1一般鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的計算方法用于地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)計算的理論和方法,除了一些地方性法規(guī)外,至今還未制定全國性統(tǒng)一的設(shè)計計算規(guī)程或規(guī)范。通過研究,不少學(xué)者提出了許多有用的計算的理論和方法,其中工程中廣泛采用的計算理論主要為以下4類:荷載結(jié)構(gòu)法;修正的荷載結(jié)構(gòu)法;彈性地基梁法;有限單元法。荷載結(jié)構(gòu)法假定作用于地下連續(xù)墻上的水、土壓力已知,且墻體和支撐的變形不會引起墻體上水、土壓力的變化。計算時首先采用土壓力的經(jīng)典理論,確定作用于墻體上水、土壓力的大小及分布,然后用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算墻體和支撐的內(nèi)力。由于深基坑開挖過程中,作用于墻體上的水、土壓力也是逐步增加的,因而荷載結(jié)構(gòu)法無法反映施工過程中擋土結(jié)構(gòu)受力的變化情況,為此產(chǎn)生了修正的荷載結(jié)構(gòu)法。彈性地基梁法將地下連續(xù)墻視為一個豎放的彈性地基梁,地層對地下連續(xù)墻的約束作用可用一系列彈簧來模擬,在同樣精度條件下,其工作量大大少于有限元法。有限單元法將地下連續(xù)墻與周圍地層看作是有機聯(lián)系的整體,墻體與周圍介質(zhì)相互共同作用,其適用性較廣,但計算工作量較大。2帶鉸鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的計算方法2.1計算原理帶鉸鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的計算方法是在上以工程中應(yīng)用較廣泛且實用的彈性地基梁法,對帶鉸鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的計算方法介紹如下:地下連續(xù)墻工程在一側(cè)開挖后,未開挖側(cè)的土壓力作為主動荷載,而在開挖側(cè)開挖線以下土層為地下連續(xù)墻的彈性地基,用彈簧代替。彈簧的作用采用彈性地基梁的局部變形理論即文克爾假定,被動土抗力的大小和分布情況取決于墻體變位的結(jié)果,墻體哪一點的側(cè)向位移越大,該點處彈簧支座壓縮量就越大,相應(yīng)土體對墻體的彈性抗力強度值也就越大。上部支承也為彈性支承,這樣,地下連續(xù)墻按置于彈性地基上的梁進行計算。彈性地基梁的微分方程為式中:EI(x)―――彈性地基梁的抗彎剛度;y―――彈性地基梁的撓度;q(x)―――作用于彈性地基梁上的荷載;k(x)―――水平地基反力系數(shù)。采用有限差分法將以上微分方程用相應(yīng)的差分方程代替,化為一組線性代數(shù)方程,差分方程如下式所示:墻體分上下兩段計算,兩段之間采用鉸接。將此鉸鏈節(jié)點處切開,切口處代以未知剪力Q,然后各段墻體分解為在外荷載P作用下鉸點處為自由端及單獨在Q作用下的情況相迭加,由上下段墻體在鉸點處位移相等的條件可解出Q值,從而解出各節(jié)點的位移及內(nèi)力。2.2邊界條件的確定a)上段墻體在P作用下:頂端為自由端,根據(jù)此點M=0,Q=0,可得底端為自由端,根據(jù)此點M=0,Q=0,可得b)上段墻體在Q作用下:頂端為自由端,根據(jù)此點M=0,Q=0,可得底端M=0,Q=1(先假定為1,求出Q值后再乘以Q),可得c)下段墻體在P作用下:頂端為自由端,根據(jù)此點M=0,Q=0,可得d)下段墻體在Q作用下,頂端M=0,Q=1(先假定為1,求出Q值后再乘以Q),可得另外,下段墻體底端邊界條件根據(jù)墻體插入深度及土層類別尚可分為自由端、固接端等。2.3計算步驟2.3.1節(jié)點劃分將地下連續(xù)墻按等間距劃分節(jié)點,節(jié)距大小取決于計算精度。2.3.2列出差分方程系數(shù)矩陣根據(jù)(2)、(3)、(4)式,可列出上段墻體在P作用下的系數(shù)矩陣;根據(jù)(2)、(5)、(6)式,可列出上段墻體在Q作用下的系數(shù)矩陣;根據(jù)(2)、(7)、(8)式,可列出下段墻體在P作用下的系數(shù)矩陣;根據(jù)(2)、(9)、(10)式,可列出下段墻體在Q作用下的系數(shù)矩陣。其中水平地基反力系數(shù)的取值對計算結(jié)果的準(zhǔn)確性有一定影響,因而應(yīng)力求準(zhǔn)確,有條件時可現(xiàn)場試驗得出,或通過計算手冊查得。2.3.3荷載P計算計算作用于各節(jié)點的水壓力及主動土壓力。2.3.4支撐處理在作為基坑擋土支護時,地下連續(xù)墻常加支撐,此時視支撐為彈性支承,其彈簧剛度為產(chǎn)生單位變形時所需之軸力,并將此系數(shù)加在相應(yīng)節(jié)點主系數(shù)上。2.3.5求各段墻體在P,Q作用下各節(jié)點的位移解(2)式,可分別求出上段墻體在P作用下、上段墻體在Q作用下、下段墻體在P作用下、下段墻體在Q作用下各節(jié)點的位移,其中在Q作用下求出的位移帶有未知量Q。此步驟需編程計算。根據(jù)上下墻體在鉸點處位移相等的原則,可解出未知量Q,相應(yīng)可得出各節(jié)點的位移。2.3.6內(nèi)力(彎矩、剪力)計算各節(jié)點的內(nèi)力可由上兩式計算所得。
2地下連續(xù)墻施工難點地下連續(xù)墻的施工主要分為以下幾個部分:導(dǎo)墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、下鎖口管、鋼筋籠吊放和下鋼筋籠、下拔砼導(dǎo)管澆筑砼、拔鎖口管。以下將分項敘述各個施工環(huán)節(jié)中的要點和難點:2.1導(dǎo)墻施工導(dǎo)墻是地下連續(xù)墻施工的第一步,它的作用是擋土墻,建造地下連續(xù)墻施工測量的基準(zhǔn)、儲存泥漿,它對挖槽起重大作用。根據(jù)我們使用的情況看來主要有以下幾個問題。(1)導(dǎo)墻變形導(dǎo)致鋼筋籠不能順利下放出現(xiàn)這種情況的主要原因是導(dǎo)墻施工完畢后沒有加縱向支撐,導(dǎo)墻側(cè)向穩(wěn)定不足發(fā)生導(dǎo)墻變形。解決這個問題的措施是導(dǎo)墻拆模后,沿導(dǎo)墻縱向每隔一米設(shè)二道木支撐,將二片導(dǎo)墻支撐起來,導(dǎo)墻砼沒有達到設(shè)計強度以前,禁止重型機械在導(dǎo)墻側(cè)面行駛,防止導(dǎo)墻受壓變形。如導(dǎo)墻已變形,解決方法是用鎖口管強行插入,撐開足夠空間下放鋼筋籠。(2)導(dǎo)墻的內(nèi)墻面與地下連續(xù)墻的軸線不平行這個問題在我們的施工過程中曾經(jīng)碰到過,超聲波測試結(jié)果顯示,由于導(dǎo)墻本身的不垂直,造成整幅墻的垂直度不理想。導(dǎo)墻的內(nèi)墻面與地下連續(xù)墻的軸線不平行會造成建好的地下連續(xù)墻不符合設(shè)計要求。解決的措施主要是導(dǎo)墻中心線與地下連續(xù)墻軸應(yīng)重合,內(nèi)外導(dǎo)墻面的凈距應(yīng)等于地下連續(xù)墻的設(shè)計寬度加50mm,凈距誤差小于5mm,導(dǎo)墻內(nèi)外墻面垂直。以此偏差進行控制,可以確保偏差符合設(shè)計要求。(3)導(dǎo)墻開挖深度范圍內(nèi)均為回填土,塌方后造成導(dǎo)墻背側(cè)空洞,砼方量增多解決方法:首先是用小型挖基開挖導(dǎo)墻,使回填的土方量減少,其次是導(dǎo)墻背后填一些素土而不用雜填土。2.2鋼筋籠制作鋼筋籠的制作是地下連續(xù)墻施工的一個重要環(huán)節(jié),在我們的施工過程中,鋼筋籠的制作與進度的快慢有直接影響。鋼筋籠制作主要有以下幾點問題:(1)進度問題進度是由許多因素影響的,我們一般碰到的主要有:①施工時場地條件不允許設(shè)置兩個鋼筋制作平臺。鋼筋籠制作速度決定了施工進度,要保證一天一幅的施工進度,一定要兩個施工平臺交替作業(yè)。②施工時進入梅雨天氣,下雨天數(shù)多。電焊工屬于危險工種,尤其不能在雨天施工,在安全和文明施工的要求下我們在雨天停止施工。我認(rèn)為解決方法是用腳手架和彩鋼板分段搭設(shè)小棚子,下設(shè)滾輪,拼接起來,雨天遮雨,平時遮陽。待鋼筋籠需要起吊時用推開或吊車吊離。(2)焊接質(zhì)量問題焊接質(zhì)量問題是鋼筋籠制作過程里一個比較突出的問題。主要有:①碰焊接頭錯位、彎曲。錯位主要是由于碰焊工工作量大,注意力不集中引起的質(zhì)量問題,經(jīng)過提醒并且不定期的抽樣檢查,碰焊質(zhì)量有了明顯提高。民工隊伍里需要掌握碰焊技術(shù)的人員。彎曲是因為碰焊完成后,接頭部分還處于高溫軟弱狀態(tài),強度不夠,民工在搬運鋼筋到堆放地時,造成鋼筋在接頭處受力彎曲變形,在堆放后又沒有處理過,冷卻后強度恢復(fù)很難處理。對民工技術(shù)交底過后情況有所好轉(zhuǎn),在以后的工作里應(yīng)該緊盯這個問題。②鋼筋籠焊接時的咬肉問題。這個問題的產(chǎn)生主要是因為民工隊伍技術(shù)水平不到位,許多是生手,其次是因為由于電焊工數(shù)量不夠,由一班人長期加班加點,疲勞過度引起的質(zhì)量問題。如果更換生手并且配足電焊工的話,問題就會得到徹底解決。2.3泥漿制作泥漿是地下連續(xù)墻施工中深槽槽壁穩(wěn)定的關(guān)鍵,必須根據(jù)地質(zhì)、水文資料,采用膨潤土、cmc、純堿等原料,按一定比例配制而成。在地下連續(xù)墻成槽中,依靠槽壁內(nèi)充滿觸變泥漿,并使泥漿液面保持高出地下水位0.5―1.0米。泥漿液柱壓力作用在開挖槽段土壁上,除平衡土壓力、水壓力外,由于泥漿在槽壁內(nèi)的壓差作用,部分水滲入土層,從而在槽壁表面形成一層固體顆粒狀的膠結(jié)物-----泥皮。性能良好的泥漿失水量少,泥皮薄而密,具有較高的粘接力,這對于維護槽壁穩(wěn)定,防止塌方起到很大的作用。
一、計算方法:地下連續(xù)墻鋼筋籠分兩種,一種雙槽鋼筋籠兩端帶鋼板,一種但槽鋼筋籠。直接計算鋼筋長度,鋼板長,寬,厚。然后乘以理論重量。二、地下連續(xù)墻的簡單介紹:地下連續(xù)墻開挖技術(shù)起源于歐洲。它是根據(jù)打井和石油鉆井使用泥漿和水下澆注混凝土的方法而發(fā)展起來的,1950年在意大利米蘭首先采用了護壁泥漿地下連續(xù)墻施工,20世紀(jì)50~60年代該項技術(shù)在西方發(fā)達國家及前蘇聯(lián)得到推廣,成為地下工程和深基礎(chǔ)施工中有效的技術(shù)。地下連續(xù)墻是基礎(chǔ)工程在地面上采用一種挖槽機械,沿著深開挖工程的周邊軸線,在泥漿護壁條件下,開挖出一條狹長的深槽,清槽后,在槽內(nèi)吊放鋼筋籠,然后用導(dǎo)管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段,如此逐段進行,在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁,作為截水、防滲、承重、擋水結(jié)構(gòu)。本法特點是:施工振動小,墻體剛度大,整體性好,施工速度快,可省土石方,可用于密集建筑群中建造深基坑支護及進行逆作法施工,可用于各種地質(zhì)條件下,包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基礎(chǔ)、逆作法施工圍護結(jié)構(gòu),工業(yè)建筑的深池、坑;豎井等。
這個地下連續(xù)墻施工工藝地下連續(xù)墻施工主要施工工藝為:先構(gòu)筑鋼筋砼導(dǎo)墻,設(shè)備進場安裝,單元槽段劃分和導(dǎo)孔施工,成槽護壁泥漿池設(shè)置和拌制(及泥漿循環(huán)處理),然后進行液壓抓斗成槽作業(yè),土方?jīng)鰰裱b車外運,清底換漿請孔(及清刷槽段接頭),再進行吊放鋼筋籠與接頭管(鋼筋籠制作),布設(shè)混凝土澆注導(dǎo)管進行漿下澆注墻體混凝土頂拔接頭管,最后沖洗混凝土導(dǎo)管,清理現(xiàn)場并進行下一單元槽段成槽作業(yè)。下面已某橋梁基礎(chǔ)進行地下連續(xù)墻施工為例,擬定地下連續(xù)墻施工方案和施工工藝。初擬地下連續(xù)墻墻體厚度為70cm,最大墻深30米,最小墻深10米,地下連續(xù)墻為30m