深基坑地连墙设计问题探讨.doc

深基坑地连墙设计问题探讨 丛蔼森 （北京远通达科技有限责任公司） 摘要：本文根据作者多年从事地下连续墙设计及施工的经验和体会 ，对于深基坑地连墙设计中的几个问题进行了探讨，特别指出了深基坑渗流计算的重要性，认为地连墙的最小入土（岩）深度应当由基坑渗流计算结果来确定。 关键词：基坑 地下连续墙 渗流计算  1．概况 目前大型建筑和桥梁深基础多采用大直径圆形或多边形地下连续墙作为深基坑的支护结构。在圆形基坑开挖过程中，往往在墙的内侧浇筑砼内衬，两者联合作为支撑；而多边形基坑则采用钢管（型钢）、钢筋混凝土结构或锚杆（索）作为支撑。 本文对深基坑支护设计问题进行探讨。 2．对地连墙设计的基本要求 2．1应补充完善有关工程地质、水文地质等方面的设计基础资料。 地连墙与桩基础受力特点不同，所以对地基的要求也不相同。桩基础是以承受垂直荷载为主的，它对地基的主要要求是桩侧摩阻力和桩端垂直承载力；而基坑地连墙是以承受水平荷载为主的，它对地基的主要要求是： （1）土的抗剪强度（c，φ） （2）变形特性指标 （3）地层透水特性指标 （4）地下水埋深、承压资料 由此可见，基坑工程地质勘察与桩基础是有区别的。目前初设前的地质报告常常是按桩基础要求提供的。如果采用地下连续墙，则应当对工程初期的地质勘察资料进行复核，必要时应进行补充勘察工作，特别应注意以下几点： （1）提供各个地层的物理力学指标（现场测试和室内实验）， （2）地下水的特性（如埋深、补给来源、承压、连通情况）， （3）当底部有岩石时，则应详细查明和提供全风化、强风化、弱风化和微风化层的厚度、物理力学指标和透水性指标， （4）必须进行抽水、注水或压水试验，提供各地层的渗透性指标， （5）必须查明汛期洪水位、潮水位和地下水的关系，提供有关数据。 2．2根据不同阶段的勘察报告及有关资料和地下连续墙的结构受力特点，结合水文和工程地质条件进行分析计算；进一步优化结构设计和配筋。 2．3很多深基坑工程地质条件复杂，其地下水位有时受潮汐或波浪的影响，出现渗流破坏的可能性非常之大。为此必须进行相关的渗流稳定计算分析，以确保工程安全施工。 2．4地下连续墙设计是施工详图阶段的设计，如果没有深入地了解并掌握地连墙的工程装备和施工工艺特点，是搞不好地连墙设计的。必须根据水文地质和工程地质条件和施工环境等因素，合理确定施工方案和工艺，才能搞出符合实际的地连墙设计。 3．深基坑设计工作的优化 3．1在取得基本资料—初勘、详勘和补勘设计参数之后，应参考相关工程的有关资料和参数以及结合在过去工程中的经验和体会，进行分析对比，选择较为适当的一组或几组参数，以进行对比计算；从中选定一组较为合理的计算参数作为设计依据。 3．2选用多种计算方法，进行对比计算分析。 由于工程地质条件复杂，基坑规模大，承受的荷载变化很大，故需综合考虑各种因素，选用多种计算参数和计算方法，进行计算分析对比，以保证设计、施工工作的安全进行。 3．3有些深基坑的渗流问题非常复杂，我们应当慎重对待。我们从某初勘报告发现岩石弱透水层的透水性比常规大得多，通过补充勘探而得到证实，此层的透水性不但比岩石表层的全风化和强风化层大（通常认为小），甚至比表层的第四系砂层还大。因此，不能以为渗透破坏只发生在第四系的软弱地层（如淤泥和砂层）中。实际上，在超深（例如30-40m以上）基坑中，其底部透水性较大的岩层中也会发生渗透破坏。 3．4通常情况下，应当根据多种不同的计算方法和程序，专门进行基坑渗流计算，同时根据该基坑工程特点，进行墙体结构和稳定计算。 渗流计算方法有： （1）三维空间有限差分法 （2）平面有限元法 （3）手算法 结构和稳定计算主要方法有： （1）空间有限元法 （2）弹性地基梁法 （3）圆井整体计算法 这里要指出的是，对于超深基坑来说，现有的基坑设计规范中有关渗流的计算公式不是完全适用的，此时可参考上述方法，进行专门计算。 3．5在计算中，我们应选择最为不利的断面进行分析，比如： （1）地基上部没有（或极少）隔水层，下面砂层和透水基岩中水互相连通，此时最易产生渗透不稳定状况， （2）从基坑平面看，某些存在着薄弱地层（如淤泥、流沙）部位， （3）基坑局部超深部位, （4）承受特殊荷载部位。 4．渗流计算 4．1渗流计算内容 深基坑渗流计算应包括以下内容： （1）基坑整体渗流计算 通过计算，得到各计算点的渗透水压力（图）和基坑内侧的渗透流量和总水量。 （2）核算基坑底面的渗流出逸比（坡）降是否满足要求，是否会发生管涌。 （3）检验地连墙墙底进入隔水层内的深度是否满足渗透稳定要求。如果该层的厚度比较薄，不能满足要求时，应将墙底再向下加深到新的隔水层内，直到满足要