[发明专利]一种现浇预应力地下连续墙结构的设计方法

说明书

本发明的一种现浇预应力地下连续墙结构的设计方法，针对目前缺乏系统的计算理论和设计方法的问题，设计方法：建立预应力地下连续墙结构的计算分析模型，利用竖向弹性地基梁法计算基坑开挖各阶段预应力地下连续墙结构的内力和变形，基于计算分析结果绘制的变形包络图和弯矩包络图确定墙体预应力筋的最优线形布置型式，将预应力作用与荷载作用下预应力地下连续墙结构的内力进行组合，并基于规范对墙体变形的控制要求，计算确定墙体预应力筋的配筋量，将预应力地下连续墙结构控制截面处的弯矩包络值与预应力作用产生的次弯矩进行组合作为设计值进行承载能力计算,确定墙体非预应力筋的配筋量；验算预应力地下连续墙结构的裂缝宽度使其满足现行规范的要求。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及一种现浇预应力地下连续墙结构的设计方法。

背景技术

地下连续墙作为深基坑支护挡土墙常用形式之一，在高层建筑、市政工程等地下基坑围护结构中得到了广泛应用，尤其是软土地基、城市中心区域以及需要对临近建筑物和地下管线进行保护的基坑，地下连续墙结构成为首选挡土围护方式。但是，随着基坑开挖越来越深，围护结构受到的水土压力越来越大，为了有效控制地下连续墙结构的侧向变形，需加大地下连续墙墙体的厚度或者减小基坑支撑的间距，前者会增加地下连续墙围护结构的施工成本，后者将提高基坑开挖施工的难度。

预应力地下连续墙结构是将预应力技术和地下连续墙结构相结合形成的一种新的工程技术，它能够提高地下连续墙结构的强度、刚度及抗裂性能，减小墙体的钢筋用量和水土压力下的侧向变形，实现降低工程造价，缩短施工工期等目标。然而，预应力地下连续墙结构的受力变形与基坑尺寸及形状、墙体刚度、支撑刚度、土体力学性能、地下水状况、施工工序等多种因素有关，而且，目前尚缺乏系统的计算理论和设计方法，阻碍了预应力技术在地下连续墙结构工程中的应用和发展。

发明内容

针对目前缺乏系统的计算理论和设计方法，阻碍了预应力技术在地下连续墙结构工程中的应用和发展的问题。本发明的目的是提供一种现浇预应力地下连续墙结构的设计方法，解决目前现浇预应力地下连续墙结构工程应用中的技术难题，为现浇预应力地下连续墙结构的设计提供依据和方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种现浇预应力地下连续墙结构的设计方法，步骤如下：

S1：根据实际工程情况以及基坑开挖与支护方案，建立现浇预应力地下连续墙结构的计算分析模型，采用竖向弹性地基梁法对所述现浇预应力地下连续墙结构施工各阶段的内力和变形进行计算分析；

S2：根据所述现浇预应力地下连续墙结构施工各阶段内力和变形计算分析结果，绘制出所述现浇预应力地下连续墙结构施工各阶段的变形图和弯矩图，以及变形包络图和弯矩包络图；

S3：基于所述步骤S2得出的所述变形包络图和所述弯矩包络图确定所述现浇预应力地下连续墙结构墙体内预应力筋的最优线形布置型式；

S4：计算得出预应力作用产生的等效荷载，以及预应力作用下所述现浇预应力地下连续墙结构的内力和变形，再将预应力作用与荷载作用下所述现浇预应力地下连续墙结构的内力进行组合，并基于基坑环境保护等级确定的基坑墙体侧向变形控制指标，计算确定所述现浇预应力地下连续墙结构墙体内预应力筋的配筋量；将所述现浇预应力地下连续墙结构控制截面处的弯矩包络值与预应力作用产生的次弯矩进行组合作为设计值进行承载能力计算，确定所述现浇预应力地下连续墙结构墙体内非预应力筋的配筋量；

S5：对所述现浇预应力地下连续墙结构的裂缝宽度进行验算，若满足规范限值要求，则完成设计工作；若不满足规范限值要求，则调整所述预应力筋的配筋量，重新计算或验算所述现浇预应力地下连续墙结构的承载力和裂缝宽度，直至满足规范的相关要求。