多方面的制约因素
受力机理及设计方法方面:基础研究不足 。 完全地连墙特别是井筒式地连墙基础的承载机制、基础-地基共同作用机理和受力规律尚未研究清楚 , 进而也就仍未形成较为成熟的设计计算方法和规范指导 。
【开拓地连墙基础新思路——桥梁地下连续墙基础发展与展望】施工技术方面:地连墙刚性接头特别是大深度刚性接头的设计施工关键技术仍未解决 。 超高垂直精度的成槽装备及控制技术的发展也较为缓慢 。
图7 地连墙液压双轮铣槽机
实践经验方面:工程应用少、经验积累不足 。
间接因素方面:建设者特别是设计师的主动意识不强 , 缺乏足够的创新勇气 , 单个项目、短期内投入产出不平衡 , 系统性研究的外部资源条件不充分 , 行业重视和支持力度不够等 。
关键问题及解决路径
1.试验研究及设计方法
对条壁式地连墙基础:有关学者对单壁式、“十、L”字复壁式地连墙基础开展了一定的试验研究和理论分析工作 , 取得了初步的成果 , 但多未得到重视和应用 。 试验研究主要集中于单片地连墙 , 且仍十分有限 , 对多壁式和复合条壁式地连墙基础尚缺乏足够的理论和试验研究 , 尚需开展大量深入的研究 。 对于泥浆护壁条件下墙身混凝土与土的接触面剪切特性、墙身摩阻力的发挥机理、地连墙不同于具有轴对称性质的圆形截面桩的几何形状对其施工(成墙)效应和承载特性的影响、复壁式地连墙的群墙效应等 , 有必要开展进一步的试验和理论研究工作 。 目前尚无针对性成熟的计算方法 。 可结合试验采用m法、p-y曲线法及能量法等进行设计计算 。 有关学者理论推导的受力及沉降等计算公式也可参考使用 。
对井筒式地连墙基础:有关学者对井筒式地连墙基础的受力机理、承载特性和计算方法开展了一定的现场试验、室内模型试验和理论研究 , 研究内容还延伸到地基负摩阻力、地震液化、结构动力性能等 , 取得了一定成果 , 但仍然十分有限 , 且缺乏足够的验证 。 现有试验研究工作表明:目前对井筒式地连墙基础的承载特性、墙体-地基共同作用、顶板的荷载承担状况、群墙效应、墙端土拱效应、地基抗力的分布及变化规律 , 还缺乏足够的认识和大量深入的研究 。 有学者利用各种理论 , 初步研究推导了地基在弹、塑性状态下 , 弹性和刚性井筒式地连墙基础内力与变位的计算公式和方法 , 但均需进一步完善和验证 。 目前尚没有形成较为成熟的设计计算方法 , 可初步采用经验性较强的4种地基弹簧模型、8种地基弹簧模型、桩基础法等近似方法进行计算 。 有关学者理论推导提出的竖向承载力、水平向承载力、沉降和基础内力的计算方法及公式也可参考使用 。
2.提高刚性接头的深度和刚度
从工艺上 , 接头箱接头、隔板式接头、H形或异形钢板均可施工形成刚性接头 。 从受力上 , 可分为钢筋搭接刚性接头和通过钢板端部阴阳锁扣(套管)或榫头形成的刚性接头 。 由于处于地下和泥浆中 , 且锁扣(榫头)间存在空隙 , 加上成槽垂直度、泥浆指标、沉渣厚度、钢筋笼制作等施工质量都会一定程度影响接头刚接性能 , 常规的成槽垂直度制约了传统刚性接头的深度一般在约30m以内 。 只有不断提升施工控制技术 , 从而不断提高成槽垂直度并研发优化接头构造 , 才能不断提高刚性接头的深度和刚度 , 从而提高井筒式地连墙的适应能力和范围 。 在桥梁上部结构中 , 不断发展成熟的钢-混结合技术为刚性接头的构造优化提供了思路 , 可将之尝试应用到地连墙这种地下结构 。 如可采用在以往H钢板接头基础上 , 在腹板焊接足够宽度的开孔板连接键形成刚性接头 。 这种构造能很好适应槽段垂直度偏差 , 并能保证墙段间的良好结合 。 在进一步提高施工精度和质量基础上 , 可推广应用到深度达50m或以上的地连墙 , 由此推进井筒式地连墙基础的技术进步和实践 。
3.反复修正、逐步应用
理论分析和试验研究均有其局限性 , 但不能因此而裹足不前 。 在现有已取得一定的研究成果和实践经验基础上 , 积极开展规模由小到大的典型代表性基础工程的设计和施工 , 并基于实际工程开展施工及运营期的测试和分析研究工作 , 修正之前的设计方法 , 进而指导下一个工程应用 。 同时随着工程应用的增多 , 施工精度和技术、设备保证能力也将大幅度提高 , 高品质地连墙的施工也将成为可能 。 如此反复得以促进技术进步 , 并逐步制订形成技术规范 , 使设计施工有章可循 。
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