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原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:2

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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,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45×37m2,场地西、北约4.0—5.0m外均为居民住宅楼,高1—4层,浅基,砖混结构,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

序 号土层名称厚度
h(m)
天然容重
γ
(KN/m3)
固结快剪不固结快剪m值
KN/m4
渗透
系数K
(m/d)
C(Kpa)φ(°)Cuφu
杂填土2.517.05.021.0  4500
粉质粘土3.818.621.019.631.03.24200
含泥中砂3.319.012.034.4  9500
粘土0.617.715.016.521.03.54000
淤泥质粘土1.416.99.013.416.02.43500
含泥砾粗砂7.219.63.039.7  120003.72
  
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:

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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、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,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。


 
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