地下建筑结构课件—第七章地下连续墙结构设计08

建筑工程学院建筑工程学院第一节第一节第一节第一节 概概概概 述述述述 第二节第二节第二节第二节 结构设计结构设计结构设计结构设计第三节第三节第三节第三节 接头设计接头设计接头设计接头设计第七章第七章 地下连续墙结构设计地下连续墙结构设计建筑工程学院建筑工程学院基坑支护结构方案及选择支护结构类型及其适用范围结结 构构 形形 式式适适 用用 范范 围围排排桩桩结结构构稀疏排稀疏排桩桩土土质较质较好，地下水位低或降水效果好好，地下水位低或降水效果好连续连续排排桩桩土土质质差，地下水位高或降水效果差差，地下水位高或降水效果差框架式排框架式排桩桩单单排排桩刚桩刚度不能度不能满满足足变变形要求形要求组组合合排排桩桩结结构构排排桩桩加加挡挡板板排排桩桩桩桩距距较较大，利用大，利用挡挡板板传递传递土土压压并有一定防渗作用并有一定防渗作用排排桩桩加水泥加水泥搅搅拌拌桩桩以水泥以水泥搅搅拌拌桩桩互搭互搭组组成平面拱代替成平面拱代替挡挡板板传递传递土土压压力，具有力，具有较较好防涌效果好防涌效果排排桩桩加水泥加水泥防渗防渗墙墙地下水位地下水位较较高的高的软软土地区土地区排排桩桩或或组组合合排排桩桩加加锚锚杆杆结结构构开挖深度开挖深度较较大，排大，排桩桩或或组组合排合排桩结桩结构构强强度无法度无法满满足要求足要求地下地下连续墙结连续墙结构构与地下室与地下室墙墙体合一，防渗性体合一，防渗性强强，施工，施工场场地地较较小，开挖深度大小，开挖深度大沉井沉井结结构构软软土地区土地区重力式重力式挡挡土土墙结墙结构构具有一定施工空具有一定施工空间间，软软土地区土地区地铁车站基坑地铁车站基坑地铁车站基坑国际金融中心大厦基坑国际金融中心大厦基坑国际金融中心大厦基坑建筑工程学院建筑工程学院地下连续墙的由来地下连续墙的由来地下连续墙的由来地下连续墙的由来diaphragm wall panel trenchdiaphragm wall panel trenchdiaphragm wall panel trenchdiaphragm wall panel trench，slurry trenchslurry trenchslurry trenchslurry trench，slurry slurry slurry slurry wallwallwallwall，continuous diaphragm wallcontinuous diaphragm wallcontinuous diaphragm wallcontinuous diaphragm wall，cut-off wallcut-off wallcut-off wallcut-off wall等槽壁法等槽壁法等槽壁法等槽壁法 ，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而，它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而开展起来的，开展起来的，开展起来的，开展起来的，1950195019501950年首次应用于意大利米兰的水库截渗墙工程。年首次应用于意大利米兰的水库截渗墙工程。年首次应用于意大利米兰的水库截渗墙工程。年首次应用于意大利米兰的水库截渗墙工程。经过几十年的开展，地下连续墙技术已经相当成熟，由最初的截经过几十年的开展，地下连续墙技术已经相当成熟，由最初的截经过几十年的开展，地下连续墙技术已经相当成熟，由最初的截经过几十年的开展，地下连续墙技术已经相当成熟，由最初的截渗墙逐步成为支护主体结构。以日本在此技术上最为兴旺，目前渗墙逐步成为支护主体结构。以日本在此技术上最为兴旺，目前渗墙逐步成为支护主体结构。以日本在此技术上最为兴旺，目前渗墙逐步成为支护主体结构。以日本在此技术上最为兴旺，目前地下连续墙的最大开挖深度为地下连续墙的最大开挖深度为地下连续墙的最大开挖深度为地下连续墙的最大开挖深度为170 m170 m170 m170 m，地下连续墙厚度通常为，地下连续墙厚度通常为，地下连续墙厚度通常为，地下连续墙厚度通常为600600600600、800800800800、1000100010001000、1200mm1200mm1200mm1200mm，最大达，最大达，最大达，最大达3.2m3.2m3.2m3.2m，最小为，最小为，最小为，最小为0.2m0.2m0.2m0.2m。我国的水电部门于我国的水电部门于我国的水电部门于我国的水电部门于1958195819581958年开始在山东青岛月子口水库工程中采用年开始在山东青岛月子口水库工程中采用年开始在山东青岛月子口水库工程中采用年开始在山东青岛月子口水库工程中采用这种技术修建防渗墙，这种技术修建防渗墙，这种技术修建防渗墙，这种技术修建防渗墙，1974197419741974年在成功用于煤矿竖井建设，并在全年在成功用于煤矿竖井建设，并在全年在成功用于煤矿竖井建设，并在全年在成功用于煤矿竖井建设，并在全国范围内得以普遍推广，近年来的施工实例如润扬长江大桥、上国范围内得以普遍推广，近年来的施工实例如润扬长江大桥、上国范围内得以普遍推广，近年来的施工实例如润扬长江大桥、上国范围内得以普遍推广，近年来的施工实例如润扬长江大桥、上海国际金融中心、金茂大厦等。海国际金融中心、金茂大厦等。海国际金融中心、金茂大厦等。海国际金融中心、金茂大厦等。第一节第一节 概概 述述建筑工程学院建筑工程学院定义定义利用各种挖槽机械如水平多轴铣槽机，借助于泥浆的护壁作用，在利用各种挖槽机械如水平多轴铣槽机，借助于泥浆的护壁作用，在利用各种挖槽机械如水平多轴铣槽机，借助于泥浆的护壁作用，在利用各种挖槽机械如水平多轴铣槽机，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗渗渗渗(水水水水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。建筑工程学院建筑工程学院施工程序施工程序挖导沟挖导沟 筑导墙筑导墙 分段挖土成槽分段挖土成槽 吸泥清底换浆吸泥清底换浆 吊放接头吊放接头管管 吊放钢筋笼吊放钢筋笼 插入砼导管插入砼导管 浇筑砼浇筑砼建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院qq对对对对于于于于岩岩岩岩溶溶溶溶地地地地区区区区中中中中含含含含承承承承压压压压水水水水头头头头很很很很高高高高的的的的砂砂砂砂砾砾砾砾层层层层或或或或很很很很软软软软的的的的粘粘粘粘土土土土，如如如如不不不不采采采采用用用用其其其其它它它它辅助措施，目前尚难于采用地下连续墙工法；辅助措施，目前尚难于采用地下连续墙工法；辅助措施，目前尚难于采用地下连续墙工法；辅助措施，目前尚难于采用地下连续墙工法；qq如如如如施施施施工工工工现现现现场场场场组组组组织织织织管管管管理理理理不不不不善善善善，可可可可能能能能会会会会造造造造成成成成现现现现场场场场潮潮潮潮湿湿湿湿和和和和泥泥泥泥泞泞泞泞，影影影影响响响响施施施施工工工工的的的的条条条条件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作；件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作；件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作；件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作；qq如如如如施施施施工工工工不不不不当当当当或或或或土土土土层层层层条条条条件件件件特特特特殊殊殊殊，可可可可能能能能出出出出现现现现不不不不规规规规那那那那么么么么超超超超挖挖挖挖，倘倘倘倘不不不不采采采采用用用用预预预预制制制制墙墙墙墙板板板板，那那那那么么么么给给给给后后后后来来来来的的的的墙墙墙墙面面面面工工工工作作作作带带带带来来来来麻麻麻麻烦烦烦烦。此此此此外外外外还还还还有有有有可可可可能能能能出出出出现现现现相相相相邻邻邻邻单单单单元元元元墙墙墙墙间间间间不能对齐的问题；不能对齐的问题；不能对齐的问题；不能对齐的问题；qq现现现现浇浇浇浇地地地地下下下下连连连连续续续续墙墙墙墙的的的的墙墙墙墙面面面面通通通通常常常常较较较较粗粗粗粗糙糙糙糙，如如如如果果果果对对对对墙墙墙墙面面面面要要要要求求求求较较较较高高高高，虽虽虽虽可可可可使使使使用用用用喷喷喷喷浆或喷砂等方法进行外表处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；浆或喷砂等方法进行外表处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；浆或喷砂等方法进行外表处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；浆或喷砂等方法进行外表处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；qq地地地地下下下下连连连连续续续续墙墙墙墙如如如如用用用用作作作作施施施施工工工工期期期期间间间间的的的的临临临临时时时时挡挡挡挡土土土土结结结结构构构构，不不不不如如如如采采采采用用用用钢钢钢钢板板板板桩桩桩桩尚尚尚尚可可可可拔拔拔拔出出出出重复使用来得经济。重复使用来得经济。重复使用来得经济。重复使用来得经济。qq需需需需要要要要专专专专用用用用施施施施工工工工机机机机具具具具和和和和一一一一定定定定技技技技术术术术水水水水平平平平的的的的专专专专业业业业施施施施工工工工队队队队伍伍伍伍，技技技技术术术术推推推推广广广广受受受受到到到到一一一一定定定定限制。限制。限制。限制。缺点缺点建筑工程学院建筑工程学院既可用作临时性措施也可用作永久性结构，故适用场合较广泛。既可用作临时性措施也可用作永久性结构，故适用场合较广泛。既可用作临时性措施也可用作永久性结构，故适用场合较广泛。既可用作临时性措施也可用作永久性结构，故适用场合较广泛。建筑物的地下墙和其它构筑物；盾构出入洞、地铁车站、地铁隧道；深建筑物的地下墙和其它构筑物；盾构出入洞、地铁车站、地铁隧道；深建筑物的地下墙和其它构筑物；盾构出入洞、地铁车站、地铁隧道；深建筑物的地下墙和其它构筑物；盾构出入洞、地铁车站、地铁隧道；深根底；地下停车场、地下街道；污水处理场，净水场、泵房；市政隧道，根底；地下停车场、地下街道；污水处理场，净水场、泵房；市政隧道，根底；地下停车场、地下街道；污水处理场，净水场、泵房；市政隧道，根底；地下停车场、地下街道；污水处理场，净水场、泵房；市政隧道，各种涵管；防护墙、水坝的防渗墙；岸壁、护岸、码头加固；船坞、船各种涵管；防护墙、水坝的防渗墙；岸壁、护岸、码头加固；船坞、船各种涵管；防护墙、水坝的防渗墙；岸壁、护岸、码头加固；船坞、船各种涵管；防护墙、水坝的防渗墙；岸壁、护岸、码头加固；船坞、船闸；地下油罐；桥梁根底；原子能电站等。闸；地下油罐；桥梁根底；原子能电站等。闸；地下油罐；桥梁根底；原子能电站等。闸；地下油罐；桥梁根底；原子能电站等。(一处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管一处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管一处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管一处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管线，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。线，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。线，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。线，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。二既作为土方开挖时的临时围护结构，又可用作主体结构一局部的二既作为土方开挖时的临时围护结构，又可用作主体结构一局部的二既作为土方开挖时的临时围护结构，又可用作主体结构一局部的二既作为土方开挖时的临时围护结构，又可用作主体结构一局部的地下工程。地下工程。地下工程。地下工程。三地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋根底三地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋根底三地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋根底三地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋根底的工程。的工程。的工程。的工程。适用场合适用场合建筑工程学院建筑工程学院 1)1)1)1)如何在各种复杂地基中实现符合设计要求如何在各种复杂地基中实现符合设计要求如何在各种复杂地基中实现符合设计要求如何在各种复杂地基中实现符合设计要求(如几何尺寸、如几何尺寸、如几何尺寸、如几何尺寸、偏斜度等偏斜度等偏斜度等偏斜度等)的的的的槽孔开挖槽孔开挖槽孔开挖槽孔开挖?2)2)2)2)如何保证在开挖和回填过程中的如何保证在开挖和回填过程中的如何保证在开挖和回填过程中的如何保证在开挖和回填过程中的槽孔稳定槽孔稳定槽孔稳定槽孔稳定?3)3)3)3)如何用适宜的材料回填到槽孔中，如何用适宜的材料回填到槽孔中，如何用适宜的材料回填到槽孔中，如何用适宜的材料回填到槽孔中，形成形成形成形成一道连续的、不一道连续的、不一道连续的、不一道连续的、不透水的并能承受各种荷载的透水的并能承受各种荷载的透水的并能承受各种荷载的透水的并能承受各种荷载的墙体墙体墙体墙体来来来来?4)4)4)4)如何解决各个墙段之间的如何解决各个墙段之间的如何解决各个墙段之间的如何解决各个墙段之间的接缝连接接缝连接接缝连接接缝连接问题问题问题问题?地下连续墙的技术要点地下连续墙的技术要点建筑工程学院建筑工程学院第二节第二节 结构设计结构设计 概述概述概述概述一、一、一、一、关于水土压力问题关于水土压力问题关于水土压力问题关于水土压力问题二、二、二、二、地下连续墙施工阶段静力计算理论地下连续墙施工阶段静力计算理论地下连续墙施工阶段静力计算理论地下连续墙施工阶段静力计算理论三、三、三、三、地下连续墙计算理论及方法地下连续墙计算理论及方法地下连续墙计算理论及方法地下连续墙计算理论及方法qupup建筑工程学院建筑工程学院概述概述地下连续墙的受力特点地下连续墙的受力特点地下连续墙的受力特点地下连续墙的受力特点结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式地下连续墙结构设计计算的主要内容地下连续墙结构设计计算的主要内容地下连续墙结构设计计算的主要内容地下连续墙结构设计计算的主要内容qupup建筑工程学院建筑工程学院施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：qq槽段土方开挖阶段槽段土方开挖阶段槽段土方开挖阶段槽段土方开挖阶段 槽段侧壁的稳定性槽段侧壁的稳定性槽段侧壁的稳定性槽段侧壁的稳定性qq地下连续墙浇筑形成地下连续墙浇筑形成地下连续墙浇筑形成地下连续墙浇筑形成 开挖前的受力状态开挖前的受力状态开挖前的受力状态开挖前的受力状态qq基坑第一层开挖基坑第一层开挖基坑第一层开挖基坑第一层开挖 悬臂受力状态、地面侧向位移悬臂受力状态、地面侧向位移悬臂受力状态、地面侧向位移悬臂受力状态、地面侧向位移qq基坑土方开挖阶段基坑土方开挖阶段基坑土方开挖阶段基坑土方开挖阶段 墙的结构强度、基坑稳定及变形量墙的结构强度、基坑稳定及变形量墙的结构强度、基坑稳定及变形量墙的结构强度、基坑稳定及变形量qq基坑土方工程结束基坑土方工程结束基坑土方工程结束基坑土方工程结束 基坑底部隆起、基坑整体失稳基坑底部隆起、基坑整体失稳基坑底部隆起、基坑整体失稳基坑底部隆起、基坑整体失稳qq工程竣工工程竣工工程竣工工程竣工 水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形下的强度和变形下的强度和变形下的强度和变形地下连续墙的受力特点地下连续墙的受力特点建筑工程学院建筑工程学院qq稳定性破坏稳定性破坏稳定性破坏稳定性破坏qq整体失稳整体失稳整体失稳整体失稳qq基坑底隆起基坑底隆起基坑底隆起基坑底隆起qq管涌及流沙管涌及流沙管涌及流沙管涌及流沙qq强度破坏强度破坏强度破坏强度破坏qq支撑强度缺乏或压屈支撑强度缺乏或压屈支撑强度缺乏或压屈支撑强度缺乏或压屈qq墙体强度缺乏墙体强度缺乏墙体强度缺乏墙体强度缺乏qq变形过大变形过大变形过大变形过大qq杭州地铁一号线湘湖站事杭州地铁一号线湘湖站事杭州地铁一号线湘湖站事杭州地铁一号线湘湖站事故故故故结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式管涌管涌坑底隆起坑底隆起建筑工程学院建筑工程学院基坑验算：以整体稳定性验算为例基坑验算：以整体稳定性验算为例以墙体内侧以墙体内侧1m1m，墙上，墙上1m1m处处为初始计算圆心为初始计算圆心以墙角外侧为半径画弧以墙角外侧为半径画弧采用瑞典条分法计算采用瑞典条分法计算变换圆心位置，找到最危变换圆心位置，找到最危险的滑动面。险的滑动面。如不平安，调整墙深，直如不平安，调整墙深，直至满足要求。至满足要求。通常，在深基坑工程中，通常，在深基坑工程中，对于两道及以上支撑的对于两道及以上支撑的情况，可不考虑。情况，可不考虑。建筑工程学院建筑工程学院(1)(1)确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土压力、确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。水压力以及上部传来的垂直荷载。(2)(2)确定地下连续墙所需的入土深度确定地下连续墙所需的入土深度0.70.71.0H1.0H，以满足抗管涌、抗隆起，以满足抗管涌、抗隆起，防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。(3)(3)验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、深度的尺寸。验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、深度的尺寸。(4)(4)地下连续墙结构体系地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑包括墙体和支撑)的内力分析和变形验算。的内力分析和变形验算。(5)(5)地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的厚度、配筋设计或截面地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的厚度、配筋设计或截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。(6)(6)估算基坑施工对周围环境影响的程度，包括连续墙的墙顶位移和墙后地估算基坑施工对周围环境影响的程度，包括连续墙的墙顶位移和墙后地面沉降值的大小和范围。面沉降值的大小和范围。地下连续墙结构设计计算的主要内容地下连续墙结构设计计算的主要内容qupup建筑工程学院建筑工程学院一、关于水土压力问题一、关于水土压力问题一主动侧的土压力一主动侧的土压力一主动侧的土压力一主动侧的土压力二被动侧的土压力二被动侧的土压力二被动侧的土压力二被动侧的土压力三水压力三水压力三水压力三水压力分层、分区、分块、对称、平衡、限时、及时支分层、分区、分块、对称、平衡、限时、及时支分层、分区、分块、对称、平衡、限时、及时支分层、分区、分块、对称、平衡、限时、及时支撑撑撑撑 qupup建筑工程学院建筑工程学院1 1 1 1主动土压力理论主动土压力理论主动土压力理论主动土压力理论 朗金土压力公式朗金土压力公式朗金土压力公式朗金土压力公式2 2 2 2假定图式法理论假定图式法理论假定图式法理论假定图式法理论3 3 3 3静止土压力理论静止土压力理论静止土压力理论静止土压力理论4 4 4 4土压力随墙体变形而变化的理论土压力随墙体变形而变化的理论土压力随墙体变形而变化的理论土压力随墙体变形而变化的理论一主动侧的土压力一主动侧的土压力建筑工程学院建筑工程学院1 1主动土压力理论郎金土压力主动土压力理论郎金土压力 我国多采用此理论我国多采用此理论建筑工程学院建筑工程学院2 2假定图式法理论假定图式法理论国外国外砂土砂土粘土粘土建筑工程学院建筑工程学院不同土层有不同的侧不同土层有不同的侧不同土层有不同的侧不同土层有不同的侧压力系数压力系数压力系数压力系数3 3静止土压力理论静止土压力理论建筑工程学院建筑工程学院4 4土压力随墙体变形而变化的理论土压力随墙体变形而变化的理论由于施工条件的复杂性，土压力随墙体变形产生变化由于施工条件的复杂性，土压力随墙体变形产生变化由于施工条件的复杂性，土压力随墙体变形产生变化由于施工条件的复杂性，土压力随墙体变形产生变化 qbackback建筑工程学院建筑工程学院二被动侧土压力郎金土压力二被动侧土压力郎金土压力 我国多采用此理论我国多采用此理论qbackback建筑工程学院建筑工程学院qq全部静水压力，在我国的一般地下工程中均这样采用。全部静水压力，在我国的一般地下工程中均这样采用。全部静水压力，在我国的一般地下工程中均这样采用。全部静水压力，在我国的一般地下工程中均这样采用。qq采用开水式或闭水式结构看墙体是否有渗流？。采用开水式或闭水式结构看墙体是否有渗流？。采用开水式或闭水式结构看墙体是否有渗流？。采用开水式或闭水式结构看墙体是否有渗流？。qq采用开水式时，不考虑水压力，例如板桩式挡土结构；采用开水式时，不考虑水压力，例如板桩式挡土结构；采用开水式时，不考虑水压力，例如板桩式挡土结构；采用开水式时，不考虑水压力，例如板桩式挡土结构；qq采采采采用用用用闭闭闭闭水水水水式式式式时时时时，假假假假设设设设为为为为粘粘粘粘土土土土地地地地层层层层，不不不不考考考考虑虑虑虑水水水水压压压压力力力力；假假假假设设设设为为为为砂砂砂砂土土土土地地地地层层层层，那么对钢板桩不考虑水压力，对地下墙要考虑水压力。那么对钢板桩不考虑水压力，对地下墙要考虑水压力。那么对钢板桩不考虑水压力，对地下墙要考虑水压力。那么对钢板桩不考虑水压力，对地下墙要考虑水压力。三水压力三水压力建筑工程学院建筑工程学院根据工程经验，地下连续墙如图深度比依据地质条件不根据工程经验，地下连续墙如图深度比依据地质条件不根据工程经验，地下连续墙如图深度比依据地质条件不根据工程经验，地下连续墙如图深度比依据地质条件不同一般取为同一般取为同一般取为同一般取为0.70.70.70.71.0.1.0.1.0.1.0.板桩的稳定平衡状态板桩的稳定平衡状态板桩的稳定平衡状态板桩的稳定平衡状态 qq板桩底端为板桩底端为板桩底端为板桩底端为自由的自由的自由的自由的稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态qq板桩底端为板桩底端为板桩底端为板桩底端为嵌固的嵌固的嵌固的嵌固的稳定状态稳定状态稳定状态稳定状态qq悬臂式板桩悬臂式板桩悬臂式板桩悬臂式板桩qq有撑或锚有撑或锚有撑或锚有撑或锚二、地下连续墙施工阶段静力计算理论二、地下连续墙施工阶段静力计算理论 qupup建筑工程学院建筑工程学院板桩底端为自由的稳定状态板桩底端为自由的稳定状态qq入土深度较小入土深度较小入土深度较小入土深度较小时出现时出现时出现时出现qq支撑点为不动点支撑点为不动点支撑点为不动点支撑点为不动点qbackback建筑工程学院建筑工程学院当板桩的当板桩的当板桩的当板桩的入土深度较大入土深度较大入土深度较大入土深度较大或或或或底端打入较硬的地层底端打入较硬的地层底端打入较硬的地层底端打入较硬的地层悬臂式板桩悬臂式板桩悬臂式板桩悬臂式板桩板桩底端为板桩底端为嵌固的稳定状态嵌固的稳定状态qbackback建筑工程学院建筑工程学院板桩底端为板桩底端为嵌固的稳定状态嵌固的稳定状态有撑或锚时，变形曲线有一转弯点有撑或锚时，变形曲线有一转弯点有撑或锚时，变形曲线有一转弯点有撑或锚时，变形曲线有一转弯点Q Q Q Q弹性曲线法：假定弹性曲线法：假定弹性曲线法：假定弹性曲线法：假定D D D D，求出板桩变位，求出板桩变位，求出板桩变位，求出板桩变位曲线，直至满足曲线，直至满足曲线，直至满足曲线，直至满足T T T T点处变位为零。点处变位为零。点处变位为零。点处变位为零。qbackback建筑工程学院建筑工程学院地下连续墙的计算方法土压力？墙体变形？支撑变形？建筑工程学院建筑工程学院一较古典的计算方法一较古典的计算方法一较古典的计算方法一较古典的计算方法(土压力，不考虑墙体和支撑变形土压力，不考虑墙体和支撑变形土压力，不考虑墙体和支撑变形土压力，不考虑墙体和支撑变形1.1 1.1 1.1 1.1 假想梁法假想梁法假想梁法假想梁法1.2 1.2 1.2 1.2 二分之一分割法二分之一分割法二分之一分割法二分之一分割法1.3 1.3 1.3 1.3 泰沙基法泰沙基法泰沙基法泰沙基法二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 2.1 2.1 2.1 2.1 山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解 2.2 2.2 2.2 2.2 山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解 2.3 2.3 2.3 2.3 国内常用的计算方法国内常用的计算方法国内常用的计算方法国内常用的计算方法 2.4 2.4 2.4 2.4 弹性法弹性法弹性法弹性法三横撑轴向力、墙体弯矩变化的计算方法三横撑轴向力、墙体弯矩变化的计算方法三横撑轴向力、墙体弯矩变化的计算方法三横撑轴向力、墙体弯矩变化的计算方法四共同变形理论四共同变形理论四共同变形理论四共同变形理论三、地下连续墙计算理论及方法三、地下连续墙计算理论及方法qbackback建筑工程学院建筑工程学院假想铰假想铰假想铰假想铰Q Q Q Q点出现的位置假定。点出现的位置假定。点出现的位置假定。点出现的位置假定。1.1 1.1 假想梁法假想梁法QQ建筑工程学院建筑工程学院假想铰法计算结果分析等间距布置和等弯矩布置？等间距布置和等弯矩布置？建筑工程学院建筑工程学院假假假假定定定定每每每每一一一一横横横横撑撑撑撑所所所所承承承承受受受受的的的的是是是是跨跨跨跨中中中中到到到到跨跨跨跨中中中中的的的的那那那那局局局局部部部部水水水水、土土土土压压压压力力力力，免免免免去去去去了超静定结构计算的繁复性。了超静定结构计算的繁复性。了超静定结构计算的繁复性。了超静定结构计算的繁复性。1.21.2二分之一分割法二分之一分割法建筑工程学院建筑工程学院假定墙体在横撑支点以及开挖底面处形成塑性铰，可以传递假定墙体在横撑支点以及开挖底面处形成塑性铰，可以传递假定墙体在横撑支点以及开挖底面处形成塑性铰，可以传递假定墙体在横撑支点以及开挖底面处形成塑性铰，可以传递一定的弯矩。一定的弯矩。一定的弯矩。一定的弯矩。墙体弯矩均为正弯矩，与墙体刚度无关！墙体弯矩均为正弯矩，与墙体刚度无关！墙体弯矩均为正弯矩，与墙体刚度无关！墙体弯矩均为正弯矩，与墙体刚度无关！1.3 1.3 泰沙基法泰沙基法qbackback建筑工程学院建筑工程学院实测现象：实测现象：实测现象：实测现象：下道撑设置后，上道撑轴向压力随开挖过程变化很小；下道撑设置后，上道撑轴向压力随开挖过程变化很小；下道撑设置后，上道撑轴向压力随开挖过程变化很小；下道撑设置后，上道撑轴向压力随开挖过程变化很小；墙体变位大局部是在下道撑设置前产生的；墙体变位大局部是在下道撑设置前产生的；墙体变位大局部是在下道撑设置前产生的；墙体变位大局部是在下道撑设置前产生的；墙体弯矩的大局部是下道撑设置前残留下来的；墙体弯矩的大局部是下道撑设置前残留下来的；墙体弯矩的大局部是下道撑设置前残留下来的；墙体弯矩的大局部是下道撑设置前残留下来的；二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 考虑墙体的变形考虑墙体的变形建筑工程学院建筑工程学院二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法二横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 2.1 2.1 2.1 2.1 山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解 2.22.22.22.2 山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解 2.3 2.3 2.3 2.3 国内常用的计算方法国内常用的计算方法国内常用的计算方法国内常用的计算方法 2.4 2.4 2.4 2.4 弹性法弹性法弹性法弹性法qbackback建筑工程学院建筑工程学院根本假定：根本假定：根本假定：根本假定：1 1 1 1在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；2 2 2 2墙墙墙墙背背背背土土土土压压压压力力力力在在在在开开开开挖挖挖挖面面面面以以以以上上上上取取取取为为为为三三三三角角角角形形形形，在在在在开开开开挖挖挖挖面面面面以以以以下下下下取取取取为为为为矩矩矩矩形形形形已已已已抵抵抵抵消消消消开开开开挖面一侧的静止土压力；挖面一侧的静止土压力；挖面一侧的静止土压力；挖面一侧的静止土压力；3 3 3 3开开开开挖挖挖挖面面面面以以以以下下下下土土土土的的的的横横横横向向向向抵抵抵抵抗抗抗抗反反反反力力力力分分分分为为为为两两两两个个个个区区区区域域域域；到到到到达达达达被被被被动动动动土土土土压压压压力力力力的的的的塑塑塑塑性性性性区区区区，高度为高度为高度为高度为l l l l，以及反力与墙体变形成直接关系的弹性区；，以及反力与墙体变形成直接关系的弹性区；，以及反力与墙体变形成直接关系的弹性区；，以及反力与墙体变形成直接关系的弹性区；4 4 4 4横撑设置后，即作为不动支点；横撑设置后，即作为不动支点；横撑设置后，即作为不动支点；横撑设置后，即作为不动支点；5 5 5 5下下下下道道道道横横横横撑撑撑撑设设设设置置置置后后后后，认认认认为为为为上上上上道道道道横横横横撑撑撑撑的的的的轴轴轴轴向向向向压压压压力力力力值值值值保保保保持持持持不不不不变变变变，而而而而且且且且下下下下道道道道横横横横撑撑撑撑点点点点以上的板桩仍然保持原来的位置。以上的板桩仍然保持原来的位置。以上的板桩仍然保持原来的位置。以上的板桩仍然保持原来的位置。将将将将剖剖剖剖面面面面图图图图分分分分为为为为K K K K道道道道支支支支撑撑撑撑到到到到开开开开挖挖挖挖面面面面、开开开开挖挖挖挖面面面面下下下下塑塑塑塑性性性性区区区区和和和和弹弹弹弹性性性性区区区区，建建建建立立立立弹弹弹弹性性性性微微微微分分分分方方方方程程程程求解，解五次函数，运算复杂！求解，解五次函数，运算复杂！求解，解五次函数，运算复杂！求解，解五次函数，运算复杂！2.1 2.1 山肩邦男法精确解山肩邦男法精确解qbackback建筑工程学院建筑工程学院2.2 2.2 山肩邦男法近似解法山肩邦男法近似解法根本假定：根本假定：根本假定：根本假定：2 2 2 2、4 4 4 4、5 5 5 5同精确解同精确解同精确解同精确解1 1 1 1在在在在粘粘粘粘土土土土地地地地层层层层中中中中，墙墙墙墙体体体体作作作作为为为为底底底底端端端端自自自自由由由由的的的的有限长的弹性体；有限长的弹性体；有限长的弹性体；有限长的弹性体；3 3 3 3开开开开挖挖挖挖面面面面以以以以下下下下土土土土的的的的横横横横向向向向抵抵抵抵抗抗抗抗反反反反力力力力取取取取为为为为被被被被动土压力需减去静止土压力动土压力需减去静止土压力动土压力需减去静止土压力动土压力需减去静止土压力6 6 6 6开开开开挖挖挖挖面面面面以以以以下下下下板板板板桩桩桩桩弯弯弯弯矩矩矩矩为为为为0 0 0 0的的的的那那那那点点点点，假假假假想想想想为为为为一一一一个个个个铰铰铰铰，而而而而且且且且忽忽忽忽略略略略铰铰铰铰下下下下的的的的墙墙墙墙体体体体对对对对上上上上面墙体的剪力传递。面墙体的剪力传递。面墙体的剪力传递。面墙体的剪力传递。建筑工程学院建筑工程学院解题的步骤？解题的步骤？P155P1552.2 2.2 山肩邦男法近似解法山肩邦男法近似解法墙背土压墙背土压2上部支上部支撑轴力撑轴力支撑轴力支撑轴力墙背土压墙背土压1墙内土压墙内土压1墙内土压墙内土压2qbackback建筑工程学院建筑工程学院2.3 2.3 国内常用的计算方法国内常用的计算方法建筑工程学院建筑工程学院将两式合并将两式合并2.3 2.3 国内常用的计算方法国内常用的计算方法建筑工程学院建筑工程学院求出求出 例题：例题：计算单支撑计算单支撑 建筑工程学院建筑工程学院求出求出 例题：例题：计算双支撑计算双支撑可得到双支撑的弯矩图可得到双支撑的弯矩图可得到双支撑的弯矩图可得到双支撑的弯矩图 建筑工程学院建筑工程学院同理继续计算，可得四道支撑的支撑轴力和弯矩同理继续计算，可得四道支撑的支撑轴力和弯矩 例题：计算结果例题：计算结果建筑工程学院建筑工程学院例题中：开挖深度如何取值？例题中：开挖深度如何取值？计算过程中，开挖面设定在下道支撑位置处！计算过程中，开挖面设定在下道支撑位置处！建筑工程学院建筑工程学院例题中：如何获得各计算参数？例题中：如何获得各计算参数？、v v参照参照参照参照p156p156p156p156例题，地层条件见例题，地层条件见例题，地层条件见例题，地层条件见P151P151P151P151约定约定约定约定、？水土分算还是水土合算水土分算还是水土合算水土分算还是水土合算水土分算还是水土合算?上上上上海海海海市市市市基基基基坑坑坑坑工工工工程程程程设设设设计计计计规规规规程程程程DBJ08-61-97DBJ08-61-97对对对对于于于于上上上上海海海海基基基基坑坑坑坑挡挡挡挡墙计算宜按水土分算墙计算宜按水土分算墙计算宜按水土分算墙计算宜按水土分算建筑工程学院建筑工程学院例题中地面超载如何考虑？两种途径：两种途径：1.1.公式重新推导，参加因超载而增加的侧向主动土压力；公式重新推导，参加因超载而增加的侧向主动土压力；2.2.假设土层厚度增加假设土层厚度增加q/q/。qbackback建筑工程学院建筑工程学院根本假设根本假设根本假设根本假设墙体作无限长的弹性体；墙体作无限长的弹性体；墙体作无限长的弹性体；墙体作无限长的弹性体；水、土压力，并假定为三角形分布；水、土压力，并假定为三角形分布；水、土压力，并假定为三角形分布；水、土压力，并假定为三角形分布；开开开开挖挖挖挖面面面面以以以以下下下下作作作作用用用用在在在在墙墙墙墙体体体体上上上上的的的的土土土土抗抗抗抗力力力力，假假假假定定定定与与与与墙墙墙墙体体体体的的的的变变变变位位位位成成成成正正正正比比比比例例例例；文克尔假定文克尔假定文克尔假定文克尔假定横横横横撑撑撑撑楼楼楼楼板板板板设设设设置置置置后后后后，即即即即把把把把横横横横撑撑撑撑支支支支点作为不动支点；点作为不动支点；点作为不动支点；点作为不动支点；下下下下道道道道横横横横撑撑撑撑设设设设置置置置以以以以后后后后，认认认认为为为为上上上上道道道道横横横横撑撑撑撑的的的的轴轴轴轴向向向向压压压压力力力力值值值值保保保保持持持持不不不不变变变变，其其其其上上上上部的墙体也保持以前的变位。部的墙体也保持以前的变位。部的墙体也保持以前的变位。部的墙体也保持以前的变位。三三三三段段段段论论论论：已已已已支支支支撑撑撑撑段段段段、待待待待支支支支撑撑撑撑段段段段、开开开开挖面下挖面下挖面下挖面下 2.42.4弹性法日本标准法弹性法日本标准法日本假设日本假设日本假设日本假设同济假设同济假设同济假设同济假设建筑工程学院建筑工程学院在第在第在第在第K K K K道横撑到开挖面的区间道横撑到开挖面的区间道横撑到开挖面的区间道横撑到开挖面的区间 2.4 2.4 弹性法：公式推导同济假设弹性法：公式推导同济假设 墙背土压墙背土压支撑力支撑力墙体变位墙体变位建筑工程学院建筑工程学院在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间 2.4 2.4 弹性法：公式推导弹性法：公式推导墙内土压墙内土压地层地层抗力抗力墙体变位墙体变位建筑工程学院建筑工程学院2.4 2.4 弹性法：开挖面下的通解弹性法：开挖面下的通解当当当当xx时时时时，在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间 建筑工程学院建筑工程学院连续条件连续条件连续条件连续条件 2.4 2.4 弹性法：待定系数的求解弹性法：待定系数的求解 建筑工程学院建筑工程学院弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式2.4 2.4 弹性法：弹性曲线的最终形式弹性法：弹性曲线的最终形式 建筑工程学院建筑工程学院弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式 2.4 2.4 弹性法：弹性曲线的最终形式弹性法：弹性曲线的最终形式建筑工程学院建筑工程学院弹性法的计算步骤：弹性法的计算步骤：弹性法的计算步骤：弹性法的计算步骤：a a a a第第第第一一一一次次次次开开开开挖挖挖挖时时时时，第第第第一一一一道道道道横横横横撑撑撑撑支支支支点点点点作作作作为为为为不不不不动动动动，求求求求第第第第一一一一道道道道横横横横撑撑撑撑的的的的轴向压力轴向压力轴向压力轴向压力N1N1N1N1以及第二道横撑预定位置的变位以及第二道横撑预定位置的变位以及第二道横撑预定位置的变位以及第二道横撑预定位置的变位2 2 2 2；b b b b第第第第二二二二次次次次开开开开挖挖挖挖时时时时，把把把把N1N1N1N1、2222作作作作为为为为定定定定值值值值，求求求求第第第第二二二二道道道道横横横横撑撑撑撑的的的的轴轴轴轴压压压压力力力力N2N2N2N2，以及第三道横撑预定位置的变位，以及第三道横撑预定位置的变位，以及第三道横撑预定位置的变位，以及第三道横撑预定位置的变位3333；c c c c第第第第三三三三次次次次开开开开挖挖挖挖时时时时，把把把把N1N1N1N1、N2N2N2N2及及及及3333作作作作为为为为定定定定值值值值，求求求求第第第第三三三三道道道道横横横横撑撑撑撑的的的的轴向力轴向力轴向力轴向力N4N4N4N4，以及求第四道横撑预定位置的变位，以及求第四道横撑预定位置的变位，以及求第四道横撑预定位置的变位，以及求第四道横撑预定位置的变位4 4 4 4。以下即重复计算。以下即重复计算。以下即重复计算。以下即重复计算。2.4 2.4 弹性法：弹性法的计算步骤：弹性法：弹性法的计算步骤：qbackback建筑工程学院建筑工程学院该法根本点是：该法根本点是：该法根本点是：该法根本点是：考考考考虑虑虑虑支支支支撑撑撑撑的的的的弹弹弹弹性性性性变变变变位位位位，图图图图中中中中弹弹弹弹簧表示支撑；簧表示支撑；簧表示支撑；簧表示支撑；主主主主动动动动侧侧侧侧的的的的土土土土压压压压力力力力可可可可用用用用实实实实测测测测资资资资料料料料，假设为坐标的二次函数；假设为坐标的二次函数；假设为坐标的二次函数；假设为坐标的二次函数；入入入入土土土土局局局局部部部部为为为为已已已已到到到到达达达达朗朗朗朗金金金金被被被被动动动动土土土土压压压压力力力力的的的的塑塑塑塑性性性性区区区区及及及及土土土土抗抗抗抗力力力力与与与与墙墙墙墙体体体体变位成正比的弹性区；变位成正比的弹性区；变位成正比的弹性区；变位成正比的弹性区；墙墙墙墙体体体体作作作作为为为为有有有有限限限限长长长长，前前前前端端端端支支支支撑撑撑撑可可可可以是自由、铰结、固定。以是自由、铰结、固定。以是自由、铰结、固定。以是自由、铰结、固定。三横撑轴向力，墙体弯矩三横撑轴向力，墙体弯矩 随之变化的计算方法随之变化的计算方法建筑工程学院建筑工程学院弹性曲线方程的建立弹性曲线方程的建立弹性曲线方程的建立弹性曲线方程的建立区间：区间：区间：区间：区间：开挖面以下主动土压力为定值区间：开挖面以下主动土压力为定值区间区间 根据根据0 0、A A、B B点条件，求出点条件，求出y y1 1、y y2 2、y y3 3，使用计算机完成使用计算机完成三横撑轴向力，墙体弯矩三横撑轴向力，墙体弯矩 随之变化的计算方法随之变化的计算方法qbackback建筑工程学院建筑工程学院土压力随墙体变形而变化土压力随墙体变形而变化土压力随墙体变形而变化土压力随墙体变形而变化考虑墙体的变形考虑墙体的变形考虑墙体的变形考虑墙体的变形考虑支撑的变形考虑支撑的变形考虑支撑的变形考虑支撑的变形四共同变形理论简介自学四共同变形理论简介自学qbackback森重龙马法森重龙马法森重龙马法森重龙马法有限元法有限元法有限元法有限元法建筑工程学院建筑工程学院接头类型接头类型施工接头施工接头是浇筑地下连续墙时连接两相邻单元是浇筑地下连续墙时连接两相邻单元墙间的接头；墙间的接头；结构接头结构接头已竣工的地下连续墙墙体与地下结构已竣工的地下连续墙墙体与地下结构物其它构件梁、柱、楼板等相连物其它构件梁、柱、楼板等相连的接头。的接头。第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计施工接头施工接头1 1直接连接构成接头直接连接构成接头2.2.使使用用接接头头管管也也称称锁锁口口管管建成接头建成接头3 3使用接头箱建成的接头使用接头箱建成的接头4 4用隔板建成的接头用隔板建成的接头5 5用预制构件建成的接头用预制构件建成的接头结构接头结构接头1 1直接连接成的接头直接连接成的接头 2 2间接连接成的接头间接连接成的接头建筑工程学院建筑工程学院一施工接头一施工接头一施工接头一施工接头 1 1 1 1直接连接构成接头直接连接构成接头直接连接构成接头直接连接构成接头第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计建筑工程学院建筑工程学院一施工接头一施工接头一施工接头一施工接头 2.2.2.2.使用接头管也称锁口管建成接头使用接头管也称锁口管建成接头使用接头管也称锁口管建成接头使用接头管也称锁口管建成接头 第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计建筑工程学院建筑工程学院一施工接头一施工接头一施工接头一施工接头 3 3 3 3使用接头箱建成的接头使用接头箱建成的接头使用接头箱建成的接头使用接头箱建成的接头 第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计建筑工程学院建筑工程学院一施工接头一施工接头一施工接头一施工接头 4 4 4 4用隔板建成的接头用隔板建成的接头用隔板建成的接头用隔板建成的接头 第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计建筑工程学院建筑工程学院一施工接头一施工接头一施工接头一施工接头 5 5 5 5用预制构件建成的接头用预制构件建成的接头用预制构件建成的接头用预制构件建成的接头 第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计建筑工程学院建筑工程学院二结构接头二结构接头二结构接头二结构接头 1 1 1 1直接连接成的接头直接连接成的接头直接连接成的接头直接连接成的接头 2 2 2 2间接连接成的接头间接连接成的接头间接连接成的接头间接连接成的接头 第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计建筑工程学院建筑工程学院二、地下连续墙接头试验研究二、地下连续墙接头试验研究二、地下连续墙接头试验研究二、地下连续墙接头试验研究 自学自学自学自学 同济大学的试验方案介绍同济大学的试验方案介绍同济大学的试验方案介绍同济大学的试验方案介绍1 1 1 1试件种类和型式试件种类和型式试件种类和型式试件种类和型式 2 2 2 2试件制作方法试件制作方法试件制作方法试件制作方法 3 3 3 3试验方法及内容试验方法及内容试验方法及内容试验方法及内容4 4 4 4搭接钢筋型接头极限剪力的经验公式搭接钢筋型接头极限剪力的经验公式搭接钢筋型接头极限剪力的经验公式搭接钢筋型接头极限剪力的经验公式 5 5 5 5钢板型接头极限剪力的经验公式钢板型接头极限剪力的经验公式钢板型接头极限剪力的经验公式钢板型接头极限剪力的经验公式 实测值与计算比较实测值与计算比较实测值与计算比较实测值与计算比较 第三节第三节 地下连续墙接头设计地下连续墙接头设计