悬索桥地下连续墙锚碇基础技术新进展

地下连续墙作为悬索桥锚碇基础的重要围护结构,最早出现在1980年代的日本,刚度大、占地少、施工速度快、防渗性能好、经济效益高等优点使其得到广泛应用。我国自虎门大桥引进并采用地下连续墙作为锚碇围护结构以来,多座越江跨海跨悬索桥采用了地下连续墙围护结构,如阳逻长江大桥的圆形地下连续墙、润扬大桥的矩形地下连续墙、南京长江四桥的八字形地下连续墙、深中通道海中八字形地下连续墙等。随着施工装备及工艺的进步,探讨地下连续墙作为基础的永久受力结构的报道越来越多,日本青森大桥将地下连续墙作为索塔基础使用,虎门二桥坭洲水道桥、棋盘洲长江大桥、清云西江特大桥和深中通道等都在探索地下连续墙作为永久结构的一部分参与锚碇基础的受力,正处在施工过程中的土耳其恰纳卡莱大桥采用地下连续墙作为壁板桩参与锚碇基础的永久受力。正在进行前期研究的广州市莲花山过江通道,桥梁方案之一为主跨2 100m的双向12车道悬索桥,锚碇基础的埋置深度与尺寸规模的降低,对工程具有重要意义,采用地下连续墙参与永久结构受力也是重要的研究方向之一。     

G3铜陵长江公铁大桥江北侧锚碇复合型地下连续墙设计

G3铜陵长江公铁大桥主桥为主跨988 m的斜拉-悬索协作体系桥。江北侧锚碇设计时对沉井基础和地下连续墙基础进行比选,综合考虑开挖范围、工程造价、施工工期等,最终采用基底深置的地下连续墙基础,以下伏基岩弱胶结泥质砂岩作为基础持力层,基础高49.5 m,地下连续墙墙底嵌入中等胶结泥质砂岩,地下连续墙高55.5 m。为减小锚碇基础的开挖量,采用大悬臂外挑锚块结构结合CFG桩复合地基加固技术的新型复合型地下连续墙基础,地下连续墙基础直径缩小至60 m,节省了工程造价。锚碇基础施工中基坑分层开挖,同时进行内衬砌施工。采用PLAIXS 3D软件对锚碇施工阶段及运营阶段进行有限元模拟分析,基坑开挖时地下连续墙结构受力安全,锚碇基础地基承载力、地基沉降结果均满足规范要求。     

嵌入软岩的地下连续墙锚碇基础承载特性研究

传统的重力式锚碇基础设计不考虑围护结构对基础承载力的贡献,而地下连续墙作为围护结构由于自身的结构特性,会在锚碇基础的承载时发挥一定作用。针对虎门二桥东锚碇基础,采用有限元方法分析了施加缆力前后锚碇基础的承载特性,并对地下连续墙在锚碇基础中荷载分担比和锚碇最大水平位移的影响因素进行了研究。结果表明,缆力的施加导致锚碇基础的水平剪力和弯矩均迅速增大并重新分布,地下连续墙始终承担了一定比例的荷载;施加缆力后,锚碇基础和地下连续墙的内力的峰值点或拐点均位于强风化软岩层与中风化软岩层分界面处,地下连续墙嵌入中风化软岩层的部分发挥了较大承载作用;地下连续墙的墙厚对地下连续墙在锚碇基础中的内力比影响最大;岩层弹性模量和地下连续墙的嵌岩深度对锚碇最大水平位移控制作用影响大。     

悬索桥地下连续墙—锚碇复合基础协同承载特征分析

传统的重力式锚碇设计方法不考虑围护结构对基础承载力的贡献,随着施工技术与质量的进步,发挥地连墙围护结构承载力贡献的新型复合基础成为新的研究方向。以虎门二桥工程锚碇基础为背景采用有限元软件模拟了锚碇基础的建造过程,分析了缆力施加前后地下连续墙-锚碇的受力与位移变化,验证了地下连续墙-锚碇复合基础协同承载假定。研究表明:地下连续墙的抗剪强度、地下连续墙与周围土体的摩阻力对锚碇基础水平向抗滑移承载力均有贡献;采用地下连续墙作为基坑围护结构的大跨悬索桥锚碇基坑设计可考虑地下连续墙-锚碇基础的协同承载特性。     

黄土地区大跨径桥梁地下连续墙和箱形基础应用研究的思路和技术路线

分析了国内外地下连续墙和箱形基础的研究现状,阐述了地下连续墙和箱形基础应用于黄土地区大跨径桥梁基础的优越性,对地下连续墙和箱形基础的设计计算方法进行了简要评价。基于黄土地区桥梁基础的工程地质环境,确立了项目研究解决的关键问题和主要研究内容,提出了黄土地区大跨径桥梁地下连续墙和箱形基础应用研究的思路和技术路线。     

超深异型地下连续墙成槽施工关键技术研究

张靖皋长江大桥南航道桥跨度2 300 m,为世界最大跨径悬索桥，南锚碇采用了支护转结构复合地下连续墙基础，对地下连续墙施工质量提出了更高的要求，且存在超深异型槽段，成槽施工质量控制难度大。以南锚碇地下连续墙基础为依托，开展现场工艺试验，从槽壁稳定性控制、成槽施工工艺以及成槽质量控制3个方面系统研究了超深异型地下连续墙成槽施工关键技术，结果表明：采用水泥土搅拌桩以及加强施工过程中的泥浆管理，可以保证超深异型地下连续墙槽壁稳定性；相比于纯铣工艺，抓铣结合施工工艺有利于泥浆指标控制，可以降低清孔换浆时间，更加节能环保，主体工程施工时可将抓铣结合施工工艺推广至其他形状槽段施工；采用加长型孔口导向架可以防止异型槽段成槽时孔型发生扭转，应用勤测勤纠技术实现了超深地下连续墙高精度成槽，高于工程控制要求(1/800),保证了十字型槽段钢箱的顺利下放；采用更具备科学依据的贯入式沉渣厚度检测仪可以对沉渣厚度进行准确检测，从而控制沉渣厚度，保证地下连续墙承载力。     

地下连续墙基础在刚架拱桥优化设计中的应用

结合工程实例对位于黄土地区主跨50 m的刚架拱桥进行了优化设计,在对上部结构优化的同时对下部基础采用桩基础方案和地下连续墙方案进行了对比,分析了采用地下连续墙基础的合理性,并开创性地将地下连续墙成功用于刚架拱桥基础,为地下连续墙在桥梁基础中的应用积累了宝贵经验。     

地下连续墙在桥梁基础工程上的应用

简要介绍了地下连续墙在桥梁基础工程中的应用和发展，以及一般构造、设计和施工，并列举了若干大型桥梁工程采用地下连续墙技术的实例。     

Mindlin应力解计算地下连续墙的沉降

以Mindlin应力方程为基础,对地下连续墙侧面进行单元划分,推导出地下连续墙侧摩擦力在土体中引起的附加应力公式;对于长宽比较大的地下连续墙,墙端荷载按平面应变问题分析考虑,推导出地下连续墙墙端荷载在土体中引起的的附加应力公式,根据所求得的附加应力,采用分层总和法求解地下连续墙的沉降。     

黄土地区拱桥桥台人工开挖地下连续墙基础

提出适合黄土地区拱桥桥台新型基础形式－人工开挖地下连续墙，介绍了该基础的结构特点，承载力和刚度的计算方式。通过拱桥实例计算分析和方案比较，显示人工开挖地下连续墙的优势，以代替通常采用的组合式桥台桩基础。     

棋盘洲长江公路大桥南锚碇地下连续墙设计

棋盘洲长江公路大桥主桥为主跨1 038m的单跨钢箱梁悬索桥。该桥南锚碇采用内径61m、壁厚1.5m的圆形地下连续墙基础,地下连续墙嵌入中风化岩层至标高-50.5~-41m,总深度58~67.5m。在地下连续墙内侧设置1.0~2.5m厚的钢筋混凝土内衬,锚碇基础封底底板厚6m、顶板厚7~15m,锚碇后锚块区域与地下连续墙基础顶板连为一体。沿地下连续墙底部设置灌浆帷幕;布置6个孔径为600mm的降水管井进行坑内降水、排水。结合项目建设条件对该地下连续墙基础进行强度、稳定、地基承载力及墙底岩石劈裂验算,结果均满足规范要求。目前该地下连续墙基坑已开挖至设计标高并完成首层封底。     

莫桑比克马普托大桥锚碇基础方案比选

莫桑比克马普托（M aputo ）大桥主桥为单跨680 m悬索桥,为确定马普托大桥锚碇基础方案,依据大桥桥位处的地质和水文情况,以及重力式锚碇的结构受力特点,针对锚碇基础基底持力层选择、施工工艺的适用性、技术可行性、经济性、合理性,分别对沉井基础和地下连续墙基础进行研究。研究结果表明：采用地下连续墙基础,施工期间可以避免由于地质情况变化带来的风险,如翻砂、突涌等;可以严格控制锚碇基础施工过程中对周围土体造成的沉降,最大限度地减少对周围铁路正常运营的影响。在确定地下连续墙基础形式后,针对施工过程中的突涌问题,对深地下连续墙和浅地下连续墙＋灌浆帷幕＋深井抽排水降低水头方案进行研究。研究结果表明：采用深地下连续墙基础,投入设备相对单一,施工工艺、工序简单,施工工效相对较高,施工工期较短,工期可控,应为马普托大桥合理的锚碇基础方案。     

珠江黄埔大桥锚碇基础地下连续墙施工技术

珠江黄埔大桥南汊悬索桥北锚碇位于珠江中心岛上,其基础设计采用圆形地下连续墙方案。地下水位受潮汐影响,对地下连续墙施工影响较大,如何优化各施工环节、控制成槽质量是施工成功的关键。介绍黄埔大桥锚碇基础地下连续墙施工技术。     

竖向承载地下连续墙的沉降计算

研究了模型试验中四种不同截面形状的地下连续墙在竖向受荷时墙顶的沉降特性,推导出一字形墙的沉降计算公式,提出了采用沉降增大系数计算异型地下连续墙基础沉降的方法。     

日本明石海峡悬桥西端锚碇基础的施工

中跨为１９９０Ｍ的日本明石海峡大桥，不久将成为世界上跨径最大的悬索桥。文中着重介绍刚刚完工的巨型西端锚碇（１Ａ号）基础的施工；该锚碇采用直径为８５Ｍ，深７５．５Ｍ的大型圆柱基础，采用厚２．２的地下混凝土连续墙施工，综合应用了水下不离析混凝土，低发热水泥，碾压混凝土，大型钻机及施工监测等多种新技术。     

地下连续墙基础在桥梁工程上的应用

以日本的青森大桥、本四联络线——阪出线北浦港桥、白鸟大桥、明石海峡大桥等桥为例，简要介绍了地下连续墙基础在桥梁工程上的应用情况。     

基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中，地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大，均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题，探索施工过程中结构的受力规律，以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景，采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律，计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况，探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用，有效限制了地下连续墙的变形； 2）差异沉降随施工进行逐渐增大，在开挖底层土体时达到最大值，此为最不利工况，应及时进行封底； 3）在桩长和桩径参数相同的情况下，与等直径桩相比，采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

锚碇基坑地下连续墙围护结构作永久受力结构的应用研究

随着地下建设空间的进一步利用，地下连续墙应用范围不断向下拓展。目前，地下连续墙已经作为永久受力结构应用于建、构筑物主体结构中。基于上海远方相关地下连续墙锚碇基坑实践，对地下连续墙作永久受力结构的应用进行探讨，并针对框架式地下连续墙、桩-墙咬合式地下连续墙、圆形地下连续墙施工关键技术进行阐述。结果表明，作永久受力了的地下连续墙结构通常较为特殊，部分为特殊结构形式，部分包含特殊接头形式，在目前的施工技术下是可以实现地下连续墙作永久受力结构的。用集约高效，推进城市功能复合。创建“就近职住、 功能复合”的现代城市，在规划及设计中进行街道一体化设计。     

地下连续墙接头形式及其在上海四号线修复工程中的应用

针对目前国内常用的地下连续墙接头形式及国外新型地下连续墙NS BOX钢制地下连续墙工法作了介绍。结合上海轨道交通四号线修复工程,介绍了该工程中地下连续墙接头的施工难点、地下连续墙接头比选过程以及相应的技术保证措施,通过对该工程的实际应用以及检验,证明了采用十字钢板接头形式在软土地区超深地下连续墙施工中的可行性。     

富水圆砾地层超深地下连续墙参数优化及施工控制技术研究

依托昆明轨道交通火车北站深大基坑的工程实例,运用理正深基坑软件模拟基坑开挖和回筑全过程,计算深大基坑地下连续墙的内力、位移,对富水圆砾地层深大基坑地下连续墙的变形规律进行研究,并对地下连续墙的结构参数进行优化比选。分析研究得出:对于富水圆砾地层采用分层开挖方法及内支撑体系,其深度达到35.0 m的深大基坑,地下连续墙嵌入深度建议值为35.0 m,厚度建议值为1.5 m,并满足整体稳定性、抗倾覆、抗隆起、抗管涌验算要求。同时,针对性地提出了富水圆砾地层地下连续墙施工控制技术。