1、10.1 概述概述10.2 沉井的构造沉井的构造10.3 沉井作为整体深基础的设计与计算沉井作为整体深基础的设计与计算10.4 沉井施工期的结构计算沉井施工期的结构计算10.5 地下连续墙地下连续墙第第10章章 沉井基础与地下连续墙沉井基础与地下连续墙110.1 概述概述10.1.1 沉井的基本概念沉井的基本概念 沉井是井筒状结构物，它是以井内挖土，依靠自身重量克服井壁摩沉井是井筒状结构物，它是以井内挖土，依靠自身重量克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩、台或其它结构物的基础。梁墩、台或其它结
2、构物的基础。 沉井结构由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、封底及顶板等组成。沉井结构由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、封底及顶板等组成。 沉井下沉示意图沉井下沉示意图 沉井基础沉井基础第第10章章 沉井基础与地下连续墙沉井基础与地下连续墙2沉井的特点沉井的特点: 埋置深度很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大埋置深度很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是挡土和挡水围堰结构物的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是挡土和挡水围堰结构物. 缺点：施工期较长；粉细砂土井内抽水易发生流沙现象，造成沉井倾斜；缺点：施工期较长；粉细砂土井内
3、抽水易发生流沙现象，造成沉井倾斜；遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大时，施工困难大。遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大时，施工困难大。沉井制作与下沉过程沉井制作与下沉过程310.1.2 沉井的应用与发展概况沉井的应用与发展概况 （1）江河上的结构物：桥梁墩台基础、挡水坝；）江河上的结构物：桥梁墩台基础、挡水坝； （2）取水构筑物：取水泵房、污水泵站；）取水构筑物：取水泵房、污水泵站； （3）重型结构物基础：烟囱、重型设备基础；）重型结构物基础：烟囱、重型设备基础； （4）地下工程：地下厂房、仓储库房；地下车道及矿用竖井；）地下工程：地下厂房、仓储库房；地下车道及矿用竖井； （5）临
4、近建筑物的深基础：）临近建筑物的深基础： （6）地下工作井：盾构或顶管工作井、房屋纠偏工作井等。）地下工作井：盾构或顶管工作井、房屋纠偏工作井等。4沉井平面长沉井平面长69米，宽米，宽51米，下沉深度为米，下沉深度为58米，体积米，体积20.4万万立方米立方米,列世界最大沉井。列世界最大沉井。 (列世界第的美国费雷泽诺桥的沉井体积为列世界第的美国费雷泽诺桥的沉井体积为15万立方米万立方米)江阴长江公路大桥北锚沉井江阴长江公路大桥北锚沉井5 10.1.3 沉井的分类沉井的分类单孔沉井：圆形、正方形、矩形等；单孔沉井：圆形、正方形、矩形等；单排孔沉井：矩形、长圆形、组合形等；单排孔沉井：矩形、长圆
5、形、组合形等；多排孔沉井：由内隔墙分成若干个井孔。多排孔沉井：由内隔墙分成若干个井孔。1） 按沉井的平面形式分按沉井的平面形式分6双孔矩形沉井双孔矩形沉井7 柱形柱形竖直式、台阶式（竖直式、台阶式（阶梯形）、锥形。阶梯形）、锥形。竖直式竖直式多阶梯形多阶梯形刃脚阶梯形刃脚阶梯形正锥形正锥形2） 按沉井的竖向剖面形状分按沉井的竖向剖面形状分8浮运沉井浮运沉井筑岛现浇沉筑岛现浇沉井井3） 按沉井施工方法分按沉井施工方法分 就地制造下沉的沉井；就地制造下沉的沉井； 浮运沉井：浮运沉井： 在深水地区，筑岛困难，或有碍通航，在岸边制作沉井在深水地区，筑岛困难，或有碍通航，在岸边制作沉井 拖运到设计位置后
6、整体下沉。拖运到设计位置后整体下沉。 中心岛式下沉沉井。中心岛式下沉沉井。 气压沉箱。气压沉箱。94） 按沉井的建筑材料分按沉井的建筑材料分 （1）混凝土沉井）混凝土沉井 （2）钢筋混凝土沉井）钢筋混凝土沉井 （3）竹筋混凝土沉井）竹筋混凝土沉井 （4）钢丝网水泥沉井）钢丝网水泥沉井 （5）钢沉井）钢沉井10 钢筋混凝土沉井主要由刃脚、井壁、隔墙与底梁、凹槽、钢筋混凝土沉井主要由刃脚、井壁、隔墙与底梁、凹槽、封底与底板、顶盖、井孔、射水管或探测管等组成。封底与底板、顶盖、井孔、射水管或探测管等组成。10.2 沉井的基本构造沉井的基本构造1110.2.1 10.2.1 井壁井壁 井壁必须具有足够
7、的强度和一定的厚度，以承受在下沉过井壁必须具有足够的强度和一定的厚度，以承受在下沉过程中各种最不利荷载组合（水土压力）所产生的内力。程中各种最不利荷载组合（水土压力）所产生的内力。 设计时先假定井壁厚度，再进行强度验算，井壁厚度一般设计时先假定井壁厚度，再进行强度验算，井壁厚度一般为为0.40.41.5m1.5m（薄壁沉井不受此限制），混凝土（薄壁沉井不受此限制），混凝土C20C20以上。以上。底节沉井井孔下端靠近刃脚处要设置凹槽（或凸榫）。底节沉井井孔下端靠近刃脚处要设置凹槽（或凸榫）。 a）普通凹槽）普通凹槽 b）凸榫凹槽）凸榫凹槽 c）沉箱用凹槽）沉箱用凹槽 d）不设凹槽）不设凹槽12a
8、混凝土刃脚；混凝土刃脚； b设角钢的刃脚；设角钢的刃脚； c尖刃脚尖刃脚10.2.2 10.2.2 刃脚刃脚 刃脚底面（踏面）宽度刃脚底面（踏面）宽度0.10.10.3m0.3m，软土层可适当放宽。，软土层可适当放宽。下沉深度大，土质较硬，刃脚底面以型钢下沉深度大，土质较硬，刃脚底面以型钢( (角钢或槽钢角钢或槽钢) )加强。加强。1310.2.3 10.2.3 内隔墙内隔墙 内隔墙主要作用是加强沉井在下沉过程中的整体刚度，减内隔墙主要作用是加强沉井在下沉过程中的整体刚度，减少井壁受力计算跨度，减少挠曲应力，并分成多个井孔有利于少井壁受力计算跨度，减少挠曲应力，并分成多个井孔有利于控制沉井下沉
9、方向和纠偏作业。控制沉井下沉方向和纠偏作业。 内隔墙间距内隔墙间距5 56m6m，厚度，厚度0.50.51.2m1.2m，隔墙底面应高出刃脚，隔墙底面应高出刃脚踏面踏面0.5m0.5m以上；可在刃脚与隔墙连结处设置肋埂。以上；可在刃脚与隔墙连结处设置肋埂。 某些沉井，不能设置内隔墙时，可在沉井底部增设底梁。某些沉井，不能设置内隔墙时，可在沉井底部增设底梁。10.2.4 10.2.4 封底和顶盖封底和顶盖 沉井沉至设计标高后，便可浇筑封底混凝土。如井孔中沉井沉至设计标高后，便可浇筑封底混凝土。如井孔中不填料或仅填以砂砾，则须在沉井顶面浇筑钢筋混凝土盖板。不填料或仅填以砂砾，则须在沉井顶面浇筑钢筋
10、混凝土盖板。 封底混凝土厚度不小于井孔最小边长封底混凝土厚度不小于井孔最小边长1.51.5倍。封底混凝土倍。封底混凝土顶面应高出刃脚根部不小于顶面应高出刃脚根部不小于0.5m0.5m，并浇灌到凹槽上端。，并浇灌到凹槽上端。14沉箱作业室沉箱作业室遇到意外困难，可在凹槽处浇筑钢筋混凝土底板，将沉井改为沉箱。遇到意外困难，可在凹槽处浇筑钢筋混凝土底板，将沉井改为沉箱。15a)制作第一节沉井；制作第一节沉井；b）抽垫木、挖土下沉；）抽垫木、挖土下沉；c）沉井接高下沉；）沉井接高下沉；d)封底封底 1-井壁；井壁；2-凹槽；凹槽；3-刃脚；刃脚；4-承垫木；承垫木；5-素混凝土封底素混凝土封底 沉井施
11、工顺序图沉井施工顺序图16圆形沉井垫木的铺设圆形沉井垫木的铺设 沉井刃脚立模沉井刃脚立模1-内模；内模；2-外模；立柱；外模；立柱；4-角钢；角钢；5-垫木；垫木；6-砂垫层砂垫层17沉井的封底：沉井的封底： 地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。常用封底方法：干封法、水下导管灌注法常用封底方法：干封法、水下导管灌注法 、压浆法等三种。、压浆法等三种。沉井壁泥浆粗铅丝岛面锚桩土壁1.52m0.5m压浆法工艺压浆法工艺 施工工艺流程：施工工艺流程：铺设基底水泥袋；铺设基底水泥袋；插入注浆插入注浆管；管；填碎石料；填碎石料；注浆。注浆。压浆法技术：
12、压浆法技术： 18沉井壁内管出口封口挡板50圆管45沉井壁400 x6x200120 x120 x10 x400尺寸单位:mm内侧外管法土壁36mm外侧外管法泥浆润滑套射口挡板与内管法压浆管泥浆润滑套射口挡板与内管法压浆管 外管法压浆管构造外管法压浆管构造 1910.3 沉井作为整体深基础的设计与计算沉井作为整体深基础的设计与计算10.3.1 10.3.1 计算基本假定计算基本假定 地基土作为弹性变形介质，地基系数随深度成正比例地基土作为弹性变形介质，地基系数随深度成正比例增加，即增加，即C=mzC=mz； 不考虑基础与土之间的粘聚力和摩阻力；不考虑基础与土之间的粘聚力和摩阻力； 沉井基础的刚
13、度与土的刚度之比可认为是无限大。沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。2010.3.2 10.3.2 非岩石地基上沉井基础计算非岩石地基上沉井基础计算HNlhehNh1hh1max0d/2mind/2zxz1xZ0Z1ZLAzdP+GOxHH（a） （b）荷载作用情况荷载作用情况 水平及竖向荷载作用下的应力分布水平及竖向荷载作用下的应力分布21AHdAN30maxmin)(60ZZZAhHzxAHd32d)3(21831hWdhbA00CmhCCh)3(26)4(1210hhbdWhhbZ22 A A0 0为基础底面积。离地面或最大冲刷线以下为基础底面积。离地面或最大冲刷线以下Z Z 深
14、度处基础深度处基础截面上的弯矩为：截面上的弯矩为：ZdZZZbZhHM0111zxz)()()2(2)(031ZZhAZHbZhH2310.3.3 10.3.3 嵌入基岩内的沉井基础计算嵌入基岩内的沉井基础计算 h1hZdd/2zxzAPH0.7L0.15LM图M图M图a)b)c)0.15L0.5L0.5L 水平力作用下应力分布水平力作用下应力分布 基底嵌入基岩内，在水平力和竖基底嵌入基岩内，在水平力和竖直偏心荷载作用下直偏心荷载作用下, ,基底不产生水平基底不产生水平位移，则基础的旋转中心位移，则基础的旋转中心 A A 与基底与基底中心相吻合。中心相吻合。 hZ 0DHd22dDHdAN20
15、minmax)2(12)(31zZhDhHZbZhHM12631WdhbD2410.3.4 10.3.4 墩台顶面的水平位移计算墩台顶面的水平位移计算020tan)(hZ02210)(KhKz支承在岩石地基上的墩台顶面水平位移为：支承在岩石地基上的墩台顶面水平位移为： 0221)(KhhK或写成：或写成： 252610.3.5 10.3.5 有关验算有关验算 （1 1）基底应力验算）基底应力验算 hmax（2 2）横向抗力验算）横向抗力验算 )tan(cos4czzx27（3 3）墩台顶面水平位移验算）墩台顶面水平位移验算 对于桥梁墩台，需要检验由于地基变形和墩台身的弹性水对于桥梁墩台，需要检
16、验由于地基变形和墩台身的弹性水平变形所产生的墩台顶面的弹性水平位移。平变形所产生的墩台顶面的弹性水平位移。 L5 . 0（cm） 28沉井下沉时受力分析沉井下沉时受力分析 沉井外壁的摩阻力分布沉井外壁的摩阻力分布1）下沉系数计算）下沉系数计算 25. 105. 1RTBGK10.4 10.4 沉井施工期的结构计算沉井施工期的结构计算10.4.1 10.4.1 沉井自重下沉验算沉井自重下沉验算29n沉井井壁与土体之间的摩阻力沉井井壁与土体之间的摩阻力 f 分布形式分布形式fHDT)5 .2(fhHhDT)4(302）下沉稳定系数计算）下沉稳定系数计算 3）抗浮安全系数计算）抗浮安全系数计算 当沉
17、井已沉至设计标高，并已完成封底及抽出井内积水，而内部结构当沉井已沉至设计标高，并已完成封底及抽出井内积水，而内部结构和设备尚未安装，应按可能出现的最高水位验算沉井的抗浮稳定问题。和设备尚未安装，应按可能出现的最高水位验算沉井的抗浮稳定问题。1 . 105. 1BTGK31h1hZdd/2zxzAPH0.7L0.15LM图M图M图a)b)c)0.15L0.5L0.5L第一节沉井支承点布置示意第一节沉井支承点布置示意10.4.2 10.4.2 底节沉井的竖向挠曲计算底节沉井的竖向挠曲计算简支梁法：简支梁法：32刃脚悬臂作用的分配系数：刃脚悬臂作用的分配系数： 刃脚框架作用的分配系数：刃脚框架作用的
18、分配系数： 42K4K05. 0Lhh10.4.3 10.4.3 沉井刃脚受力计算沉井刃脚受力计算331）刃脚向外挠曲的内力计算）刃脚向外挠曲的内力计算 b2a1xqgw2w3e3e2hkT1Hv1v22RZ=1.0mT1ge+ww3e3w2e+we2342） 刃脚向内挠曲的内力计算刃脚向内挠曲的内力计算 b2a1xqgw2w3e3e2hkT1Hv1v22RZ=1.0mT1ge+ww3e3w2e+we2 最不利情况是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇筑最不利情况是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇筑封底混凝土。将刃脚作为根部固定在井壁的悬臂梁，计算最大封底混凝土。将刃脚
19、作为根部固定在井壁的悬臂梁，计算最大的向内弯矩。的向内弯矩。35p(K=0.5时)N2p(r+L)N1prpr0.279pr0.221pr20.348pr2弯矩轴向力ABCN2N1abp-(K=1.0时)pbpa/2pa/2pb/242pb/122pb/122pb/242N2N1ABCLrL单孔矩形框架受力单孔矩形框架受力 单孔圆端形框架受力单孔圆端形框架受力3 3）刃脚水平钢筋的计算）刃脚水平钢筋的计算36双孔矩形沉井计算双孔矩形沉井计算ABC21bp-(K=1.0时)N1=ppb 122ba1N2=pb20.042pb0.042pb2N3=pb32弯矩轴向力37N3ALrLpN弯矩轴向力N
20、N1N2NNCMMMa)NNMMNNRR1ppPAPBAr)外壁的轴线a）双孔圆端形框架受力）双孔圆端形框架受力 b）圆形沉井井壁的土压力）圆形沉井井壁的土压力3810.4.4 10.4.4 井壁受力计算井壁受力计算1）井壁竖向拉应力验算）井壁竖向拉应力验算 水位地面w1w2w3e1e2e3ccxGxhGhhGhhGS41)2(222max2/hx 2 2）井壁横向受力计算）井壁横向受力计算水位地面w1w2w3e1e2e3ccxGxh 当沉井沉至设计标高，刃脚当沉井沉至设计标高，刃脚下的土已控空而尚未封底，井下的土已控空而尚未封底，井壁承受最大的土压和水压时，壁承受最大的土压和水压时，按水平框
21、架分析内力。按水平框架分析内力。 39（a）下有足够厚粘土层；）下有足够厚粘土层；（b）待底板达到足够强度后方停止降水）待底板达到足够强度后方停止降水。n沉井可干封底的情况沉井可干封底的情况10.4.5 10.4.5 封底混凝土计算封底混凝土计算40222max2 . 0)6513(16)3(16prprprM水下封底混凝土的厚度计算水下封底混凝土的厚度计算:jwtmsit6bRMhm41本次课程小结：本次课程小结： 1沉井概念及应用沉井概念及应用 2沉井的类型与构造沉井的类型与构造 3沉井的施工技术沉井的施工技术 陆地沉井施工工序：整平场地、制造第一节沉井、拆模及抽垫、挖土陆地沉井施工工序：
22、整平场地、制造第一节沉井、拆模及抽垫、挖土下沉第一节沉井、接高沉井、筑井顶围堰、地基检验和处理、封底、充填下沉第一节沉井、接高沉井、筑井顶围堰、地基检验和处理、封底、充填井孔及浇筑顶盖等。井孔及浇筑顶盖等。 4、沉井的设计与计算：、沉井的设计与计算： 包括沉井基础与沉井结构两方面的内容。包括沉井基础与沉井结构两方面的内容。42 地下连续墙是利用一定设备和机具，在地下连续墙是利用一定设备和机具，在稳定液（泥浆）护壁条件下，钻挖一段深槽，稳定液（泥浆）护壁条件下，钻挖一段深槽，然后吊放钢筋笼入槽，浇注混凝土，筑成一然后吊放钢筋笼入槽，浇注混凝土，筑成一段混凝土墙，再将每个墙段连接起来，而形段混凝土
23、墙，再将每个墙段连接起来，而形成一种连续地下基础构筑物。成一种连续地下基础构筑物。 地下连续墙起源于欧洲，地下连续墙起源于欧洲，1938年，意大年，意大利米兰进行壁板式地下连续墙施工试验。利米兰进行壁板式地下连续墙施工试验。 我国我国1958年在青岛月子口首次采用排桩年在青岛月子口首次采用排桩式地下连续墙进行防渗。式地下连续墙进行防渗。 近几年来，在我国城市高层建筑工程中近几年来，在我国城市高层建筑工程中大量采用地下连续墙技术做地下深基础或地大量采用地下连续墙技术做地下深基础或地下室外墙（兼支护结构）。下室外墙（兼支护结构）。 10.5.1 概述概述10.5 10.5 地下连续墙地下连续墙43
24、地下连续墙图片地下连续墙图片44（1 1）开挖单元槽段；挖至设计深度）开挖单元槽段；挖至设计深度并清除沉渣；并清除沉渣；（2 2）插入接头管，吊入钢筋笼；）插入接头管，吊入钢筋笼；（3 3）导管浇注混凝土；）导管浇注混凝土；（4 4）待混凝土初凝后拔出接头管；）待混凝土初凝后拔出接头管；（5 5）逐段施工。）逐段施工。1 1）地下连续墙施工过程）地下连续墙施工过程45槽板式地下墙施工示意图槽板式地下墙施工示意图46壁板式地下连续墙施工图片壁板式地下连续墙施工图片:a、修筑导墙、修筑导墙47b、开挖单元槽段、开挖单元槽段48b、开挖单元槽段、开挖单元槽段49c、吊放接头管、吊放接头管50制做钢筋
25、笼制做钢筋笼51d、吊放钢筋笼、吊放钢筋笼52e、浇筑混凝土、浇筑混凝土53地下墙支护的基坑（兼作地下室外墙）地下墙支护的基坑（兼作地下室外墙）54（1）按成槽方法分：槽板式（也称壁板式）、桩排式、预制）按成槽方法分：槽板式（也称壁板式）、桩排式、预制拼装式；拼装式；（2）按墙体材料分：）按墙体材料分：混凝土、钢筋混凝土、粘土混凝土等；混凝土、钢筋混凝土、粘土混凝土等；（3）按用途分：）按用途分：临时挡土、防渗、承重，三合一墙；临时挡土、防渗、承重，三合一墙；（4）组合式）组合式地下连续墙：槽板式与桩排式组合在一起地下连续墙：槽板式与桩排式组合在一起。2 2）地下连续墙类型划分）地下连续墙类型
26、划分553 3）地下连续墙应用范围）地下连续墙应用范围（1 1）地下防渗墙：水利水电、污水处理、管道防渗等；）地下防渗墙：水利水电、污水处理、管道防渗等；（2 2）地下承重结构物：各种基础、墙及支承桩等；）地下承重结构物：各种基础、墙及支承桩等；（3 3）挡土墙：高层建筑基坑支护、盾构、顶管、竖井围壁。）挡土墙：高层建筑基坑支护、盾构、顶管、竖井围壁。 4 4）地下连续墙特点）地下连续墙特点 （1 1）应用范围广；）应用范围广； （2 2）防渗性好；）防渗性好； （3 3）对周围地基扰动小；）对周围地基扰动小； （4 4）施工难度大，排渣量大。）施工难度大，排渣量大。56导墙的作用：导墙的作用
27、：（1）是地下连续墙成槽机械的水平基准和深度测量基准；）是地下连续墙成槽机械的水平基准和深度测量基准；（2）储存泥浆，稳定槽内泥浆液面；）储存泥浆，稳定槽内泥浆液面；（3）为挖槽起导向作用；）为挖槽起导向作用；（4）防止槽口塌方；）防止槽口塌方；（5）作为钢筋笼和导管搁置的支点。）作为钢筋笼和导管搁置的支点。墙中心线墙中心线5）壁板式地下连续墙施工准备）壁板式地下连续墙施工准备57（1）回转套打一钻法：易偏离中心线，效率低；）回转套打一钻法：易偏离中心线，效率低；（2）冲击钻成孔法：较硬地层，砾石层等；）冲击钻成孔法：较硬地层，砾石层等；（3）回转）回转冲击法：效率较高，地层适用范围广泛；冲击
28、法：效率较高，地层适用范围广泛；（4）冲抓成槽法：俗称）冲抓成槽法：俗称“两钻一抓两钻一抓” 适用于各类土层；适用于各类土层；（5）抓斗直接挖土成槽：效率高，但易偏离中心；）抓斗直接挖土成槽：效率高，但易偏离中心；（6）多头钻、双轮铣、锯槽机、水力喷射等成槽法。）多头钻、双轮铣、锯槽机、水力喷射等成槽法。6 6）常用的成槽方法）常用的成槽方法58 回转钻套打钻孔示意图回转钻套打钻孔示意图冲击钻成槽冲击钻成槽 索列丹斯索列丹斯冲击法冲击法 59 回转回转-冲击法成槽示意图冲击法成槽示意图60多头钻成槽法示意图多头钻成槽法示意图61双轮铣成槽双轮铣成槽62双轮铣成槽双轮铣成槽63双轮铣成槽双轮铣成
29、槽64锯槽机锯槽机65123456789101112 图 1 SV水 力 成 槽 机 的 结 构 组 成 1-高 压 注 浆 管 ； 2-提 升 钢 丝 绳 ； 3-反 循 环 管 ； 4-箱 体 及 导 板 ； 5-底 喷 射 管 路 往 复 运 移 系 统 ； 6-稳 压 器 ； 7-聚 渣 口 ； 8-侧 喷 咀 ； 9-底 喷 咀 ； 10-切 齿 板 ； 11-侧 喷 射 管 路 ； 12-底 喷 射 管 路（1 1）水力喷射系统可以水平）水力喷射系统可以水平移动，确保了破土断面的连续性，移动，确保了破土断面的连续性，使破土效能得到充分发挥；使破土效能得到充分发挥；（2 2）采用泵吸
30、反循环连续排，）采用泵吸反循环连续排，使破碎下来的土体得到及时清除，使破碎下来的土体得到及时清除，大幅度提高了成槽效率；大幅度提高了成槽效率； （3 3）槽壁保直、单元槽段连）槽壁保直、单元槽段连接技术设计合理，操作简便、安接技术设计合理，操作简便、安全可靠；全可靠； （4 4）成槽宽度及一次成槽长）成槽宽度及一次成槽长度允许范围内可调，适用地层条度允许范围内可调，适用地层条件广泛。件广泛。地下连续墙水力成槽新技术地下连续墙水力成槽新技术单 序 号双 序 号单 序 号双 序 号单元槽段施工编号及间距单元槽段施工编号及间距6610.5.2 10.5.2 地下连续墙设计计算地下连续墙设计计算1 1
31、）地下连续墙的破坏模式）地下连续墙的破坏模式 （1 1）稳定性破坏：）稳定性破坏：地下连续墙的稳定性破坏有整体失稳地下连续墙的稳定性破坏有整体失稳（整体滑动、倾覆），基坑底隆起，管涌或流砂现象等。（整体滑动、倾覆），基坑底隆起，管涌或流砂现象等。 （2 2）强度破坏：）强度破坏：地下连续墙强度破坏有支撑强度不足或地下连续墙强度破坏有支撑强度不足或压屈，墙体强度不足，墙体变形过大等，设计时应加以避免。压屈，墙体强度不足，墙体变形过大等，设计时应加以避免。（a a）整体失稳）整体失稳 （b b）基坑底隆起）基坑底隆起 （c c）管涌或流砂）管涌或流砂地下连续墙的稳定性破坏形式地下连续墙的稳定性破坏
32、形式672 2）坑底土体的抗隆起计算）坑底土体的抗隆起计算地下墙端部平面上土体平衡地下墙端部平面上土体平衡 墙体插入深度：墙体插入深度： qcqNcNNHhtan2q)2/45(taneNcot) 1(qc NNcq21cNNqq1qH2qh（1 1）地基以剪切破坏极限状态法）地基以剪切破坏极限状态法 68（2 2）太沙基）太沙基- -皮克法皮克法cHHBp2/c c1 1d d1 1面上竖向荷载：面上竖向荷载： 竖向荷载强度：竖向荷载强度： BcHHp/2v黏土地层的极限承载力：黏土地层的极限承载力： cp7 . 5u抗隆起的安全系数：抗隆起的安全系数： 5 . 1/27 . 5vusBcH
33、HcppF69滑裂面深度有限制时的太沙基法滑裂面深度有限制时的太沙基法当滑动面深度受限时：当滑动面深度受限时： DcHHcF/7 . 5s703 3）坑底土体的抗管涌计算）坑底土体的抗管涌计算太沙基法管涌破坏计算图式太沙基法管涌破坏计算图式 极限水力梯度法管涌破坏计算图式极限水力梯度法管涌破坏计算图式)/(2ww2shDF212DDL714 4）地下连续墙的土压力计算）地下连续墙的土压力计算主动区：主动区： aoeKee被动区：被动区： poeKee72hik弹性区l+y+x弹性区塑性区x+hkkh1kh0kN2h2kNiNkN1-xhikx+-yxm+y+xhkk-y(h0k+x)h0kh1
34、kh2kN2NiNkN1-x(h0k+x)5 5）地下连续墙的静力计算）地下连续墙的静力计算山肩邦男精确解计算简图山肩邦男精确解计算简图 （1 1）山肩邦男法基本假定）山肩邦男法基本假定 支撑轴力、墙体的弯矩不随支撑轴力、墙体的弯矩不随基坑开挖过程变化的计算方法。基坑开挖过程变化的计算方法。 73(2) (2) 改进的山肩邦男近似解法改进的山肩邦男近似解法 hikwx+vxm+yhkk（h0k-xm )（h0k+xm)+x-yh1kh0kh2kq-x(h0k+x)水 、 土 压 力N2NiNkN1主 动 土 压 力742mmok11im2m2okmokk21212121xxhNvxwxhxhN
35、ki)3(216121)(mok2ok3m2mmik1ixhhwxvxxhNki03)(2122mmokmmokxxhxxh2mokkkkkok3m)3121212121()(31xhhwhvhxw0)3(21)21(0kkk2ok11ikkik11imkkokokhhhNhhNxhhvhkiki7576（2 2）第一阶段开挖计算）第一阶段开挖计算 开挖深度开挖深度6m6m，单支撑，单支撑 77整理得：整理得： 096.6455.2133. 5m2m3mxxx78（3 3）第二阶段开挖计算）第二阶段开挖计算 开挖深度开挖深度10m10m，设两道支撑，设两道支撑 7980经计算可得四道支撑的轴力
36、及墙体的弯矩：经计算可得四道支撑的轴力及墙体的弯矩： 四道支撑计算方法简图及内力分布情况四道支撑计算方法简图及内力分布情况81逆作法施工程序：逆作法施工程序：（1）先构筑建筑物周边的地下）先构筑建筑物周边的地下连续墙及中间支撑柱；连续墙及中间支撑柱；（2）在）在 标高上浇注地下连续墙标高上浇注地下连续墙顶部圈梁和地下室顶板；顶部圈梁和地下室顶板；（3）地下、地上结构同时施工。）地下、地上结构同时施工。逆作法施工特点逆作法施工特点:（1）基础刚度大、变形小，对临建）基础刚度大、变形小，对临建物影响小；物影响小；（2）节省大量支撑等钢材；）节省大量支撑等钢材；（3）大幅度缩短工期；）大幅度缩短工期
37、；（4）施工安全可靠，不影响交通；）施工安全可靠，不影响交通；（5）作业难度、精度要求高，作业）作业难度、精度要求高，作业条件差。条件差。10.5.3 10.5.3 地下连续墙逆作法技术地下连续墙逆作法技术 82本次课小结：本次课小结： 地下连续墙是利用特殊的挖槽设备在地下构筑的连续墙地下连续墙是利用特殊的挖槽设备在地下构筑的连续墙体，常用于挡土、截水、防渗和承重等。体，常用于挡土、截水、防渗和承重等。 地下连续墙设计内容主要有坑底土体的隆起、坑底土体地下连续墙设计内容主要有坑底土体的隆起、坑底土体的管涌、土压力计算，单撑或多撑地下连续墙体的内力计算。的管涌、土压力计算，单撑或多撑地下连续墙体的内力计算。 用于基坑支护的地下连续墙，常采用用于基坑支护的地下连续墙，常采用m m法或山肩邦男法计法或山肩邦男法计算其所受的内力。算其所受的内力。 当采用地下墙作为多层地下结构物的外墙时，可采用当采用地下墙作为多层地下结构物的外墙时，可采用“逆作法逆作法”施工技术，以减少工期，确保支护体系的安全性。施工技术，以减少工期，确保支护体系的安全性。83
