循环水泵房地下连续墙结构设计策略研究

东方电气(成都)工程设计咨询有限公司 四川 成都 611731

1 引言

循环水泵房通常采用半地下式结构,上部采用钢筋混凝土(或刚结构)框架结构,下部采用钢筋混凝土箱型结构,在地质条件不太好的地区,可采用地下连续墙、沉井等施工工艺以满足要求。

2 地下连续墙类型及适用范围

地下连续墙按其成墙方式分为:排桩式、壁板式和组合式;按挖槽方式可分为:抓斗式、冲击式和回转式;按墙的用途可分为:挡土墙、用作主体结构的一部分兼做临时挡土墙的连续墙,用作多边形基础兼做墙体的地下连续墙。

地下连续墙用途非常广泛,主要用作建筑物地下室、地下街道、地下停车场,市政沟道及涵洞,盾构工程的竖井,污水处理厂,水厂,水泵房,防渗墙,挡土墙,干船坞,地下油库,各种结构物基础等。

地下连续墙的主要优点:

1．施工时振动小,噪声低,工期短,经济效果好。

2．墙体刚度大,地下连续墙可构筑厚度40～120cm的钢筋混凝土墙,墙体刚度大于一般挡土墙,能承受较大的土压力,在开挖基坑时,不会产生地基的沉降或塌方。

3．防渗性能好。

4．对周边地基无扰动。

5．适用于多种地基,从软弱的冲积层到中硬的地层,密实的砂卵石、软质岩石、硬质岩石等所有的地基施工。

3 地下连续墙结构计算方法

地下连续墙的内力与变形计算,其合理模型是考虑结构－土－支点三者共同作用的空间分析,可采用单位宽度的平面问题计算。当嵌固深度合理,具有试验数据或当地经验确定弹性支点刚度时,用弹性支点法确定地下连续墙的内力及变形较为合理。

3．1 地下连续墙的计算:

(1)荷载为外侧水平荷载的标准值

(4)支点的水平刚度系数

(5)土的水平抗力系数的比例系数m

开挖面以下土的水平抗力系数的比例系数m应根据单桩水平荷载试验结果按下式计算

当无试验或缺少当地经验时,第i层水平抗力系数的比例系数mi可按下列经验公式计算

3．2 地下连续墙内力计算:

4 实例分析

国内某发电厂的总装机容量为4x30MW,将分两个阶段进行建设。一期循环水泵房位于珠江沿岸,距海岸70m,规划面积为25mX36m,泵房顶部为结构的帧。泵房地下室开挖深度为13m,周围地下室墙采用连续地下墙结构(槽型截面),墙体厚度深度为800mm,总壁深为19．0m,桩腿进入高度为21．5m。膜片地下壁的内力是使用弹性支点法计算的。计算结果和测量结果如图4－1．

图4－1 开挖至各高程时墙体体弯矩分布图

从图中可以看出,1)每次开挖后,通过弹性支点法计算出的最大弯矩值接近于实测值,计算值安全。2)弹性支点法弯矩的变化规律与实测值比较接近,最大弯矩值的位置位于开挖面的下方。

5 结语

地下连续墙是一项经过半个多世纪以来不断实践、改进的一项相当成熟的施工方法。它源起于水电行业的防渗墙用途,现已广泛应用于城市建设中的深基坑防渗支护、地下构筑物和建物基础等领域。

地下连续墙的发展已不再是简单的防渗、支护等单一功能,而是朝着集承重(永久建筑的一部分)、档土和防渗三位一体的“三合一”地下连续墙方向发展。而且,地下连续墙是一种非常适合进行“逆做法”施工的一种结构。