水运发展的支撑硬件是码头和航道。码头作为船舶停靠点以及各种货物的装卸点, 在水运中扮演着重要的角色。加强码头建设,能有效地提升我国的水运水平。
近年来,随着码头工程建设规模的不断扩大以及老旧港口的扩建改造,码头工程 建设不可避免地遇到了地质条件复杂、工程用地狭小及施工空间受限等问题。探讨地 基条件适用性好、结构尺寸小、施工简便、施工用地少的码头结构型式成为工程界所 面临的任务或现在所需研究的课题,而地下连续墙结构型式在岸壁码头中的应用是一 个值得考虑的方向。
地下连续墙技术起源地是欧洲,它在 1950 年推出并首次应用,1958 年引入我国 并用于青岛月子口水库的建造。经过几十年的改进,地下连续墙技术日渐成熟,施工 质量有了较大提高。地下连续墙具有刚度大、强度高、整体性强和抗渗性高等特点, 可用作防渗、承重、挡土结构,能够作为临时施工设施,也可以成为永久性结构。地 下连续墙还具有可实现地面施工和施工对周边环境影响小的有点,若将其用于新建码 头工程或码头改造工程,能消除因航道通航宽度和堤防位置的限制而导致码头建设空 间狭小的不利因素,可实现岸壁码头的快速建设,节约工程投资。尽管地下连续墙已 广泛应用于基坑支护、防渗工程以及基础工程等,但其在码头工程中应用的案例较少, 一般用作拉锚式板桩码头的板桩墙,而少见将其单独用作岸壁码头挡土承重结构的案 例。已有的关于地下连续墙受力变形的研究多针对用于有内支撑的基坑支护结构的情况,对于用作码头岸壁结构而墙前无支撑、墙后无法设置锚杆、自由悬臂段高度大的 地下连续墙挡土承重结构的受力变形的研究较少,限制了其在码头工程中的应用。因 此,开展地下连续墙挡土承重结构的研究,分析总结不同截面形式的地下连续墙挡土 结构的受力变形特点,对于应用地下连续墙结构解决复杂建设条件下岸壁码头设计、 施工所遇到的困难具有一定的工程意义。
1.2 地下连续墙简介
1.2.1 地下连续墙的特点
地下连续墙的施工方法有密排桩成墙和开槽成墙两大类。密排桩成墙是在造墙处 成排地、相互衔接地建造就地灌注桩,进而连接成地下连续墙。开槽成墙是在造墙处 先开挖一个或几个槽段,再进行墙身施工,互连成墙[1]。欧美国家称之为“混凝土地 下墙”或“泥浆墙”;日本称之为“地下连续壁”、“连续地中壁”或“地中连续壁”。 开槽成墙有现浇混凝土成墙和预制墙板安放成墙的两种施工方法。
地下连续墙具有如下优点[2]:
(1)采用开槽机械进行施工,无需支模,施工速度快,对周边环境及相邻工程 影响较小。
(2)适用多种工程地质条件和施工现场条件,从软弱土层到硬质岩层均可采用。
(3)采用钢筋混凝土或素混凝土浇筑而成,墙体刚度大,变形较小。
(4)功能和用途广泛。既可用作临时性支护工程,也可作为永久性结构物;既 可作为挡土承重结构,又可作为防渗结构;既可作为码头、岸壁、闸墙、坞墙等外露 结构,又可作为锚碇墙、承重墙、防渗墙等全埋入式结构。
(5)地表施工成墙,避免采用挖入式港池的码头工程和部分船闸船坞工程的岸 壁建设时的大开挖和墙后回填,节省人力物力。
(6)用作基坑支护,可采用逆作法施工,使建筑物上部结构和地下基础结构施 工平行立体工作,加快施工速度,缩短工期。
地下连续墙也有其不足之处,主要是: