基础工程7章课件.ppt

1、新课主要内容 本章提要本章提要【本章要求【本章要求】1.了解地下连续墙的特点和适用范围；了解地下连续墙的特点和适用范围；2.理解地下连续墙的设计原则理解地下连续墙的设计原则3.掌握地下连续墙的内力计算方法。掌握地下连续墙的内力计算方法。【本章重点】【本章重点】地下连续墙的内力计算。地下连续墙的内力计算。7.1 概述概述7.2地下连续墙的设计原则地下连续墙的设计原则7.3地下连续墙设计与计算地下连续墙设计与计算7.4地下连续墙的施工地下连续墙的施工7.1.1地下连续墙的特点及适用条件地下连续墙的特点及适用条件地下连续墙是在地面利用专业设备，在泥浆地下连续墙是在地面利用专业设备，在泥浆护壁的情况下

2、，开挖一条狭长的深槽，在槽护壁的情况下，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并浇灌混凝土，形成一段钢筋内放置钢筋笼并浇灌混凝土，形成一段钢筋混凝土墙段。各墙段顺次施工并连结成整体，混凝土墙段。各墙段顺次施工并连结成整体，形成一条连续的地下墙体，成为地下连续墙。形成一条连续的地下墙体，成为地下连续墙。地下连续墙可作为截水防渗、挡土及承重之地下连续墙可作为截水防渗、挡土及承重之用。用。1.地下连续墙的优点地下连续墙的优点1）适用于多种土质条件；）适用于多种土质条件；2）可减少工程施工对周围环境的影响，施工振动）可减少工程施工对周围环境的影响，施工振动少、噪音低；少、噪音低；3）地下连续墙的墙体刚度

3、大、整体性好；）地下连续墙的墙体刚度大、整体性好；4）地下连续墙为整体连续结构，墙体厚度一般不）地下连续墙为整体连续结构，墙体厚度一般不小于小于60cm，钢筋保护层又较厚，耐久性好，抗渗，钢筋保护层又较厚，耐久性好，抗渗性能亦较好；性能亦较好；5）作为主体结构外墙，可实行逆作法施工，加快）作为主体结构外墙，可实行逆作法施工，加快施工进度，降低工程造价。施工进度，降低工程造价。2地下连续墙的局限性地下连续墙的局限性1）弃土和废浆的处理。除增加工程费用外，若处理不当，）弃土和废浆的处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染；还会造成新的环境污染；2）地质条件和施工的适应性。地下连续墙

4、最适应的地层为）地质条件和施工的适应性。地下连续墙最适应的地层为软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时，还会增加施工软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时，还会增加施工难度和影响工程造价；难度和影响工程造价；3）槽壁坍塌。槽壁坍塌轻则引起墙体混凝土超方和结构尺）槽壁坍塌。槽壁坍塌轻则引起墙体混凝土超方和结构尺寸超出允许界限，重则引起相邻地面沉降、坍塌，危害邻近寸超出允许界限，重则引起相邻地面沉降、坍塌，危害邻近建筑物和地下管线的安全；建筑物和地下管线的安全；4）与板桩、灌注桩及水泥土搅拌桩相比，地下连续墙造价）与板桩、灌注桩及水泥土搅拌桩相比，地下连续墙造价较高，对其选用必须经过技术经济比较，

5、确认采用的合理性较高，对其选用必须经过技术经济比较，确认采用的合理性时才可采用；时才可采用；5）地下连续墙施工需要专门的设备，施工机械设备价格昂）地下连续墙施工需要专门的设备，施工机械设备价格昂贵，施工专业化程度高，使该项技术的推广受到一定的限制。贵，施工专业化程度高，使该项技术的推广受到一定的限制。7.1.2地下连续墙的适用条件地下连续墙的适用条件地下连续墙是一种比钻孔灌注桩和深层搅拌桩造价地下连续墙是一种比钻孔灌注桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式，其在基础工程中的适用条件有：昂贵的结构形式，其在基础工程中的适用条件有：1）软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑物）软弱地基的深大基坑，周围又

6、有密集的建筑物或重要的地下管线，对周围地基变形和建筑物的沉或重要的地下管线，对周围地基变形和建筑物的沉降要求需要严格控制时，宜用地下连续墙；降要求需要严格控制时，宜用地下连续墙；2）围护结构亦作为主体结构的一部分，且对抗渗）围护结构亦作为主体结构的一部分，且对抗渗有严格限制时，宜用地下连续墙；有严格限制时，宜用地下连续墙；3）基坑开挖采用逆作法施工，地下和地上同步施）基坑开挖采用逆作法施工，地下和地上同步施工时，宜用地下连续墙；工时，宜用地下连续墙；7.1.3地下连续墙的类型地下连续墙的类型地下连续墙按其填筑的材料，分为土质墙、混凝土地下连续墙按其填筑的材料，分为土质墙、混凝土墙、钢筋混凝土墙

7、（现浇和预制）和组合墙（预制墙、钢筋混凝土墙（现浇和预制）和组合墙（预制钢筋混凝土墙板和现浇混凝土的组合，或预制钢筋钢筋混凝土墙板和现浇混凝土的组合，或预制钢筋混凝土墙板和自凝水泥膨润泥浆的组合）；按其成混凝土墙板和自凝水泥膨润泥浆的组合）；按其成墙方式，分为桩排式、壁板式、桩壁组合式；按其墙方式，分为桩排式、壁板式、桩壁组合式；按其用途，分为临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构兼用途，分为临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构兼作临时挡土墙的地下连续墙。作临时挡土墙的地下连续墙。7.1.4 7.1.4 作为主体结构的地下连续墙的特点作为主体结构的地下连续墙的特点 分离壁式分离壁式 分离壁式是在主体结构

8、物的水平构件上设置支点，即将主体结构物作为地下连续墙的支点，起着水平支撑作用。单独壁式单独壁式 单独壁式即将地下连续墙直接用作主体结构的地下室外边墙。此种布置形式壁体构造简单，地下室内部不需要另作受力结构层。复合壁式复合壁式 复合壁式是将地下连续墙与主体结构地下室外墙做成一个整体，即通过地下连续墙内侧凿毛或用剪力块将地下连续墙与主体结构外墙连接起来，使之在结合部位能够传递剪力。重壁式重壁式 重壁式是把主体结构的外墙重合在地下连续墙的内侧，在两者之间填充隔绝材料，使之不传递剪力的结构形式。7.2.17.2.1地下连续墙的破坏形式地下连续墙的破坏形式1.1.稳定性破坏稳定性破坏（1 1）整体失稳）

9、整体失稳 松软地层中因支承位置不当，或施工中支撑系统结合不牢等原因，使墙体位移过大，或因地下连续墙入土太浅，导致基坑外整个土体产生大滑坡或塌方，致使地下连续墙支护系统整体失稳破坏。（2 2）基坑底隆起）基坑底隆起 在软弱的粘性土层中，若墙体插入深度不足，开挖到一定深度后，基坑内土体会因大量隆起及基坑外地面的过量沉陷，导致整个地下连续墙支挡设施失稳破坏，如图。（3 3）管涌及流沙）管涌及流沙 在含水的砂层中采用地下连续墙作为挡土、挡水结构时，开挖形成的水头差可能会引起管涌及流沙，开挖面内外层中砂的大量流失导致地面沉降。7.2.17.2.1地下连续墙的破坏形式地下连续墙的破坏形式7.2.17.2.

10、1地下连续墙的破坏形式地下连续墙的破坏形式2.2.强度破坏强度破坏（1 1）支撑强度不足或压屈）支撑强度不足或压屈 当设置的支撑强度不足或刚度太小时，在侧向土压力作用下支撑损坏或压屈从而引起墙体上部或下部变形过大，导致支撑系统破坏。（2）墙体强度不足 由土压力引起的墙体弯矩超过墙体的抗弯能力，导致墙体大裂缝或断裂而破坏。（3）变形过大 由于地下连续墙刚度不足，变形过大或者由于墙体渗水漏泥引起地层损失，导致基坑外的地表沉降和水平位移过大，会引起基坑周围的地下管线断裂和地面房屋的损坏。7.2.27.2.2设计原则设计原则地下连续墙及其构筑物作为基础设计的极限状态分为以下两类：一是承载力极限状态，及

11、其坑槽地基达到最大承载力或局部、整体失稳不适于继续承载的状态；二是正常使用极限状态，对应于地下连续墙及其坑槽地基达到建筑物正常使用所规定的变形值或耐久性要求的限值。在施工、使用各阶段设计时，应根据具体情况选用适当的安全等级(1)地下连续墙的设计计算内容地下连续墙的设计计算内容 1）确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载；2）确定地下连续墙所需的入土深度，以满足抗管涌、抗隆起、防止基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要；3）验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、深度的尺寸；4）地下连续墙结构体系（包括墙体和支撑）的静力分析和变形验

12、算；5）地下连续墙结构的界面设计，包括墙体和支撑的配筋设计或截面强度验算、节点、接头的联接强度验算和构造处理；6）估算基坑施工对周围环境的影响程度，包括连续墙的墙顶位移和墙后地面沉降值的大小和范围。(2)地下连续墙的静力计算方法地下连续墙的静力计算方法 按排桩式维护墙体的设计计算方法，该方法包括悬臂式排桩支护、单支点排桩支护、多支点排桩支护的各种计算方法，这些方法也适用于地下连续墙静力计算。地下连续墙采用逐段施工方法，且周而复始地进行。地下连续墙作为一种地下工程的施工方法，有诸多工序组成，其施工过程较为复杂，每段的施工过程，大体上分为以下六步：1）开挖导槽，修筑导墙；2）在始终充满泥浆的沟槽中

13、，利用专业挖槽机械进行挖槽；3）两端放入接头管（又称锁口管）；4）将已制备的钢筋笼下沉到设计高度，当钢筋笼太长，一次吊沉有困难，也 可在导墙上进行分段施工，逐步下沉；5）待插入水下灌注混凝土导管后，即可进行混凝土灌注；6）待混凝土初凝后，拔去接头管。7.4.17.4.1导墙施工导墙施工1.导墙的作用导墙的作用导墙作为地下连续墙施工过程中必不可少的构筑物，具有以下作用：控制地下连续墙施工精度控制地下连续墙施工精度 导墙与地下墙中心相一致，规定了沟槽的位置走向，可作为量测挖槽标高、垂直度的基准，导墙顶面又作为机架式挖土机械导向钢轨的架设定位。挡土作用挡土作用 由于地表土层受地面超载影响，容易塌陷，

14、导墙起到挡土作用。为防止导墙在侧向土压力作用下产生位移，一般应在导墙内侧每隔12m架设上下两道木支撑。重物支撑台重物支撑台 施工期间，承受钢筋笼、灌注混凝土用的导管、接头管以及其他施工机械的静、动荷载。维持稳定液面的作用维持稳定液面的作用 7.4.17.4.1导墙施工导墙施工2.导墙的形式与施工导墙的形式与施工导墙一般采用现浇钢筋混凝土结构，也有钢制的或预制的钢筋混凝土的装配式结构。导墙一般采用C20混凝土浇筑，配筋通常为，当表土较好，在导墙施工期间能保持外侧土壁垂直自立时，可以用土壁代替外模板，避免回填土，以防槽外地表水渗入槽内。若表土开挖后外侧土壁不能垂直自立时，外侧需要设模板。现浇钢筋混

15、凝土导墙拆模后，应沿纵向每隔1m左右设上、下两道木支撑，将两片导墙支撑起来，在导墙的混凝土达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以防导墙受压变形。导墙放线开挖导墙导墙钢筋绑扎模板支护浇筑混凝土导墙浇筑完毕7.4.27.4.2泥浆护壁泥浆护壁在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土润滑，其中护壁最为重要。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键。泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁有一定的静水压力，相当于一种液体支撑。泥浆能渗入土壁形成一种透水性很低的泥皮，有助于维护土壁的稳定性。泥浆具有高度的粘性，能在挖槽过程中将土渣悬浮起来，可使钻头时刻钻进新鲜土层，避免土渣

16、堆积在工作面上影响挖槽效率，又便于土渣随同泥浆排出槽外。7.4.37.4.3槽段开挖槽段开挖 开挖槽段是地下连续墙施工的重要环节，约占工期的一半。挖槽精度又决定了墙体的制作精度，所以是决定施工进度和质量的关键程序。地下连续墙通常是分段施工的，每一段称为地下连续墙的一个槽段（又称为一个单元），一个槽段是一次混凝土灌注单位。7.4.47.4.4钢筋笼加工与吊放钢筋笼加工与吊放 插入钢筋笼时，最重要的是使钢筋笼对准单元槽段的中心，垂直而又准确地插入槽内。钢筋笼进入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，然后徐徐下降，此时必须注意不要因起重臂摆动或其他影响而使钢筋笼产生横向摆动，造成槽壁坍塌。钢筋笼插入槽内

17、后，检查其顶端高度是否符合设计要求，然后将其搁置在导墙上。如果钢筋笼式分段制作，吊放时需接长，下段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直吊起，上下两段钢筋笼呈直线连接。钢筋笼加工与吊放钢筋笼加工与吊放7.4.57.4.5水下混凝土浇筑水下混凝土浇筑 由于地下连续墙槽段的浇注过程具有一般水下混凝土浇筑的施工特点，混凝土强度等级一般不低于C20。混凝土的级配除了满足结构强度要求外，还要满足水下混凝土施工的要求，比如流态混凝土的塌落度宜控制在1520cm左右，混凝土具有良好的和易性和流动性。在浇筑完成后的地下连续墙墙顶存在一层浮浆层，因此混凝土顶面需要比设计标高超浇0.5m以上。凿去该层浮浆

18、层，地下连续墙墙顶才能与主体结构或支撑相联成整体。地下连续墙地下连续墙 是在地面利用专业设备，在泥浆护壁的情况下，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼并浇灌混凝土，形成一段钢筋混凝土墙段。地下连续墙分类地下连续墙分类 按其填筑的材料，分为土质墙、混凝土墙、钢筋混凝土墙（现浇和预制）和组合墙（预制钢筋混凝土墙板和现浇混凝土的组合，或预制钢筋混凝土墙板和自凝水泥膨润泥浆的组合）；按其成墙方式，分为桩排式、壁板式、桩壁组合式；按其用途，分为临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构兼作临时挡土墙的地下连续墙。地下连续墙的施工地下连续墙的施工 主要包括导墙施工、泥浆护壁、槽段开挖、钢筋笼加工与吊放、水下浇筑混凝土等施工工序。