较大。因而，在一定程度上限制了它的推广应用。　　采用射水法建造的薄壁地下连续墙，成槽设备较简单

2、，它利用高压射源破坏地层结构，水土混合使泥砂溢出地面，并通过成型器（长方形350mm×1500mm）上下反复冲击运动，其下刀具进一步破坏土层，修整槽壁，槽孔中泥浆护壁，形成规格尺寸的槽段，经灌注水下混凝土建成单块槽段，单块槽段墙厚380mm，墙段宽1560mm左右，采用间隔跳打，当施工两槽段之间的槽板时，开启侧向射源，将邻近两槽板侧向泥土冲刷干净，这样，使单块槽板相互紧密衔接，形成一道完整的地下墙体，保持了传统地下连续墙的优点，减少砼用量，且这种地下墙单位体积综合价与（冲）钻孔灌注桩接近，从而大大降低了造价。　　射水法建造地下连续墙适用于淤泥、粘性土、砂土、砂砾等土层。该法原用于土

3、坝坝体防渗的防渗墙，近年来，该法应用于基坑支护，取得良好的效果，特别在砂土等透水性好的地层中，因其自身良好的止水防渗功能，可节省止水或降水费用，有利于保护环境，社会经济效益显著。　　这种地下连续墙壁厚较小，故墙体在开挖深度上的跨度不宜过大，一般一层地下室要设一层支撑，但其整体好，矩形断面有利于抵抗弯矩，在实际应用中发现其变形并不大，完全可以满足支护要求。　　2薄壁地下连续墙的设计计算　　地处福建漳州市闹市区的某工程，高20层，框架剪力墙结构，地下室两层，开挖深度8.5m（承台深度9.5m），基坑占地面积45×37㎡，场地西、北约4.0—5.0m外均为居民住宅楼，高1—4层，浅基，砖

4、混结构，场地东侧6m外为某银行，高5层，天然地基，框架结构，场地南侧为街道，街道边埋设有地下管线，环境条件对基坑开挖要求高。场地土层及主要物理力学性质及其它有关设计计算指标见表1。表1场地土层主要物理力学性质指标　　支护结构采用薄壁地下连续墙加设两道钢筋砼角撑，4根立柱，连续墙厚380mm、长度12.5m，槽段宽1560mm，共有106块槽段，如图1所示。这种支护型式在漳州地区属首次应用，设计计算如下：图1薄壁地下连续墙支护设计图　　2.1土压力计算采用朗肯公式计算土压力，土的强度取固结快剪指标，被动侧粘性土取快剪指标〔1〕。　　2.2墙体嵌入深度计算与稳定性验算场地顶部为杂填土、

5、粉质粘土，利用其可自立深度，将第一道支撑降低至地面以下1.7m，支撑以上基坑外的土重、邻近建筑、施工荷载作为地面超载取P0=50Pa，则计算开挖深度为7.8m.根据静力平衡法原理，计算连续墙嵌入深度〔1〕，第二层开挖力矩平衡所需的嵌入深度Ht=4.2m，设计嵌入深度Hd=1.1×Ht=4.7m，连续墙板块长度12.5m.将上述方法确定的嵌入深度进行基坑抗隆起稳定性验算〔1〕，可得安全系数Kr=2.17＞1.3，满足要求；并进行整体稳定性验算〔2〕，安全系数Kt=1.59＞1.25，亦满足要求。　　2.3地下连续墙内力计算地下连续墙内力取一个槽段计算，b=1560mm，h=380mm

6、，保护层α=30mm，采用考虑支撑设置滞后面的m法〔3〕按四种工况计算：表2为各工况弯矩、剪力、支撑力、位移计算结果，取各工况弯矩包络线计算配筋。表2薄壁地下连续墙计算结果　　2.4降水设计计算本工程场地有两层承压含水层，上部含水层被连续墙止水，可不予考虑，下部承压水水位埋深1.4m，开挖后为防止坑底突涌，必须降低第二含水层的水头压力，满足：h＜ΣrI.hI/rw/1.2（1）　　式中：h—含水层水头高度；rI—坑底土重度；hI-坑底土厚度；rw—水重度。　　将已知值代入上式，得h＜2.7m，即应将第二层地下水位降低6.1m以上，取降至基坑底，S=8.1m.根据/大井公式计算基坑涌

7、水量：Q=2.73K.M.S/〔lg（1+R0/r0）〕（2）　　式中：Q—基坑涌水量；K—含水层渗透系数；M—含水层厚度；S—水位降深；R—影响半径，，R0=R+r0；r0—基坑等效半径；r0=0.29（a+b），a、b基坑长、宽。　　将有关参数代入式（2），得：Q=634.8m3/d，单井设计出水能力q=108m3/d，降水井井数n=1，1Q/q≈7（口井）。　　2.5基坑开挖监测布置为了确保支护结构和周边安全，需进行监测，在连续墙中共布6个测斜管（与连续墙深度相