[与主体结构相结合地下连续墙裂缝宽度计算的探讨] 地下连续墙出现裂缝

时间：2019-04-01 03:18:41　来源：雅意学习网本文已影响人

　　　　摘要：在计算裂缝宽度时可以计入计算截面以上部分自重的影响，按施工阶段最大弯矩计算裂缝宽度时应剔除规范公式中长期影响系数，在计算地下工程完工后最终工况的裂缝宽度时保护层厚度可以取为30mm，并比较以上二者裂缝宽度的最大值为裂缝控制依据。
　　关键词：地下连续墙；裂缝宽度计算；自重；长期影响；保护层厚度
　　Abstract: In the calculation of crack width, the influence of dead weight above the section part can be included. When calculate the crack width according to the maximum bending moment of construction stage, the long term influence coefficient in the standard formula shoukd be eliminated; when the crack width is calculated in the completion of the underground engineering, the thickness of covering layer can be 30mm. And the the crack control basis is the maximum in the comparison between the two kinds of cracks.
　　Key words: underground continuous wall; the calculation of crack width; dead weight; long-term influence; the thickness of covering layer
　　中图分类号：TU318文献标识码：A
　　
　　地下连续墙因其造价较高，在工程实践中，如能与地下主体结构相结合，则能最大限度地发挥其作用。目前，这类工程也越来越多。当地下连续墙与主体结构相结合时，其作为永久构件的一部分，相应要进行正常使用极限状态验算。一般裂缝宽度要满足国家混凝土结构设计规范[1]限值，广州建筑基坑支护技术规定[2]中规定，地下连续墙裂缝宽度在基坑外侧不应大于0.2mm，在基坑内侧不应大于0.3mm。有时裂缝宽度验算会成为截面配筋的控制性因素，进而影响地下连续墙配筋率。而配筋率的高低，是影响地下连续墙造价的一个重要指标。
　　但在裂缝宽度计算上还存在一些不同的看法。地下连续墙在施工阶段要经受一个最大弯矩，其不同于地下工程完工后的长期使用状况下的最终弯矩，一般施工阶段的最大弯矩要大于长期使用状况下的最终弯矩。一种看法认为，既然在施工阶段已经达到了最大弯矩，构件已然开裂，裂缝宽度就应该最大弯矩来计算。
　　兹就以下因素对地下连续墙裂缝宽度计算进行探讨，希望能抛砖引玉，以深化对该项计算的认识。
　　1. 理论分析
　　1.1 卸载裂缝闭合影响
　　施工阶段最大弯矩一般都发生在开挖到底或后面拆撑工况，一般不是最后的施工工况。到最后的施工阶段，地下结构梁板都已形成，地下连续墙所受弯矩较最大弯矩要有所减少。
　　鉴于目前对卸载阶段混凝土受弯构件荷载裂缝宽度变化的研究还是很少，参照东南大学蓝宗建[3]等人对部分预应力混凝土梁的研究，其所承受的荷载卸去一部分以后，原先已开展的裂缝又可以闭合起来，或变得很细微。蓝宗建[3]等人的试验表明，刚卸载时（弯矩-最大裂缝宽度）关系曲线为一段较短而且较陡的直线，随着荷载进一步降低，M在略低于消压弯矩之前，关系线转折为斜率平缓的直线。即在高于消压弯矩的荷载下，最大裂缝宽度一直呈减小状态。这里消压弯矩系指使梁的下边缘混凝土应力为零时所需施加的弯矩。在荷载高于消压弯矩状态下，部分预应力混凝土梁的受力变形性能大致相当于非预应力混凝土梁。
　　由此，地下连续墙在超过最大荷载工况后的后续工况，最大裂缝宽度可以部分回闭。
　　1.2 自重影响
　　在不承受竖向荷载的情况下，地下连续墙一般按纯弯构件计算裂缝宽度。不过地下连续墙自重还是很大的，地下连续墙计算截面以上的部分自重也应计入轴向压力。即地下连续墙可以按压弯构件来计算裂缝宽度。
　　由于有侧摩阻力的存在，地下连续墙自重不完全由下面截面承担。不过在最大弯矩工况时，基坑一般已开挖至计算截面，只存在单侧的侧摩阻力。可根据地下连续墙侧摩擦系数大小情况来对计算截面以上自重进行折减。
　　1.3 长期影响
　　根据混凝土设计规范[1]，裂缝宽度计算公式为：
　　
　　其中包含考虑长期影响的扩大系数ct [4]，其表示在荷载的长期作用下，拉区混凝土的应力松弛和收缩、滑移的徐变等因素增大了缝宽的系数，试验结果为ct=1.5。一般在施工阶段每工况持续时间由几天到几周不等，可大致相当于一个短暂状况的持续时间。可将计算公式中的长期影响扩大系数ct剔除。而对地下工程完成后的最终工况，可按规范公式[1]进行考虑长期影响的正常使用极限状态裂缝宽度计算。
　　1.4 保护层厚度影响
　　北京地方基坑规程[5]规定地下连续墙保护层厚度不宜小于50mm，其他地方规程和国家基坑支护行业标准[6] 一般都规定地下连续墙净保护层厚度不宜小于70mm。
　　由混凝土规范[1]裂缝宽度计算公式，裂缝宽度与保护层厚度c成正比。而上海轨道交通设计规范[7]规定，在计算裂缝宽度时，当保护层厚度超过30mm时，可取30mm。国家混凝土结构耐久性设计规范[8]规定：对裂缝宽度无特殊外观要求的，当保护层设计厚度超过30mm时，可将厚度取为30mm计算裂缝的最大宽度。这相当于从另一个方向降低了裂宽的计算值。
　　2. 工程实例分析
　　2.1 工程概况
　　武汉某工程，场地地层主要由第四系全新统人工填土（Q4ml）、湖积淤泥（Q4l）、第四系上更新统冲积粉质黏土、粉质黏土夹粉砂、粉细砂（Q3al）、冲洪积卵石（Q3al+pl）、三叠系下统大冶群泥灰岩（T1）及二叠系上统中风化石灰岩（P2）等构成。表层填土和粉细砂和卵石层为含水层，其余为隔水层或微透水的过渡性土层，据含水层的性质可分为上层滞水和承压水两种类型。其中上层滞水主要赋存于表层杂填土层中，其水位、水量随季节变化，无统一水位。承压水主要赋存于下部粉细砂和卵石层中，场区内共有2层承压水，分别赋存于第（4）层粉细砂土层以及第（6）层卵石土层、第（7）层粉细砂土层中，其中对拟建建筑物基坑开挖有影响的为赋存于第（4）层粉细砂土层中的承压水，勘察期间为丰水期，其稳定水位埋深为5.00-12.30m。
　　主体结构为地上8层、地下2层框架剪力墙结构，地下一、二层高度约为7.5m左右，采用2m厚平板式筏板基础。基坑深约17.2m。由于周边环境对位移限制严格，围护结构采用1m厚地下连续墙+3道混凝土内支撑体系。地下连续墙与主体结构相结合，按永久构件考虑。
　　基坑围护结构变形计算采用国家基坑规程推荐的竖向弹性地基梁法进行，土的C、φ等参数指标按地质报告中的推荐值采用，围护结构的变形、内力及各项稳定性验算采用水土分算的原则进行，施工阶段取用主动压力，使用阶段取用静止土压力。

推荐访问:相结合裂缝宽度主体

[与主体结构相结合地下连续墙裂缝宽度计算的探讨] 地下连续墙出现裂缝

最新文章

热门文章