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岩土研究院

地下连续墙在国内外的设计与施工概述

411 2021-04-02 13:04:37

1950年,地下连续墙最早在意大利用于大坝或贮水池的防渗墙,之后传入法国、日本,英国、美国和前苏联等国家。并在世界各地得到广泛应用和推广。


地下连续墙应用范围也从水利水电基础工程推广到建筑、市政、交通、矿山、铁道和环保等部门。我国于1958年开始采用排桩式地下连续墙作为水坝防渗墙。近几十年来,地下连续墙在理论研究和工程实践方面均取得了很大成就。


早期的地下连续墙一般是在地下先凿出一条沟槽,然后浇灌混凝土以形成一透水性很低的隔段,由于其目的主要是隔水,所以对墙面的垂直度、平整度以及混凝土强度的要求并不严格,主要是控制其水密性。1961 年法国巴黎费利浦大楼深基础工程首先成功地采用了较高精度的地下连续墙技术,这是地下连续墙施工技术在高层建筑中的首个应用实例。我国也是较早应用地下连续墙施工技术的国家之一,首次应用是水电部门于 1958年在青岛月子口水库建造的深20m的桩排式防渗墙,以及在北京密云水库建造的深44m的槽孔式防渗墙。

1971年,台北市吉林路中国国际银行大楼建设中也采用了地下连续墙。1977年,在上海研制成功了导板抓斗和多头钻成槽机。并首次用这种机械施工了某部厂升船机港的岸壁,为我国加速开发这一技术起到了积极推动作用。


最初的地下连续墙厚度一般不超过0.6m,深度不超过20m。20世纪60~80年代,随着成槽施工技术设备的不断更新,墙厚达1.0~1.2m、深度达100m 的地下连续墙逐渐出现。1965~1987年间,日本利用地下连续墙作为围护结构的工程多达365例。东京都涩谷区NHK新广播电台大楼,地下2层,地上3层,基坑围护结构采用T字形大断面地下连续墙,墙厚为0.6m和1.0m,深度达18~22m,地下连续墙作为地下室外墙兼作双层车道的基础;营团地铁有乐町线基坑工程采用80cm 厚的地下连续墙作为围护结构; 日本国室兰港的白鸟大桥主塔墩为直径37m 、深70m的基坑,采用地下连续墙围堰,从筑岛顶面算起,地下连续墙打入地层以下 100m,成功修建了主塔墩的直接基础。20世纪90年代,由于成功研制并使用了水平多轴铣槽机,工程中出现了超厚(3.20m)和超深(170m)的地下连续墙结构。已建成的日本东京湾跨海大桥川崎人工岛(墙厚 2.8m,直径 108m)的地下连续墙基础的最大深度达140m。


在中国,自从引入地下连续墙技术以来,地下连续墙作为基坑围护结构的设计施工技术已经非常成熟。20世纪90年代中期,国内越来越多的工程将支护结构和主体结构结合为一个整体进行设计,即在施工阶段采用地下连续墙作为支护结构,而在正常使用阶段地下连续墙又作为结构外墙使用,在正常使用阶段承受永久水平和竖向荷载,称为"两墙合一"。上海新闸路地铁车站、上海银行大厦、越洋广场、平安金融大厦和上海二十一世纪中心大厦等均采用了"两墙合一"设计。"两墙合一"设计减少了工程资金和材料的投入,充分体现了地下连续墙的经济性和环保性。2000年以后,随着国内新一轮建筑高潮的兴起,各种深大基坑和市区内周边环境保护要求高的基坑工程不断涌现,对工程的经济性要求越来越高,也促进了地下连续墙技术的发展,并出现了一批设计难度较高的工程。上海世博500kV地下变电站工程为直径130m的圆形基坑,基坑开挖深度为33.6m,采用了1.2m厚的地下连续墙作为围护结构,同时在正常使用阶段又作为地下室的外墙。