第七章地下连续墙结构设计

地下连续墙结构设计（荷载、槽幅、导墙、厚度
深度初选）
本文讲解地下连续墙结构设计包括：荷载的确定，地下连续墙槽幅设计，地下连续墙导墙
的设计，地下连续墙厚度深度初选。

一、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。

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
3.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。

二、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。

（三）槽幅稳定性验算
梅耶霍夫经验公式法
非粘性土的经验公式
（四）槽段划分
考虑的因素
成槽施工顺序；连续墙接头形式；主体结构布置及设缝要求
三、导墙设计
四、连续墙厚度深度初选
1、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；
2、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；
3、可用古典稳定判别方法——板桩稳定平衡状态法得出初值。

古典稳定判别方法。

地下连续墙的设计作为基坑围护结构，主要基于强度、变形和稳定性三个大的方面对地下连续墙进行设计和计算，强度主要指墙体的水平和竖向截面承载力、竖向地基承载力；变形主要指墙体的水平变形和作为竖向承重结构的竖向变形；稳定性主要指作为基坑围护结构的整体稳定性、抗倾覆稳定性、坑底抗隆起稳定性、抗渗流稳定性等，稳定性计算方法。

以下针对地下连续墙设计的主要方面进行详述。

一、墙体厚度和槽段宽度地下连续墙厚度一般为0.5～1.2m，而随着挖槽设备大型化和施工工艺的改进，地下连续墙厚度可达2.0m 以上。

日本东京湾新丰洲地下变电站圆筒形地下连续墙的厚度达到了2.40m。

上海世博 500kV 地下变电站基坑开挖深度 34m，围护结构采用直径 130m 圆筒形地下连续墙，地下连续墙厚度1.2m，墙深57.5m。

在具体工程中地下连续墙的厚度应根据成槽机的规格、墙体的抗渗要求、墙体的受力和变形计算等综合确定。

地下连续的常用墙厚为 0.6、0.8、1.0 和 1.2m。

确定地下连续墙单元槽段的平面形状和成槽宽度时需考虑众多因素，如墙段的结构受力特性、槽壁稳定性、周边环境的保护要求和施工条件等，需结合各方面的因素综合确定。

一般来说，壁板式一字形槽段宽度不宜大于 6m，T 形、折线形槽段等槽段各肢宽度总和不宜大于 6m。

二、地下连续墙的入土深度一般工程中地下连续墙入土深度在 10～50m 范围内，最大深度可达150m。

在基坑工程中，地下连续墙既作为承受侧向水土压力的受力结构，同时又兼有隔水的作用，因此地下连续墙的入土深度需考虑挡土和隔水两方面的要求。

作为挡土结构，地下连续墙入土深度需满足各项稳定性和强度要求，作为隔水帷幕，地下连续墙入土深度需根据地下水控制要求确定。

1. 根据稳定性确定入土深度作为挡土受力的围护体，地下连续墙底部需插入基底以下足够深度并进入较好的土层，以满足嵌固深度和基坑各项稳定性要求。

在软土地层中，地下连续墙在基底以下的嵌固深度一般接近或大于开挖深度方能满足稳定性要求。

地下连续墙方案地下连续墙是在土壤中设置的一种地下结构工程，主要用于支撑和保护土壤，防止地基沉降和土壤侵蚀等问题。

本文将介绍地下连续墙的设计原理、施工方法以及应用场景等内容。

一、地下连续墙的设计原理地下连续墙的设计原理是通过墙体的抗倾覆和抗滑移能力，保持土体的稳定状态。

地下连续墙采用连续的墙体结构，能够有效地分散土体的压力，并在地下水位较高的情况下，起到防止土体液化和冲刷的作用。

地下连续墙的设计原理还包括选择合适的墙体材料和结构形式。

常见的墙体材料包括钢筋混凝土、砂浆、钢板等，结构形式主要有嵌入式墙、悬臂式墙和分段施工墙等。

二、地下连续墙的施工方法地下连续墙的施工方法主要包括基坑开挖、地下连续墙结构的搭设以及墙体的加固等。

在施工过程中，需要考虑基坑土方开挖后的支护措施，以及墙体的加固方法。

首先，在施工前需要进行详细的工程地质勘察，确保对地层情况有充分的了解。

然后，在基坑开挖时，需要采用合适的支护结构，以防止土方塌方和地表沉降。

接下来，地下连续墙的结构搭设是关键的施工环节。

通常采用嵌入式墙，即将墙体一部分埋入土壤中，以增加墙体的稳定性。

在墙体施工中，需要确保墙体的垂直度和水平度，在安装钢筋和浇筑混凝土时控制好施工质量。

最后，为了增强墙体的稳定性，可以采用加固措施。

常见的加固方法包括钢筋混凝土挡土墙、土钉墙、土石墙等。

这些措施能够增加墙体的抗滑移和抗倾覆能力，保证地下连续墙的稳定性和安全性。

三、地下连续墙的应用场景地下连续墙广泛应用于房屋建设、地铁隧道、桥梁基础等工程领域。

具体的应用场景包括：1. 城市基建项目：地下连续墙在城市基础设施建设中发挥重要作用，用于支撑地铁隧道、地下通道和公路桥梁等工程，保证基础设施的稳定和安全运行。

2. 河岸防护工程：地下连续墙可用于河堤的防护和加固，以防止河水侵蚀和冲刷土壤，保护河岸的安全。

3. 山体工程：地下连续墙是山体工程中常用的一种支护结构，可以有效地防止山体滑坡和崩塌，保护周围环境的安全。

第七章地下连续墙■概述■地下连续墙的承载力与变形■地下连续墙的设计与计算■地下连续墙的施工7.1概述714地下连续墙的特点及适用条件■地下连续墙地下连续墙是在地面用专用设备,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。

各段墙顺次施工并连接成整体,形成一条连续的地下墙体。

■作用:基坑开挖时防渗、掛土”邻近建筑物的支护，以及作为基础的一部分。

■地下连续墙的/地下连续墙施工技术于1950年出现在意大利：Santa Malia 大坝下深达40来的防渗墙及Venafro附近的储水池及引水工程中深达3 5 m的防渗墙。

"日本于1959年引进该技术，广泛应用于建筑物.地铁及市政下水道的基坑开挖及支护中”并作为地下室外墙承受上部结构的垂直荷载。

/我国将地下连续墙首次用于主体结构是在唐山大地震(1976 )后,在天津修复一项受震害的岸壁工程中实施。

/1977年”上海研制成功导板抓斗和多头钻成槽机/适用于多种土质条件（除岩溶地区和承压水头很高的沙砾层外，美国no层的世界贸易中心大厦）/可减少工程施工对周围环境的影响，无噪音.振动少, 适用于城市与密集建筑群中施工墙体/刚度大.整体性好，用于深基坑支护时，变形较小，基坑周围地面沉降小”在建筑物、构筑物密集地区可以施工，对邻近建筑物和地下设施影响小（法国最小距离O.5m ,日本0.2 m）/土方量小,无需井点降水”造价低”施工速度快”适用于各种地质条件/屋防渗.截水.承重.挡土.抗滑、防爆等，耐久性好。

/作为主体结构外墙”可实行逆作法施工,能加快施工进度.降低造价■不足及局限性/弃土及废弃泥浆的处理问题,增加工程费用,如处理不当,造成环境污染/施工不当或土质条件特殊时,易出现不规则超挖或槽壁坍塌＞轻则引起混凝土超方和结构尺寸超出容许的界限,重则引起相邻地面沉降.坍塌,危害邻近建筑和地下管线安全/与板桩.灌注桩及水泥土搅拌桩相比,地下连续墙造价高,选用时必须经过技术经济比较,合理时采用/施工机械设备价格昂贵，施工专业化程度高■地下连续墙的/处于软弱地基的深大基坑,周围又有密集的建筑群或重要地下管线＞对周围地面沉降和建筑物沉降要求需严格限制时"围护结构亦作为主体结构的一部分,且对抗渗有较严格要求时/采用逆作法施工”地上和地下同步施工时7.12地下连续墙的类型■工程应用中的连续墙形式"板壁式:应用最多，适用于各种直线段和圆弧段墙体 /T 形和TT 形地下连续墙:直间距大的情况 “格形地下连续墙:设支撑,靠其自重维持墙体的稳定/预应力U 形折板地下连续墙:新式地下连续墙，是一种 空间受力结构”刚度大、变形小.能节省材料-匸 --------------- 1板壁式JI 形U 形折板/分为临时挡土墙.用作主体结构兼做临时挡土墙的地下连续墙和用作多边形基础兼做墙体的地下连续墙/按墙身材料分为土质墙、腔墙、钢筋腔墙及组合墙:曲下连.又兼做地下工程永久性结构的_部分时,按构造形:分离壁式■整体壁式・单独壁式・重壁式。

地下连续墙课程设计一、支护方案选取场地周围邻近建筑物较多，必须控制好施工对周围引起的振动和沉降。

考虑该工程开挖深度13m，较深，要保持地铁深基坑支护结构万无一失的话，要求进入中风化板岩。

综上所述，最佳支护方案是选择地下连续墙围护。

地下连续墙工艺具有如下优点：1 墙体刚度大，整体性好，因而结构和地基变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构；2 适用各种地质条件，对中风化岩层时，钢板桩难以施工，但可采用合适的成槽机械施工的地下连续墙结构；3 可减少工程施工时对环境的影响，施工时振动少，噪音低，对周围相邻的工程结构和地下管线的影响较低，对沉降和变位较易控制；4 可进行逆筑法施工，有利于加快施工进度，降低造价。

二、设计原则与设计方法基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。

基坑支护结构极限状态可分为下列两类：（1）承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏；（2）正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。

基坑支护结构设计应根据表1选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。

表1 基坑侧壁安全等级及重要性系数支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。

当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素，确定地下水控制方法。

当场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。

根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应按下列规定进行计算和验算。

1、基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，计算内容应包括：1)根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；2)基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；3)当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。

7 地下连续墙7.1一般规定7.1.1本章适用于一般地质条件下的公路桥梁现浇混凝土地下连续墙基坑支护结构及地下连续墙基础的设计。

对于特殊地质条件地区应结合地区工程经验应用。

7.1.2根据使用功能不同，地下连续墙用作桥梁基坑支护结构或桥梁基础。

7.1.3地下连续墙支护结构的设计安全等级及结构重要性系数应根据支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工造成影响的严重性按表7.1.3选用。

表7.1.3 支护结构安全等级及重要性系数地下连续墙基础的设计安全等级及结构重要性系数应与桥梁整体结构一致。

7.1.4地下连续墙支护结构设计应综合考虑工程地质与水文地质、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境要求和使用期限等因素；地下连续墙基础设计应综合考虑工程地质与水文地质、上部结构条件和周边环境要求等因素；做到因地制宜、合理设计。

7.1.5地下连续墙设计应考虑施工工艺和环境保护的要求。

7.1.6地下连续墙设计应对质量检测、环境监测和现场试验等提出相关要求。

7.2 支护结构设计7.2.1 基坑支护结构应保证岩土开挖、地下结构施工的安全。

7.2.2 地下连续墙支护结构设计应包括下列内容：1 支护体系的方案技术经济比较和选型；2 支护结构的强度、稳定和变形计算；3 基坑内外土体稳定性计算；4 抗渗流稳定性计算；5 基坑降水、岩土开挖方法及要求；6 基坑施工过程监测要求。

7.2.3 支护结构宜设置支承系统。

7.2.4 支护结构的支撑必须采用稳定的结构体系和连接构造，刚度应满足变形要求。

支撑设计应包括结构布置、结构内力和变形计算、构件强度和稳定性验算、构件结点设计及构件安装和拆除流程设计。

土层锚杆（锚索）设计应包括结构布置、轴向承载力验算、土体稳定性验算。

环梁、内衬设计应包括结构布置、受力计算、强度和稳定性验算。

7.2.5应考虑结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级或对周边环境变形有限定要求的二级基坑工程，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。