深基坑围护结构地下连续墙结构设计_ppt

六 导墙设计

导墙截面形式 C20混凝土，厚度200~300mm； 导墙深度深入原状土不小于300mm； 顶面高出地面100~200mm； 宽度大于连续墙设计宽度的30~50mm。
七 连续墙厚度深度初选 连续墙厚度依据不同阶段的受力、变形和裂 缝控制要求确定，常用规格600、800、1000 、1200mm； 连续墙的入土深度（基坑地面以下的深度） 与基坑深度之比，称为入土径比，据经验依 据地质条件取0.7~1.0； 可用古典稳定判别方法——板桩稳定平衡状 态法得出初值。
近期在城市基坑工程中得到普遍应用。如北京王府井宾馆（基坑深 度16.0m,墙厚0.6m,深20m）,上海金茂大厦（基坑深度15.0m,墙厚1.0m, 深36m）等
第一节
一、地下连续墙的概念
概
述
zz地铁1号线国贸站地下连续墙
左、右线上下重叠地下三层侧式站台车站， 基坑总长238.49m，深约25m，
地下连续墙浇筑形成
基坑第一层开挖 基坑土方开挖阶段 基坑土方工程结束 工程竣工
开挖前的受力状态
悬臂受力状态、地面侧向位移 墙的结构强度、基坑稳定及变形量 基坑底部隆起、基坑整体失稳
水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用
下的强度和变形
第二节
结构设计
二 结构体系的破坏形式
稳定性破坏 整体失稳 基坑底隆起 管涌及流沙 强度破坏 支撑强度不足或压屈 墙体强度不足 变形过大
第七章
地下连续墙结构
第七章
地下连续墙结构
第一节 第二节
概
述
结构设计
第三节
接头设计
第一节
一、地下连续墙的概念
概
述
槽壁法 ，1950年首次应用于意大利的米兰地下建筑工程中。
我国的水电部门于1958年开始，在山东青岛月子口水库工程中采用 这种技术修建防渗墙，随后又在北京、云南、贵州、广东、广西、甘肃 、吉林、江西等省市，五十多项工程中采用地下连续墙技术，取得良好 的技术、经济效果。
五 槽幅设计 （一）槽幅：一次成槽的槽壁长度
槽壁长度
槽段划分
（二）槽壁长度确定规定
槽壁长度应与成槽机械尺寸成模数关系，最小不小于机 械的尺寸，最大尺寸由槽壁稳定性确定。 目前常用为3~6m,一般不超过8m。
五 槽幅设计
（三）槽幅稳定性验算

梅耶霍夫经验公式法
① 临界深度Hcr
N cu H cr K 0 1
土压力类别与墙体位移δ/基坑深度H 的关系 土压力类别 土压力类别
静止土压力 提高的主动 土压力 主动土压力
0 / H 0.2% 0.2% / H 0.4% 0.4% / H 1%
降低的被动 土压力 被动土压力
0 / H 0.2% 0.2% / H 0.5%
第一节
概
述
三 地下连续墙的特点及适用条件
适用场合： 基坑深度大于10பைடு நூலகம்; 软土地基或砂土地基；
在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工 程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。 围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格要求时； 采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。
四 地下连续墙的技术要点
(4)地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑)的内力分析和变 形验算。 (5)地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的配筋设 计、截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。
四 荷载确定 （一）施工阶段
基坑开挖水土压力；
施工荷载，若采用逆作法考虑上部结构自重。
（二）使用阶段
水土压力；
主体结构传递的恒载和活载。
——开挖外侧（土压力)槽底水平压力强度；
——开挖内侧（泥浆压力）槽底水平压力强度。
五 槽幅设计
（三）槽幅稳定性验算

梅耶霍夫经验公式法
③ 开挖槽壁的横向变形△
(1 )( K 0 1 )
2
zL Es
z Es
——计算点深度，m;
——土的压缩模量，kN/m2。
五 槽幅设计
七 连续墙厚度深度初选 古典稳定判别方法
板桩底端为自由的稳定状态 入土深度过小
X 0 M 0
T ——支撑或锚杆水平轴力； D——墙入土深度； E P——被动侧总压力；
Ea ——主动侧总压力。
七 连续墙厚度深度初选 古典稳定判别方法
板桩底端为嵌固的稳定状态——悬壁桩
据实际变形情况，设墙体绕E转动，则E以上墙后为 主动土压，墙前为被动土压，E点以下则相反。E点以 下墙段对上段的作用力记为P（图）。
3．国内常用的计算方法
（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法
3．国内常用的计算方法
SY 0
1 2 1 N i N k xm xm h02k h0 k xm 2 2 1
k 1

1 (h0 k xm ) xm 0 2
k 1 1 2 1 2 N k h0 k xm h0 k xm xm N i 2 2 1 1 1 2 h0 k xm xm 2 2
第一节
一、地下连续墙的概念
概
述
zz地铁1号线国贸站地下连续墙
标准段宽度：车站为20.25m，连续墙总长度541m，成墙面积1.47m2 。 连续墙划分为标准中幅（幅度6m）69幅，非标准幅13幅及特殊幅14幅， 共计96幅，
第一节
一、地下连续墙的概念
概
述
zz地铁1号线国贸站地下连续墙
三 地下连续墙设计计算的主要内容
(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。
（一）较古典的计算方法： 假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。 方法：假想梁法、1/2分割法、泰沙基法 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变： 假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。 方法：山肩帮男法 （三）横撑轴向力、墙体弯矩可变： 假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。 方法：日本弹塑性法、有限元法 （四）共同变形理论：
3．国内常用的计算方法
SM A 0
1 2 1 3 1 N i (hik xm ) N k (hkk xm ) 2 xm 6 xm 2 h0k h0k 1
第一节
概
述
三 地下连续墙的特点及适用条件
缺点
弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成 新的环境污染。 地质条件和施工的适应性问题。 槽壁坍塌问题。 现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可 使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加 工作量； 地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚 可拔出重复使用来得经济。
由
M
E
0
可求出嵌深的上段t，再乘
以1.2作为嵌固深度
板桩底端为嵌固的稳定状态——带撑或锚
土压分布与前类似，但这里多一未知量，超静定， 用等值梁法求解。
设合土压=0处M=0（近似, x0/H和有关），由CA段 SMC=0，可求出拉力T、P0； 由下段SMC=0求t，再乘以1.2。
八、地下连续墙计算理论及方法
假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支撑变形。
方法：森重龙马法、有限元法
（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法
该类计算理论是以某些实测现象作依据的
横撑轴向压力、墙体弯矩不随开挖过程变化
（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法
1．山肩邦男法（精确解）
基本假定： （1）在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；
水土压力的确定是荷载确定的关键！！！
水土压力的计算规定
1．粘性土按水土合算，非粘性土按水土分算，按水土分算 时，应考虑地下水是否有渗流。 2. 土压力分布模式：泰沙基试验
水土压力计算规定
4．某些规范规定土压力分布应按入土深度和墙体侧向位移选用。如《港 口工程地下连续墙结构设计与施工规程》（JTJ 303- 2003），《上海市 基坑工程设计规程》等。
（三）槽幅稳定性验算

非粘性土的经验公式
① 安全系数
、 1 ——砂土、泥浆的重度，kN/m3; d ——砂土的内摩擦角。
2( 1 )1/ 2 tan d FS 1
五 槽幅设计 （四）槽段划分 考虑的因素
① 成槽施工顺序
② 连续墙接头形式 ③ 主体结构布置及设缝要求
第一节
一、地下连续墙的概念
概
述
定义：
利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用 ，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇 注混凝土而形成一道具有防渗(水)、挡土 和承重功能的连续的地下墙体，称为地下 连续墙。
第一节
二、地下连续墙的施工方法
概
述
第一节
概
述
导墙施工
泥浆制备厂
第一节
概
述
成槽机挖土
接头箱
钢筋笼制作
（2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；
（3）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑 性区，高度为l，以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区；
（4）横撑设置后，即作为不动支点；
（5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道 横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。
( N 4(1 B / L))
、 1 ——黏土、泥浆的有效重度，kN/m3; N ——条形基础的承载力系数。 B、L ——槽壁的平面宽度、长度，m。
五 槽幅设计
（三）槽幅稳定性验算

梅耶霍夫经验公式法
② 槽壁坍塌安全系数 Fs
N cu FS P0 m P m 1
P0 m Pm 1
三、地下连续墙计算理论及方法
（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法
2．山肩邦男法（近似解法） 基本假定： （1）在粘土地层中，墙体作为底端自由的有限长的弹性体； （2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形（已 抵消开挖面一侧的静止土压力）； （3）开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土压力 （4）横撑设置后，即作为不动支点； （5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道 横撑点以上的板桩仍然保持原来的位置。 （6）开挖面以下板桩弯矩为0的那点，假想为一个铰，而且忽略此铰以 下的墙体对上面墙体的剪力传递。
2．山肩邦男法（近似解法）
SY 0 得式(1)
k 1 1 2 1 2 N K h0 k h0 k xm N i xm xm 2 2 1
SM A 0 得式（2）
1 3 1 2 xm (h0 k hkk ) xm (h0 k )hkk xm 3 2
1)如何在各种复杂地基中开挖出符合设计要求(如几何尺寸 、偏斜度等)的槽孔来? 2)如何保证槽孔在开挖和回填过程中的稳定? 3)如何用适宜的材料回填到槽孔中，形成一道连续的、不 透水的并能承受各种荷载的墙体来? 4)如何解决各个墙段之间的接缝连接问题?
第二节
结构设计
一 地下连续墙受力特点
施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态： 槽段土方开挖阶段 槽段侧壁的稳定性
钢筋笼起吊
钢筋笼吊放
浇注混凝土
第一节
概
述
三 地下连续墙的特点及适用条件 优点
施工时对环境影响小。没有噪音，无振动，不必放坡，可 紧邻相近的建筑和地下设施施工；
墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用 于超深围护结构，也可用作主体结构； 连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好； 可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度； 适用于多种地质条件。
k 1 1 1 k 1 2 N i hik hkk N i h0 k h0 k 0 2 3 1 1
2．山肩邦男法（近似解法）
解题的步骤:
a)在第一阶段开挖后，k=1,由式(2)求出xm ，将 xm代入式 (2)算 出N1;
b)在第二阶段开挖后， k=2，N1已知，由式(2)求出xm ，将 xm 代入式 (2)算出N2; c)在第三阶段开挖后，k=3，N1、 N2已知，由式(2)求出xm ，将 xm代入式 (2)算出N3;