两墙合一地下连续墙在大型水池中应用
摘要：本文对两墙合一地下连续墙的方案比较、设计与施工进行了论述，并结合工程实例阐述了两墙合一地下连续墙的设计与施工方法。

关键词：地下连续墙；两墙合一；逆作法
一、两墙合一地下连续墙简介
两墙合一地下连续墙，即地下连续墙与主体结构（地下室或地下水池池壁等）连成一个整体。

地下连续墙用抗剪键将连续墙和主体结构连接起来，使之在结合部位能够传递剪力。

两墙合一，节省主体结构的工程量，经济性好，配合逆作法，可缩短工期。

在特定条件下，如大型地下构筑物，根据地质条件，嵌岩式地下连续墙可兼作止水帷幕，即三合一地下连续墙。

本文所举层流水泵站地下部分即为嵌岩式三合一地下连续墙，具体情况如下：
日钢某热轧水处理层流水泵站地下部分长34m，宽25m （内壁尺寸），深13.5m其中?－4.500为水泵设备层，?－10.500设结构支撑梁系。

地下连续墙厚800mm，和墙体结合水池内衬池壁厚400mm，两者用抗剪钢筋连接。

二、设计条件和方案选型
设计条件
本工程地质条件复杂，地下水位高，且和海水连通，周边有建构筑物。

中风化岩的顶面深度约－21.00～-22.00m。

基本地质条件如下：表层以下3m为杂填土；3m～10m为中砂；11m～13m为中等压缩强度的粉质粘土；13m～19m为中砂或粗砂；19～20m为强风化片麻岩；其下为中风化片麻岩。

方案比较
层流泵站地下部分为方形水池，深约－13.5m，需要解决以下几个问题：
基坑开挖的降水和围护支挡；
施工和使用阶段结构的抗浮；
施工期间尽可能减小对周边建构筑物的影响；
结合层流泵站的结构形式和现有地质条件，地下部分考虑以下几种方案：
基坑开挖采用大开挖结合井点降水。

地下水池采用常规水池，侧壁设扶壁柱和水平横梁，和结构支撑共同抵抗侧壁土和地下水的压力。

基坑围护结构采用双排钻孔灌注排桩＋深层搅拌桩止
水帷幕（或旋喷桩止水帷幕）。

施工阶段双排桩设临时支撑，共同抵抗侧向土和水压力。

基坑围护结构采用嵌岩式两墙合一地下连续墙，连续墙
钢筋笼内置注浆管，施工完毕后，根据实际情况进行后注浆。

水池池壁和地下连续墙两墙合一，兼做止水帷幕。

以上方案中，第一种方案实施难度很大。

由于地下砂层很厚，渗透性强，地下水位基本在－1.00左右，井点降水最多降到-9.00m。

周边有建构筑物，大开挖没有分级放坡的条件。

第二种方案采用双排桩作为围护结构，基坑变形大，临时支撑设置复杂。

止水帷幕施工难度大，而且工期和成本增加很多。

设计采用第三种方案，地下连续墙厚800mm，进入中风化岩，槽段长6000mm。

配合轻型井点降水，保持施工期间地下水位在－7.00左右。

实际施工后开挖效果很好，除地下连续墙个别接缝部分渗漏，基坑基本没有渗漏。

三、地下连续墙设计
地下连续墙设计
主动土压力的计算可分为水土合算和水土分算两种计
算方法。

目前各规范、规程的相关规定存在差异。

水压力采用静止水压力，本工程采用水土合算方法，结合地质报告和相关资料，偏于安全合算压力系数按照0.45取值。

地下连续墙设计采用800mm厚，相连水池内壁厚
400mm，地下连续墙进入中风化岩200mm以上，平均深度21m～22m。

地下连续墙常规槽段长6000mm，转角采用连续
槽段。

地下连续墙槽段之间采用刚性连接。

地下部分整体建模，采用SAP2000计算。

槽段之间仅传递剪力，不传递弯矩。

全部侧向土压力和水压力由地下连续墙承担。

400mm厚内衬池壁作为接缝处挡水和安全储备。

两墙合一地下连续墙、水池－4.500结构层、－10.500支撑梁系共同抵抗侧向水平力，该状态即为正常使用状态结构计算模型。

2．竖向及水平支撑设计
结合上部结构立柱和逆作法施工需要，地下部分竖向支承系统采用钢立柱插入桩基形式。

钢立柱在基坑逆作法实施阶段，承受已浇注的结构自重和施工超载；施工结束后，与水池底板连成一体，作为结构的一部分。

，钢立柱采用角钢组合的格构式钢柱。

逆作法施工完成后，逐层在钢立柱外围浇注外包混凝土。

水平支撑系统采用钢筋混凝土梁，和地下水池内衬池壁、钢立柱连在一起。

内衬和梁同时浇注。

梁钢筋部分穿过格构式钢柱间隙，部分紧贴格构式钢柱。

3．抗浮设计
抗浮计算按照施工阶段、正常使用阶段计算。

正常使用阶段考虑上部结构的恒载，按照正常地下水位计算。

施工阶段按照最不利工况计算，即水池逆作至底部，底板混凝土浇筑完成时。

施工阶段结构自重小，设计要求施工阶段地下水位降至－7.00以下。

4．构造处理
两墙合一地下连续墙细部构造处理很多，主要是接头处理和防渗措施。

地下连续墙接头及防渗
地下连续墙槽段接头采用H型钢接头。

拼接钢板先与槽段钢筋焊接，后续槽段可设置接头钢筋深入到接头的拼接钢板区。

该接头不存在无筋区，形成的地下连续墙整体性好，先后浇注的混凝土由型钢隔开，加长了地下水渗透的路径，止水性能良好。

水池底板封底混凝土厚1400mm，底板和地下连续墙连接处设置遇水膨胀止水条，起到很好的抗渗作用。

内衬池壁和地下连续墙的连接
地下连续墙内侧预埋钢筋，施工内衬池壁时将预埋钢筋凿出，弯直后埋入内衬池壁。

埋入钢筋宜为圆钢，直径12～16mm，直径太小抗剪能力差，太大容易掰断。

四、两墙合一地下连续墙施工
1．逆作法施工顺序
地下连续墙和钢立柱（包括桩基）施工完成，混凝土强度达到要求后，可进行逆作法施工。

地下水池逆作施工主要步骤如下：
基坑开挖前先凿除地下连续墙顶部浮浆，施工顶部冠梁。

采用中心岛方法分层开挖，每层层厚约2～3m，视土层情况调整。

每开挖一层逆作内衬，待内衬强度达到80％后进行下一工序的开挖。

开挖过程中应进行场地排水，坑内、外采取必要的降水措施。

开挖至－4.500m结构层，施工和支承钢立柱相连的主梁，预留次梁和平台板插筋。

浇筑混凝土前预留下一段内衬灌浆孔。

继续开挖，逆作内衬，施工至－10.500m标高处，施工该层水平支撑梁。

开挖至基坑底部－13.500m标高，迅速浇灌封底混凝土垫层，凿出支承桩桩头，施工底板。

顺作结构立柱至－4.500m结构层，格构式钢立柱用混凝土包裹。

施工预留的次梁、板及相关埋件、开孔等。

2．渗漏处理
地下连续墙出现渗漏时，可将渗漏点周围的泥浆和杂物清理干净，用清水冲洗干净，在接缝表面两侧凿毛，用封缝材料封堵。

封堵完成达到一定强度后，用堵漏剂进行压力注浆。

结束语
两墙合一地下连续墙把支护体系和结构本体结合在一起，配合逆作法，可降低工程造价，缩短工期。

同时对地下连续墙的施工质量提出了更高的要求，节点处理和抗渗处理
特别重要。

在特定地质条件下，嵌岩式地下连续墙配合后注浆可兼作止水帷幕，取得更好的经济效益。

参考文献：
（1）王卫东王建华《深基坑支护结构与主体结构相结合的设计、分析与实例》北京：中国建筑工业出版社2007 （2）张加俭马丹“地下连续墙的设计与施工”长春工程学院学报（自然科学版）2002年第3卷第4期（3）黄辉“地下连续墙接头形式及其渗漏的防治措施”施工技术2004年10月第33卷第10期。