地下连续墙GXJ橡胶止水带接头箱变形控制

 杨流，应卓清，杨建刚，朱学银

 (上海隧道工程有限公司，上海200032)

摘要：从(GXJ接头箱起重吊装受力、地下连续墙混凝土浇筑侧压力作用、接头箱千斤顶侧向剥离时止水带与接头箱共同变形等，对GXJ接头箱变形规律进行分析研究，探讨接头箱变形控制标准。结合1.2 m GXJ接头箱工程应用实例，进行T-斤顶侧向剥离丁况条件下，接头箱的变形实测研究。

关键词：地下连续墙；GXJ接头；接头箱；变形

中图分类号：TU476.3  文章编号：1004-4655( 2016) 03-0063-03

1地下连续墙GXJ橡胶止水带接头施工工艺

1.1 GXJ橡胶止水带接头结构型式

 地下连续墙GXJ橡胶止水带接头施工工艺是近年来在国内应用的一种新T．艺。其原理是通过接头箱截面形状形成横向连续转折陆线，结合纵向橡胶止水带，与锁口接头相比增加地下水渗流路径，达到优于一般地下连续墙接头形式的止水效果。图1为GXJ接头与锁口接头对比图。

 上海隧道工程有限公司在原有GXJ专利技术的基础上，对GXJ接头箱进行改进并应用于1.2 m厚、48 m深的地下连续墙施工。1.2 m接头箱横截面型式与原有接头箱相同，断面呈“凸”字形；顶部设有槽口，用于安装橡胶止水带。

1.2大厚度（1.2 m厚）地下连续墙GXJ接头箱侧向剥离施工工艺

 1.2 m接头箱箱体内预先设置多组千斤顶，千斤顶油缸通过液压管路连接。当后一幅槽段开挖完成且检验合格后，将接头箱液压管路与地面液压站连接，通过千斤顶伸缩使GXJ接头箱从前一幅槽段混凝土分离，从而实现接头箱的侧向剥离。图2为1.2 m增加千斤顶的GJXJ接头箱实景图与结构示意图。

2 GXJ橡胶止水带接头箱受力分析及变形范围确定

2.1 GXJ橡胶止水带接头箱受力分析

 GXJ橡胶止水带接头箱变形主要发生在起重吊装、地下连续墙混凝土浇筑和侧向取出接头箱3种工况条件下。具体原因分析如下。

 1)起重吊装。接头箱长细比大，受自重G的作用，吊装过程中接头箱箱体将产生竖向变形（见图3，F为接头箱单点起吊力）。最不利情况下接头箱受力情况可等效为简支梁，自重为竖向均布荷载，产生向下的挠度。此阶段变形多为弹性变形，竖直起吊后即可恢复。

 2)地下连续墙混凝土浇筑。地下连续墙混凝土浇筑过程中，接头箱起到支护模板作用，混凝土浇筑对接头箱有侧向压力（见图4，H为计算接头箱高度，h0为有效压头高度，q1为接头箱顶部受均布荷载，q2为接头箱底部受均布荷载）。侧向压力主要有混凝土自重荷载、混凝土浇灌冲击荷载等；若接头箱背面填充不密实，将产生侧向变形。此过程中接头箱等效为弹性地基梁，所产生变形较大，是影响接头变形的主要因素。

 3)利用千斤顶实现接头箱侧向剥离。后一幅槽段开挖清孔完成且检验合格后，利用内置的千斤顶，将GXJ橡胶止水带接头箱侧向从混凝土端面剥离。接头箱等效为多点受侧向力的悬臂梁(见图5)，F1，F2，F3，…，Fn分别表示千斤顶推力；Fs表示地基反力。由于接头箱背面为已开挖完成的槽段，可视背面为空腔，因此千斤顶对接头箱作用推力产生的弯矩较小，接近零。

2.2 GXJ橡胶止水带接头箱变形范围确定

 1)参考侧向模板挠度允许值。将GXJ橡胶止水带接头箱作为隐蔽工程模板考虑，接头箱侧向变形允许值≤h/250[见式(1)]。

3工程案例

3.1 GXJ接头箱应用工程概况

 某地下工程设计为1 m厚地下连续墙，深度36 m。施工采用GXJ橡胶止水带接头，采用Q235级钢制作。接头箱标准段单节长12 m，接头箱宽970 mm。单根接头箱由3节12 m长标准段，加1节3m长调节段组成。通过接头箱内增加纵向肋板，提高起吊过程中的抗变形能力。接头箱截面形状见图6。

3.2接头箱变形受力数值计算分析

 1)参考模板挠度允许值计算。采用MIDASGJTS建立有限元模型，模型中接头长度为36 m，

按照顶端与底端简支进行验算。后靠采用土弹簧进行模拟，侧向基床系数根据实测数据进行反算。根据侧墙作用于模板的侧压力按式(4)、式(5)计算，取较小值。

 根据实际浇筑速度进行模拟，第一步施加12 m到36 m深度的荷载，第二步施加6m到30 m的荷载，同时考虑底部6m深度的混凝土初凝，约束底部6m接头的位移，第三步施加0 m到24 m深度的荷载，约束底部12 m的接头位移。

 在混凝土侧压力作用下，根据有限元软件计算，最大扰度值为1.44741×102 mm左右；深度位于地面以下24 m左右。即δ<14.5 cm。

 2)按端头垂直度计算。根据施T经验，端头垂直度控制在h /200以内，即δmax=18 cm。

 3)按止水带极限伸长率计算。在接头箱变形过程中，其变形最大值应小于止水带的极限拉伸长度。根据GJXJ接头工艺，采用橡胶止水带，材料伸长率为300%。即：止水带宽度为10.4cm，则Ls=31.2 cm。

3.3现场实测

现场实测结果如图7和图8所示。

 

4结语

 通过对1.2 m厚地下连续墙GJXJ接头箱受力分析与变形控制研究，并结合现场实测，得出以下结论。

 1)通过对接头箱起吊、接头箱与橡胶止水带共同变形和地下连续墙混凝土浇筑等不同工况下的GXJ接头箱变形允许值进行比较，得出地下连续墙槽段混凝土浇筑时，GXJ接头箱控制要求最高；建议施工过程中按照此变形值标准作为接头箱的变形控制标准。

 2)根据理论计算与现场实测，1.2 m厚48 m深地下连续墙，采用千斤顶侧向剥离工艺，通过提高GXJ接头箱自身刚度、控制混凝土浇筑速度，可以将GXJ接头箱变形控制在15 cm以内。