浅析地铁车站叠合墙与复合墙的结构受力与优缺点

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摘要：地铁车站设计中，当围护结构采用地下连续墙时，可以采用复合墙和叠合墙两种形式，本文以深圳市一地铁车站围护结构设计为例，分析两种不同形式下，地下连续墙受力与配筋的差异，并简单对两种形式做出优缺点比较。

关键词：地铁车站 地下连续墙 叠合墙 复合墙

中图分类号：U231+.4文献标识码： A 文章编号：

1、引言

当地铁车站采用地下连续墙做为围护结构时，通常有叠合墙、复合墙两种结构形式进行比选。叠合墙是将地下连续墙与车站内衬墙做成一个整体，即通过把地下连续墙内侧凿毛或用拉结钢筋将地下连续墙与内衬墙连接起来，使之在结合部位能传递剪力。此时，地下连续墙既作为车站基坑开挖阶段的支护结构，又是车站主体结构的一部分，在车站使用阶段与内衬墙一起受力。

2、工程概况

车站为地下两层岛式车站，车站覆土2.5~4.5m，车站基坑深16~30m，标准段宽30.6m。车站基坑安全等级为一级。车站围护结构采用0.8m厚地下连续墙。车站范围内穿越地层从上至下主要有素填土、粉质粘土、粉细砂层、中粗砂层、圆砾层、粘性土、全、强、中风化花岗岩层。车站基坑底主要位于强、中风化花岗岩层中。

3、地下连续墙内力计算

（1）施工阶段

两种结构体系在施工阶段均采用荷载-结构模式，模拟施工及回筑阶段结构的受力及变形特点。围护结构内力按弹性地基杆系有限元法计算分析，模拟开挖、支撑的实际施工过程。基坑外侧土压力按朗金土压力计算，砂性土层采用水土分算，粘性土层采用水土合算。开挖面以下用一组弹簧模拟地层水平抗力。一般地面超载按20kPa计算。

1、计算包络图

2、计算简图

（2）使用阶段

结构计算采用荷载结构模式，采用SAP2000结构计算程序。复合墙围护结构与内衬墙由连杆模拟连接，只传递压力，不传递弯矩和剪力。水压力由内衬墙承担，土压力由围护结构与内衬墙共同承担。叠合墙围护结构与内衬墙之间通过凿毛和设置抗剪拉筋，共同承担外力。墙体与板之间通过预埋在地下连续墙内预埋钢筋接驳器的方式使板墙钢筋连接，节点形成刚性节点。

1、计算简图

复合墙体系

叠合墙体系

2、计算结果见下表

叠合墙尺寸表示两墙合一按整体考虑

（2）含钢量比较

（3）小结

通过对结果的整理分析，复合墙体系中，地下连续墙只承担施工阶段过程中的支护作用，作为临时支护结构，复合墙体系中的地下连续墙配筋主要受强度控制，在满足基坑安全等级、围护结构强度、刚度的要求后，裂缝控制可在0.3mm之内。而叠合墙体系中，地下连续墙不仅在施工阶段承担临时支护的作用，在主体结构使用阶段，与内衬墙一起承担受力，是主体结构的一部分。此时，地下连续墙临土侧配筋要满足裂缝控制在0.2mm，故配筋较大。复合墙体系中，墙体含钢量为4.4t/m。叠合墙体系中，墙体含钢量为4.4t/m。叠合墙墙体厚度比复合墙少0.3m。从钢筋混凝土量上来看，叠合墙墙体造价较复合墙低。

4、优缺点比较

叠合墙施工难度大，施工质量不易保证，薄弱环节较多。主要表现在以下几个方面：

1、预留钢筋接驳器难度大。车站主体结构顶、中、底板及横纵梁与地下连续墙相接处，均需在地下墙中预埋钢筋接驳器，由于地下连续墙沉降、错位会造成钢筋接驳器埋设位置与板梁位置错位，导致后期板墙节点处钢筋连接的困难。或造成后期需进行植筋处理，对结构耐久性产生很大影响。

2、地下连续墙幅与幅间接缝处无法埋设钢筋接驳器。由于施工工艺的限制，地下连续墙分幅浇筑，每幅之间均设置刚性接头或柔性接头，接头处由于预埋铁件的存在导致无法埋设钢筋接驳器。导致后期结构的整体性无法得到保证，节点处结构刚度削弱。结构强度因局部钢筋的缺失降低很大。

3、结构板与地下连续墙之间存在施工缝，由于施工工况的变化，结构板与地下连续墙之间存在受拉与受压的转换，从而引起接缝处裂缝的产生，导致渗漏水腐蚀钢筋。降低结构的耐久性。

复合墙施工难度较小。地下连续墙与车站主体结构分开施工，单独受力。施工过程明了清晰，围护结构与主体结构联系少。两者之间通过设置全包防水层，使得结构防水体系比不设置全包防水层的叠合墙有很大的保障。于此相比，在已建成的叠合墙地铁车站中，大量存在结构渗漏水的实例，后期渗漏水治理费用都较复合墙地铁车站大。

5、结论

通过本文分析，地铁车站叠合墙与复合墙体系有着各自的优缺点。各自受力的不同导致两种体系中，结构尺寸的拟定与结构配筋的差异很大。在各地地铁车站建设过程中，复合墙体系的车站建设质量容易得到保障，采用较多。而叠合墙体系的车站由于施工难度较大，需要较强的施工技术才能保证车站的施工质量，采用的较少。不过随着施工技术的不断提高，叠合墙车站应该会得到较大的发展。

参考文献：

[1] 朱小蓉 地铁车站复合墙与叠合墙的结构体系分析 建筑施工

[2] 混凝土结构设计规范 GB50010-2010

[3] 刘国彬 王卫东 基坑工程手册（第二版）