欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

地下连续墙作为主体结构一部分的设计计算

328 2021-11-11 09:24:30

设计原则与要求

1.设计原则

(1)地下连续墙结构的设计应满足施工工艺及环境保护要求,保证它在施工及使用过程中必须具备的强度、刚度、稳定性、抗渗性和抗裂性。

(2)当有人防要求的地下室,地下连续墙与内衬墙组成复合式的地下室外墙,应满足抗核爆强度与防早期核辐射的要求。

(3)地下连续墙作为主体结构一部分,地下连续墙必须落至压缩性小的硬土层上,尽可能使其与建筑物基础沉降变形相协调,使差异沉降减小到最小程度。

(4)地下室各楼层梁板、基础底板与地下连续墙之间要有可靠的连结构造措施,以保证整个地下结构体系整体性。

(5)应根据地下连续墙施工的允许倾斜度与偏差,基坑开挖时墙体可能产生的水平位移及工程测量误差等因素,预留净空裕量。

(6)工程规模大、地质条件或受力条件复杂、邻近地面建筑物或重要地下管线变形敏感的深基坑工程,宜采用信息化设计。

2. 设计要求

(1)应根据建筑物地下室形状尺寸,墙体受力情况,施工条件和周围环境条件等因素,确定地下连续墙单元槽段的平面形状和槽段长度。平面形状根据需要可选用一字形、L 形、T形或多边形等;单元槽段长度土质好可取6~8m.十质差可取4~6m.在保证槽壁稳定和满足施工能力的条件下.宜采用较大的槽段长度。当基坑紧临邻近建筑物的基础时。应采用较小的槽段长度。

(2)地下连续墙的厚度与插人深度由计算确定,同时要与成槽机械的能力相适应。最常用的现浇钢筋混凝土地下连续墙的厚度可选用60~80co,个别基坑也用过 100cm、120cm,至于深度则已达 50m 左右。预制钢筋混凝土地下连续墙的厚度不宜大于 50cm。(3)地下连续墙的设计和施工,应根据单元槽段的长度和深度、工程地质和水文地质条件、施工场地周围环境等,通过工程类比和理论分析,必要时也可进行现场成槽试验,确认槽壁施工的稳定性。当槽壁稳定不能满足要求时,应减小单元槽段长度或采取其他辅助工程技术措施。

(4)地下连续墙槽段之间接头的构造做法如下∶1)接头管(又称锁口管)接头这是当前地下连续墙应用最多的一种接头。施工时,一个单元槽段挖好后于槽段的端部用吊车放入接头管,然后吊放钢筋笼并浇灌混凝土,待混凝土浇筑后强度达到0.05~0.20MPa(一般在混凝土浇筑开始后3~5h,视气温而定)开始提拔接头管,提拔接头管可用液压顶升架或吊车。开始时约每隔20~30min提拔一次,每次上拔 30~100cm,上拔速度应与混凝土浇筑速度、混凝土强度增长速度相适应,一般为2~4m/h,应在混凝土浇筑结束后8h 以内将接头管全部拔出。形成单元槽段的端部半圆形,继续施工即形成两相邻单元槽段的接头,参见图12.3-1。

2)接头箱接头

接头箱接头可以使地下连续墙形成整体接头,接头的刚度较好。

接头箱接头的施工方法与接头管接头相似,只是以接头箱代替接头管。一个单元槽段挖土结束后,吊放接头箱,再吊放钢筋笼。由于接头箱在浇筑混凝土的一面是开口的,所以钢筋笼端部的水平钢筋可插入接头箱内。浇筑混凝土时,由于接头箱的开口被焊在钢筋笼端部的钢板封住,因而浇筑的混凝土不能进人接头箱。混凝土初凝后。与接头管一样逐步吊出接头箱,待后一个单元槽段再浇筑混凝土时。由于两相邻单元槽段的水平钢筋交错搭接,而形成整体接头,其施工过程如图 12.3-2 所示。

此外。图 12.3-3所示用U形接头管与滑板式接头箱施工的钢板接头,是另一种整体式接头的做法,经过我国实践已证明是有效的。

这种整体式钢板接头是在两相邻单元槽段的交界处利用 U形接头管放入开有方孔且焊有封头钢板的接头钢板,以增强接头的整体性。接头钢板上开有大量方孔,其目的是为增强接头钢板与混凝土之间的粘结。滑板式接头箱的端部设有充气的锦纶塑料管。用来密封止浆,防止新浇筑混凝土浸透。为了便于抽拔接头箱,在接头箱与封头钢板和 U形接头管接触处皆设有聚四氟乙烯滑板。

image.png

施工这种钢板接头时,由于接头箱与 U形接头管的长度皆为设计确定的定值,不能任意接头,因此要求挖槽时严格控制槽底标高。吊放 U形接头管时,要紧贴半圆形槽壁,其下部一直插到槽底,勿将其上部搁置在导墙上。这种整体式钢板接头的施工过程如图12.3-4 所示。

3)隔板式接头

隔板式接头按隔板的形状分为平隔板、榫形隔板和 V形隔板(图 12.3-5)。由于隔板与槽壁之间难免有缝隙。为防止新浇筑混凝土渗人。要在钢筋笼的两边铺贴纤维尼龙等化纤布。化纤布可把单元槽段钢筋笼全部罩住,也可以只有 2~3m宽。要注意吊入钢筋笼时不要损坏化纤布。

带有接头钢筋的榫形隔板式接头,能使各单元墙段连成一个整体,是一种较好的接头形式,但插入钢筋笼较困难,且接头处混凝土的流动亦受到阻碍,施工时要特别注意。

4)钢板止水式接头

这种接头也是采用接头箱的一种接头形式,相邻单元墙段连接全部采用钢筋笼凹凸镶接。接头的"刚性"和"止水"是通过先浇墙段封头钢板上开孔穿出的预留钢筋和"T形止水条与后浇墙段相配合来实现的。施工时采用专门设计的带勾头的接头箱,以使先浇墙段的钢筋笼准确就位。并用专门设计的压力箱作为接头箱的后靠。把混凝十对封板的压力,通过接头箱和反力箱传至槽端土壁上,防止封头钢板产生较大的外胀变形。接头结构见图12.3-6。该接头用于上海人民广场地下变电站的地下连续墙工程。

image.png

(5)地下连续墙与地下室各楼层梁板和基础底板连接做法,根据受力要求的不同,可在墙内预埋连接筋,钢筋连接器或连接板锚筋等措施。钢筋的锚固长度应符合构造规定。(6)地下连续墙作为主体结构的一部分,应根据使用目的,地层条件和受力要求等,合理确定其与主体结构的结合方式,一般单一墙、分离墙、重合墙和复合墙等形式。

(7)地下连续墙作为主体结构一部分(即建筑物基础的一部分)它除了承受外侧土压力、水压力、地震作用以及人防核爆等产生的横向水平力外,还将承受地下室各楼层、基础底板以及上部结构传来的竖向荷载,在高层超高层建筑物中同时还承受由地面层楼板传递来的风力或地震作用所产生水平剪力和倾覆力矩,因此。除了要求地下连续墙底部落至压缩性小的硬土层上外,对其底部沉碴厚度要提出施工要求,底部沉碴厚度宜控制 10cm 之内,必要时可采用埋设注浆导管进行底部高压注浆处理墙底端沉渣过厚和加固底部持力层土体。对承受抗倾覆力矩大的地下连续墙。还可根据工程地质条件.受力计算需要,采用打竖向预应力抗拔锚杆,抗拔锚杆宜锚入强中风化岩体内。

(8地下连续墙作为永久性的主体结构--部分。应根据使用要求和周围环境条件等确定其在外荷载作用下的最大裂缝宽度允许值,迎土面一侧一般不大于0,2mm,内侧面不大

于0.3mm,对处于侵蚀环境等不利条件下,其最大裂缝宽度允许值应根据具体情况另行确定。

(9)地下连续墙墙面允许斜度应根据其挖槽深度,使用功能和槽段之间的接头型式等确定。一般其垂真度宜控制在1/300 以内。对采用圆筒形结构时不宜大干1/500∶当槽段之间采用钢筋搭接接头时,连续墙沿深度方向对设计轴线的最大偏差应控制在士50mm 以内。

(10)混凝土强度等级不低于 C30,采用现浇地下连续墙应按水下混凝土配制.一般要比设计强度等级提高一级进行配制,水泥用量不少于400kg/m3,坍落度 18~20cm.水灰比不大于0.6,粗骨料粒径不大于2.5cm。

(11)地下连续墙内墙面的局部凸出一般不宜大于100mim。

(12)地下连续墙的配筋及构造要求请参见 11.3内容,并应满足以下要求∶

1)当地下室楼层沿地下连续墙内侧边缘留管道竖井、通风竖井或楼梯间时,地下连续墙槽段接头要躲开竖井位置设置,同时在竖井洞口范围的地下连续墙的横向钢筋在地下室楼层处应按该楼层水平支撑反力大小计算配筋,且应满足抗冲切和抗剪要求。

2)地下室外墙转角处的L形地下连续墙,其外横向钢筋应按外侧压力大小作水平向弯曲计算沿竖向分段配筋。其内侧横向筋可按构造配筋。

3)地下连续墙在基础底板厚度凹槽的中心线处应预埋水平通长钢板(带锚固筋),供焊接基础底板水平止水钢板带之用。

4)当地下连续墙采用普通接头时,连续墙宜在槽段接头附近的内侧两边沿竖向每隔1m各预埋一块钢板,并在两槽段预埋钢板上加焊连结钢板或采用水平钢筋搭接焊连接。以加强连续墙的整体性。

5)当建筑物基础采用桩基基础时,地下连续墙与基础边缘桩基之间净距不小于 1m。当工程桩采用打人式(或静压)预制桩时,则必须先施工工程桩,后施工地下连续墙。当工程桩采用冲(钻)孔灌注桩时,则必须先施工地下连续墙,后施工冲(钻)孔灌注桩,施工顺序切勿颠倒。