地下連續墻“兩墻合一”設計問題探討

楊文旻

【摘要】本文主要探討地下連續墻“兩墻合一”的相關設計問題。包括“兩墻合一”的受力特性、節點設計以及防水措施。引入實際工程應用情況，說明其應用的合理性。為地下連續墻“兩墻合一”的推廣及應用提供參考。

【關鍵詞】地下連續墻； 兩墻合一； 受力特性； 節點設計； 防水措施

地下連續墻用于基礎埋深大、地質條件差、水位高、場地周邊建筑較貼等地下工程施工情況，有著明顯的優勢。目前地下連續墻主要充當施工期間的臨時支護，當地下施工完成并回填后就退出舞臺，后期建筑結構使用過程中不再考慮地下連續墻的作用，造成一定浪費。地下連續墻兼做主體結構參與正常使用階段的結構受力，有著重大的意義。實現地下連續墻兼做主體結構，引出了“兩墻合一”的概念。“兩墻合一”即在地下施工階段地下連續墻作為圍護支擋結構，地下施工完成后，開始充當地下室外墻，通過設置與地下主體結構梁板的有效連接，成為主體結構的一部分，在正常使用階段參與主體結構受力。隨著地下連續墻作為主體結構的應用，實際工程對“兩墻合一”的設計、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墻“兩墻合一”設計方面的問題。

1、“兩墻合一”受力特性

地下連續墻作為主體結構的一部分，其荷載及受力特性隨各個階段而不同。

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

其次，地下連續墻在主體結構竣工后，其主要功能在于充當地下室外墻，同時作為地下室樓層梁板的邊支座，起到一定的豎向構件[2]作用。此時連續墻主要承受土壓力、水壓力以及主體結構的豎向、水平荷載產生的內力。連續墻可近似為下端固支，上端鉸支，中間多道側向約束的連續梁。除了承受土壓力、水壓力及路面荷載外，還承受主體結構傳遞過來的豎向與水平力。

最后，地下連續墻在主體結構建成若干年后，土壓力由主動土壓力轉變為靜止土壓力，而水位回復到常年水位，此時，地下連續墻需要滿足正常使用狀態撓度及裂縫的要求，并考慮各種活荷載增減所引起內力的影響。

地下連續墻作為主體結構一部分，除地下室外墻作用外，還充當地下室樓層梁板支座，直接把主體荷載傳遞至地基，所以，地下連續墻需落于基礎持力層內，其入巖深度[3]及持力層選擇有較高的要求，需結合地下連續墻整體穩定、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”節點設計

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

地下連續墻“兩墻合一”既充當地下室外墻，又作為主體結構承受豎向、水平荷載，其防水抗滲要求嚴格。廣州某藝術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。為保證連續墻與內襯墻合二為一的防水效果，首先連續墻自身采用抗滲混凝土并設置了鋼板止水帶，連續墻豎向接縫采用工字型鋼焊接連接，轉角及關鍵部位加強內置型鋼；其次地下連續墻與內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能力，增加結構的密實性來達到剛性防水抗滲的目的，接著找平后又增加了合成高分子防水涂料。所有防水措施，在關鍵部位增加厚度或道數，以鞏固整體防水效果。

由于地下連續墻與內襯墻之間存在防水層，使得兩墻連接變弱，對整體受力有一定影響。通過有限元分析，對800mm連續墻與300mm內襯墻中間設置防水層與1100mm厚連續墻作比較，在水、土壓力作用下，混凝土應力、鋼筋應力、墻體水平位移均增幅5%以內，屬工程允許范圍，且設置防水層后，兩墻仍能共同受力，協同變形。另外，對比兩墻之間設置防水層與不設防水層施工縫的受力情況，知道設置防水層后，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。

結語：

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

參考文獻：

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

[2]孫峰，徐楊青等.“兩墻合一”地下連續墻豎向承載力設計計算研究[J].巖土工程學報，2014.

[3]翁其平，王衛東等.超深圓形基坑逆作法“兩墻合一”地下連續墻設計[J].建筑結構學報，2010，5.

[4]王衛東.地下連續墻作為主體結構的設計[J].建筑結構，2008，1.

[5]陳松，邢沛霖等.超深基坑地下連續墻作為主體結構的設計方法研究[J].建筑結構，2012，9.