地下連續(xù)墻“兩墻合一”設(shè)計問題探討

文/楊文旻　廣東省建筑設(shè)計研究院 廣東廣州 510010

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建筑設(shè)計

地下連續(xù)墻“兩墻合一”設(shè)計問題探討

文/楊文旻廣東省建筑設(shè)計研究院 廣東廣州 510010

本文主要探討地下連續(xù)墻“兩墻合一”的相關(guān)設(shè)計問題。包括“兩墻合一”的受力特性、節(jié)點設(shè)計以及防水措施。引入實際工程應(yīng)用情況，說明其應(yīng)用的合理性。為地下連續(xù)墻“兩墻合一”的推廣及應(yīng)用提供參考。

地下連續(xù)墻； 兩墻合一； 受力特性； 節(jié)點設(shè)計； 防水措施

地下連續(xù)墻用于基礎(chǔ)埋深大、地質(zhì)條件差、水位高、場地周邊建筑較貼等地下工程施工情況，有著明顯的優(yōu)勢。目前地下連續(xù)墻主要充當(dāng)施工期間的臨時支護，當(dāng)?shù)叵率┕ね瓿刹⒒靥詈缶屯顺鑫枧_，后期建筑結(jié)構(gòu)使用過程中不再考慮地下連續(xù)墻的作用，造成一定浪費。地下連續(xù)墻兼做主體結(jié)構(gòu)參與正常使用階段的結(jié)構(gòu)受力，有著重大的意義。實現(xiàn)地下連續(xù)墻兼做主體結(jié)構(gòu)，引出了“兩墻合一”的概念?！皟蓧弦弧奔丛诘叵率┕るA段地下連續(xù)墻作為圍護支擋結(jié)構(gòu)，地下施工完成后，開始充當(dāng)?shù)叵率彝鈮Γㄟ^設(shè)置與地下主體結(jié)構(gòu)梁板的有效連接，成為主體結(jié)構(gòu)的一部分，在正常使用階段參與主體結(jié)構(gòu)受力。隨著地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，實際工程對“兩墻合一”的設(shè)計、施工以及防水措施等方面［1］提出了嚴格的要求。本文主要介紹地下連續(xù)墻“兩墻合一”設(shè)計方面的問題。

1、“兩墻合一”受力特性

地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的一部分，其荷載及受力特性隨各個階段而不同。

首先，地下連續(xù)墻在施工階段作為基坑支護結(jié)構(gòu)，其主要作用為臨時擋土與止水，此時連續(xù)墻主要承受土壓力、水壓力。連續(xù)墻可近似為下端固支，上端鉸支的梁，其底部固支部位內(nèi)力最大。當(dāng)連續(xù)墻埋深較深時，底部內(nèi)力大，需增加連續(xù)墻厚度。此時，可在地下室范圍內(nèi)增加多層水平支撐，減少計算跨度，降低底部內(nèi)力，達到優(yōu)化設(shè)計的目的。還可以在連續(xù)墻外側(cè)增加臨時錨桿，用于平衡連續(xù)墻內(nèi)力。然而后者受現(xiàn)場施工環(huán)境限制，對于周邊建筑物較多或地基土質(zhì)較差時無法使用。

其次，地下連續(xù)墻在主體結(jié)構(gòu)竣工后，其主要功能在于充當(dāng)?shù)叵率彝鈮?，同時作為地下室樓層梁板的邊支座，起到一定的豎向構(gòu)件［2］作用。此時連續(xù)墻主要承受土壓力、水壓力以及主體結(jié)構(gòu)的豎向、水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。連續(xù)墻可近似為下端固支，上端鉸支，中間多道側(cè)向約束的連續(xù)梁。除了承受土壓力、水壓力及路面荷載外，還承受主體結(jié)構(gòu)傳遞過來的豎向與水平力。

最后，地下連續(xù)墻在主體結(jié)構(gòu)建成若干年后，土壓力由主動土壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o止土壓力，而水位回復(fù)到常年水位，此時，地下連續(xù)墻需要滿足正常使用狀態(tài)撓度及裂縫的要求，并考慮各種活荷載增減所引起內(nèi)力的影響。

地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)一部分，除地下室外墻作用外，還充當(dāng)?shù)叵率覙菍恿喊逯ё苯影阎黧w荷載傳遞至地基，所以，地下連續(xù)墻需落于基礎(chǔ)持力層內(nèi)，其入巖深度［3］及持力層選擇有較高的要求，需結(jié)合地下連續(xù)墻整體穩(wěn)定、坑底抗隆起和抗傾覆等各項驗算，并滿足豎向承載力［2］要求。

2、“兩墻合一”節(jié)點設(shè)計

圖1　底板與連續(xù)墻連接節(jié)點

圖2　 樓層梁板與連續(xù)墻連接節(jié)點

地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的一部分，其布置方式有單一墻、復(fù)合墻和疊合墻3種［4］，一般采用疊合墻。疊合墻主要由地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻組成，兩者先后澆筑，靠結(jié)合面與兩者之間的抗剪構(gòu)造措施［5］連接，形成整體的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件。廣州某藝術(shù)博物館成功采用了兩墻合一的設(shè)計與施工，地下連續(xù)墻厚度800mm，內(nèi)襯墻厚度300mm，兩墻之間的構(gòu)造連接如圖1、2所示。在地下連續(xù)墻鋼筋綁扎時，預(yù)埋入胡須筋及12mm厚通長鋼板，采用預(yù)埋塑料泡沫包裹，與地下連續(xù)墻鋼筋籠集成一體，吊入連續(xù)墻槽，澆搗混凝土完成連續(xù)墻施工。待地下室開挖后，刨開塑料泡沫，露出胡須筋及鋼板，鑿毛連續(xù)墻面，在完成防水措施后綁扎內(nèi)襯墻鋼筋并完成混凝土澆搗，最終完成兩墻合一。

3、“兩墻合一”防水措施

地下連續(xù)墻“兩墻合一”既充當(dāng)?shù)叵率彝鈮Γ肿鳛橹黧w結(jié)構(gòu)承受豎向、水平荷載，其防水抗?jié)B要求嚴格。廣州某藝術(shù)博物館地下室多為藏品庫房、展廳等重要用房，需達到一級防水的要求。為保證連續(xù)墻與內(nèi)襯墻合二為一的防水效果，首先連續(xù)墻自身采用抗?jié)B混凝土并設(shè)置了鋼板止水帶，連續(xù)墻豎向接縫采用工字型鋼焊接連接，轉(zhuǎn)角及關(guān)鍵部位加強內(nèi)置型鋼；其次地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻之間噴涂自粘式防水材料，利用其獨特的滲透和自我修復(fù)能力，增加結(jié)構(gòu)的密實性來達到剛性防水抗?jié)B的目的，接著找平后又增加了合成高分子防水涂料。所有防水措施，在關(guān)鍵部位增加厚度或道數(shù)，以鞏固整體防水效果。

由于地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻之間存在防水層，使得兩墻連接變?nèi)酰瑢φw受力有一定影響。通過有限元分析，對800mm連續(xù)墻與300mm內(nèi)襯墻中間設(shè)置防水層與1100mm厚連續(xù)墻作比較，在水、土壓力作用下，混凝土應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力、墻體水平位移均增幅5%以內(nèi)，屬工程允許范圍，且設(shè)置防水層后，兩墻仍能共同受力，協(xié)同變形。另外，對比兩墻之間設(shè)置防水層與不設(shè)防水層施工縫的受力情況，知道設(shè)置防水層后，整體剛度略微降低，但減少了施工縫位置混凝土拉壓損傷，在滿足剛度情況下，反而有利。

結(jié)語：

地下連續(xù)墻“兩墻合一”使地下連續(xù)墻作為一種集擋土、止水、防滲和地下室外墻作用于一體的結(jié)構(gòu)形式具有十分顯著的技術(shù)和經(jīng)濟效益，逐漸被國內(nèi)越來越多工程所采用。本文主要從地下連續(xù)墻“兩墻合一”的內(nèi)力特性、節(jié)點設(shè)計以及防水措施等方面作了簡單的介紹，提出了一些相應(yīng)的做法，并應(yīng)用于實際工程，收到了不錯的成效，說明目前針對“兩墻合一”的技術(shù)措施是成功的。相信未來“兩墻合一”將得到更廣泛的應(yīng)用及發(fā)展。

［1］李旭濤.“兩墻合一”地下連續(xù)墻在工程中的應(yīng)用及常見問題分析［J］.建筑知識，2014.

［2］孫峰，徐楊青等.“兩墻合一”地下連續(xù)墻豎向承載力設(shè)計計算研究［J］.巖土工程學(xué)報，2014.

［3］翁其平，王衛(wèi)東等.超深圓形基坑逆作法“兩墻合一”地下連續(xù)墻設(shè)計［J］.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2010，5.

［4］王衛(wèi)東.地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2008，1.

［5］陳松，邢沛霖等.超深基坑地下連續(xù)墻作為主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法研究［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2012，9.