1、地下連續(xù)墻的發(fā)展
1938年,意大利首次進行了地下連續(xù)墻的試驗,后應用于 Santan Malin 大壩防滲工程(深達40米的截水止漏墻);
1958年在青島月子口水庫、北京密云水庫建成了排樁式地下連續(xù)墻;
1973年,法國索列丹斯公司首先研制了液壓銑槽機;
1974年,上海采用普通抓斗挖槽進行地下連續(xù)墻試驗;
1976年,廣東省首先將地下連續(xù)墻施工技術(shù)應用于工業(yè)與民用建筑基坑支護工程;
1996年,我國首次引進一臺BC30型液壓銑槽機用于長江三峽二期工程;
2004年,上海軌道交通4號線修復工程地下連續(xù)墻厚1200mm,地下連續(xù)墻深為65m;
日本地下連續(xù)墻可深達140m;
目前,地下連續(xù)墻已被廣泛應用到民用建筑基坑、地鐵車站基坑、大壩等作為支護擋土和止水構(gòu)件。
2、地下連續(xù)墻“一墻多用“討論
2.1、地下連續(xù)墻施工過程
2.2、地下連續(xù)墻特點
整體剛度大、強度高、對控制基坑水平位移效果好;
墻體接頭形式和施工方法的改進,防水可靠性高;
施工時振動小,噪音低,施工對臨近建筑物影響??;
適用于各種巖土地層,可在各種復雜條件下進行施工;
工效高,工期短,質(zhì)量可靠;
占地小,節(jié)約地下空間,投資效益高;
可用于逆作法施工等。
2.3、地下連續(xù)墻兼做地下室外墻
基坑支護用地下連續(xù)墻的厚度一般大于600mm,厚度大于常規(guī)地下室結(jié)構(gòu)外墻;
基坑支護的地連墻因主要承受水平作用的水土壓力,其墻體配筋大于地下室結(jié)構(gòu)外墻所需配筋量;
基坑支護設(shè)計時,應控制墻體不能有過大彎曲變形,否則可能造成墻體出現(xiàn)大于規(guī)范允許的裂縫而出現(xiàn)滲漏,影響主體結(jié)構(gòu)使用。因此,需驗算地下連續(xù)墻作為外墻使用的裂縫寬度,以滿足作為地下室永久性結(jié)構(gòu)外墻的使用要求;
地連墻兼做地下室外墻,需驗算作為豎向結(jié)構(gòu)承載力和沉降是否滿足要求。若不滿足要求,可連續(xù)墻的部分槽段可加深到較好的持力層實現(xiàn)邊樁基礎(chǔ)的作用并減小沉降。
地下連續(xù)墻施工造成的墻體不平整會影響主體結(jié)構(gòu)外墻的使用,可通過人工處理和設(shè)置混凝土內(nèi)襯墻進行覆蓋,方便后期裝修。
地下連續(xù)墻中設(shè)置預埋件,保證與主體梁板有效可靠連接,對柱位可通過加強配筋形成暗柱,作為邊柱使用,不占用空間。
接頭防滲是地連墻作為地下室外墻結(jié)構(gòu)的難點。對于接頭滲水的處理除對接頭方式進行改進外,還可采用 “疏堵結(jié)合”的措施。堵的方式有:增加接頭處工字鋼的翼板長度,在墻體接頭處的外側(cè)設(shè)置膨脹止水帶,在墻體外側(cè)的接縫位置施工旋噴樁等,在底板與地連墻的連接處設(shè)置止水鋼板和膨脹止水帶等,在地連墻內(nèi)側(cè)設(shè)置200-300mm厚的混凝土內(nèi)襯墻,內(nèi)襯墻與墻體之間施工防水層。疏的方式有,在內(nèi)襯墻和地下連續(xù)墻之間設(shè)置疏水板,在底板下沿墻體位置設(shè)置暗溝排水等。
2.5、地下連續(xù)墻兼做邊樁基礎(chǔ)或抗浮構(gòu)件
地下連續(xù)墻可看成是寬而扁的長樁基礎(chǔ),嵌固深度大,側(cè)阻力及端阻力大,是較好的邊樁基礎(chǔ)構(gòu)件;
地下連續(xù)墻自重大,阻力大,嵌固深度大,穩(wěn)定性好,是較好的抗浮構(gòu)件;
當?shù)剡B墻不滿足結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)承載力或抗浮的情況下,可適當加深地連墻嵌固深度,也可局部槽段加深。
注意對兼做邊樁基礎(chǔ)外墻的施工工藝控制,不能按照支護用連續(xù)墻的控制標準。
3、工程實例
工程實例1
某深基坑工程位于廣州市東風路,上部結(jié)構(gòu)為19層的醫(yī)院建筑,地下設(shè)置4層地下室,開挖深度約為21.1m,周長410m?;颖笨拷煌ㄖ鞲傻?,南近東風路,東側(cè)緊貼已建建筑。周邊環(huán)境要求嚴格,且都為廣州的敏感區(qū)域,對變形控制極其嚴格;
地層:填土、粉質(zhì)粘土可~硬塑~堅硬、全、強風化粉砂巖等,基坑底位于全風化巖層中,部分位于強風化巖層中。
總體地下水不豐富。
基坑支護采用地下連續(xù)墻(兼做地下室外墻,抗拔樁,邊樁基礎(chǔ),邊柱)+一道內(nèi)支撐+二道預應力錨索形式。地下連續(xù)墻厚度800mm,內(nèi)側(cè)設(shè)置200mm內(nèi)襯墻。
基坑監(jiān)測顯示,墻頂水平位移最大值為17.6mm、墻體測斜最大值為27.2mm,均在允許的控制要求范圍內(nèi);
地下連續(xù)墻進入強風化巖層5m,嵌固深度約為6m,同時滿足基坑嵌固深度和地下室樁基沉降和承載力要求;
預埋接頭盒,與結(jié)構(gòu)梁進行連接,預留鋼筋與結(jié)構(gòu)樓板連接。
底板與連續(xù)墻植筋連接,對地下連續(xù)墻抗拔作用進行了考慮,減少了邊跨范圍內(nèi)的抗拔構(gòu)件;
本項目的地下連續(xù)墻具有擋土、止水、地下室結(jié)構(gòu)外墻、邊柱、邊樁基礎(chǔ)和抗拔基礎(chǔ)的綜合作用,實現(xiàn)了一墻多用。
工程實例2
某深基坑工程位于廣州珠江新城馬場路與花城大道交叉口,4層地下室,基坑開挖深度約18.3m,周長約300m。臨近既有地鐵5號線,對變形控制要求嚴格。
地層:填土、軟塑粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉砂、可塑粉質(zhì)粘土、粗砂、堅硬粉質(zhì)粘土、強風化粉泥質(zhì)粉砂巖等,基坑底位于粉質(zhì)粘土或強風化巖層中。
總體地下水豐富。
基坑支護采用地下連續(xù)墻(兼做地下室外墻,抗拔樁,邊樁基礎(chǔ),邊柱)內(nèi)側(cè)設(shè)置300mm內(nèi)襯墻+三道內(nèi)支撐
基坑監(jiān)測顯示,墻頂水平位移最大值為12.4mm、墻體測斜最大值為21.6mm,均在控制范圍內(nèi);
地下連續(xù)墻進入強風化巖層5m,嵌固深度約為5~6m,同時滿足基坑穩(wěn)定要求的嵌固深度和地下室樁基沉降和承載力要求;
預埋接頭盒,與梁進行連接,預留鋼筋與結(jié)構(gòu)樓板連接。
底板與連續(xù)墻植筋連接,對地下連續(xù)墻抗拔作用進行了考慮,減少了邊跨范圍內(nèi)的抗拔構(gòu)件;
本項目的地下連續(xù)墻具有擋土、止水、地下室結(jié)構(gòu)外墻、邊柱、邊樁基礎(chǔ)和抗拔基礎(chǔ)的綜合作用,實現(xiàn)了一墻多用。
4、地下連續(xù)墻“一墻多用”的經(jīng)濟性分析
根據(jù)以上原則:按市場綜合單價,考慮時間及地下室可利用空間等綜合效益:
工程實例1采用地下連續(xù)墻“一墻多用”的支護形式,共節(jié)省250.2萬元,經(jīng)濟優(yōu)勢明顯;
工程案例2采用地下連續(xù)墻“一墻多用”的支護形式,共節(jié)省164.8萬元,經(jīng)濟優(yōu)勢明顯。
5、總結(jié)
地下連續(xù)墻并不是只有在較差地層的深基坑中才可采用,只要綜合發(fā)揮地下連續(xù)墻的各項功用,在相對較好的地層中使用,也能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟、工期和社會效益,是地下工程開發(fā)的利器;
地下連續(xù)墻兼做地下室結(jié)構(gòu)(外墻、邊樁、邊樁,抗拔樁)時,除需驗算基坑配筋和穩(wěn)定性等相關(guān)要求外,還需滿足作為地下室結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求(裂縫寬度、豎向承載力、抗拔力和沉降等)。