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四川雅安地下连续墙基础概述

futao 拆除工程 2019-04-26 533 0
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四川雅安地下连续墙基础概述

要了解地下连续墙(以下简称“地连墙”)基础,首先要知道地连墙的有关概念。

地连墙技术起源于欧洲。它是利用各种挖槽机械,利用泥浆护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇筑混凝土而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续地下墙体结构,称为地下连续墙。初期主要用于高透水性地基中建造防渗墙,后来发展成要求能承受垂直和水平荷载,具有足够刚度的大型高层建筑的外墙基础。在1950~1960年的10余年间,地连墙技术随着第二次世界大战结束后经济建设的需求而得到迅速发展。

日本于1955年引进了地连墙施工技术,并投入了大量的人力、物力,进行开发研究和创新工作,从设计理论到开挖机械和施工技术方面,达到了世界先进水平,并于1979年首先将该技术应用到桥梁工程的基础中,通过对现在世界上最大跨度(主跨1990m)的日本明石海峡大桥的勘探研究,以及通过对气压沉箱、沉井及地连墙三种施工方案比较,最后对1A号锚墩采用了圆形井筒结构地连墙作为支挡结构,并最后形成基础的方案,成为现今世界最大的地连墙基础(图7-1)。

图7-1日本明石海峡大桥1A号锚墩地连墙基础结构示意图(尺寸单位:m)

图7-1日本明石海峡大桥1A号锚墩地连墙基础结构示意图(尺寸单位:m)

其具体做法是:

(1)用地连墙构成直径为85.0m的圆形井筒,将其视为挡土墙。

(2)以深抽水降低筒内水位,挖除筒内土体。

(3)挖土时采用逆砌做法砌成侧墙以加固地连墙,挖到基底后以素混凝土填充井筒。地连墙施工快速、工效高、成本低,适用广泛。施工深度已由开始的20m左右发展至今120~170m。由于强大的刚性和与地基土密着性好的特性,非常适于大跨桥梁基础应用。

地连墙引入中国也较早,在20世纪50年代末,地连墙应用于北京密云水库白河主坝,主要用做防渗墙,之后在国内开始用于工业与民用建筑、水利水电工程、铁路等部门,主要是为施工时承受水平荷载的挡土或防水防渗等作用。近年来,建筑、地铁等部门逐渐把地连墙用作高层建筑的地下室、地下停车场结构等,并承担部分或全部建筑物的竖向荷载。20世纪90年代,修建广州虎门大桥,该桥位于广州东南约42km的珠江出海口附近,主航道悬索桥跨度888m,经反复研究分析,确定虎门大桥西锚碳采用圆形地连墙基础方案,这是该种基础形式在中国第一座特大桥的应用。工程首先建成地连墙,用其防水挡土,挖基至底填混凝土筑成基础,获得良好成果。以后武汉阳逻长江大桥南锚碗、广州珠江黄浦大桥等都是采用地连墙基础。润扬长江大桥于21世纪初开始修建,2005年建成,也采用了地连墙锚碗基础(图7-2)。

图7-2润扬大桥北锚碗地连墙基础立面图(尺寸单位:cm)

图7-2润扬大桥北锚碗地连墙基础立面图(尺寸单位:cm)

润扬大桥悬索桥北锚碗基础距长江大堤仅70m,基岩风化严重,裂隙发育,锚区内断裂带、破碎带分布广泛,岩面起伏大。以淤泥质亚黏土和粉细砂为主的覆盖层厚度约50m,地下水位高。在如此复杂的地质水文条件下,北锚碰要承受主缆传递的约680000kN的拉力,基础结构形式的选取是关键。通过带案招标,由专家评审选取了有利于施工和结构受力的矩形地连墙基础。基础平面尺寸69m×51m,开挖深度达50m,而作为支挡防渗结构的地连墙体仅厚1.2m。共分42幅槽段施工,其中,A型槽段4个,B型槽段16个,C型槽段8个,D型槽段12个,E型槽段2个(图7-3)。深基坑开挖过程中,最后用12道钢筋混凝土内支撑,其支撑节点处为16根1.2m和16根0.6m钢管混凝土立柱共同构成地连墙的围护结构。

通过以上工程实例可知,应用于桥梁基础的地连墙,其平面形式一般多为闭合断面,划分为先钻墙段和后钻墙段(也称为墙桩),利用构造接头,将地连墙的墙段连接成一个外形为矩形、多边形或圆环形,其内部可分为一个或多个空格的整体结构。

地连墙完全用作桥梁基础结构在国外特别是日本应用广泛,在国内尚处于探索研究阶段,但发展潜力很大。与高层建筑和地铁相比,水文地质条件复杂,地连墙支护结构设计要综合考

虑桥位处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年限等因素,力求使地连墙支护结构设计安全、经济、合理,同时作为基础结构设计应按不同设计状况,分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。

图7-3润扬大桥北锚碗地连墙槽段划分构造图(尺寸单位:mm)

图7-3润扬大桥北锚碗地连墙槽段划分构造图(尺寸单位:mm)

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