摘要：随着高层建筑和城市轨道交通的快速发展，深基坑甚至超深基坑的数量急剧增加。钢筋混凝土地下连续墙,因为它的刚度大,它不仅可以承受侧压力作用在墙上,阻塞和防渗水的功能,而且还可以用作高层建筑的地下室或地下的地铁站,并已广泛应用于软土地区深基坑工程。
关键词：地下工程；深基坑；地下连续墙；最大裂缝宽度；
通过对软土地区的几个地铁车站深基坑工程的地下连续墙的弯矩和钢筋应力进行跟踪分析，得到了这些基坑地下连续墙所受弯矩的包络图，并与地下连续墙能承受的弯矩极值进行对比，得到深基坑工程地下连续墙的弯矩承载能力还有一定的发挥余地。
一、地下连续墙裂缝产生的原因
1.混凝土。一般情况下，由于泵送混凝土速度快，可以使劳动力得到节约。因而在墙体的混凝土施工过程中应用的是混凝土泵送技术，但是泵送混凝土也有其自身的缺陷。因为混凝土需要达到泵送的标准要求（坍落度一般要求在14cm左右），因而对比传统的半干硬性混凝土，泵送混凝土在同一强度下的混凝土水泥掺量较多，水的掺量多，碎石粒比较小，这些因素直接大导致了混凝土收缩的增加，使裂缝产生的机率大幅度增加。
2.钢筋的布置。（1）钢筋保护层较大。因地铁车站特殊环境的要求，其外围连续墙钢筋外围保护层要求较大，而较厚的保护层导致该部位的混凝土在收缩的时候，不可以获得钢筋的约束，因而使裂缝形成，并可有能进一步恶化。（2）部分设计配筋的间距偏大。裂缝出现的原因还包括钢筋的，间距越大，产生裂缝的机率就会越大。
3.外围混凝土墙体设置伸缩缝过长。混凝土在硬化干燥的时候，它的收缩率在0.05-0.06%的范围内，且会在长、宽、高3个方向都会发生收缩，而在长度方向的收缩量要比宽和厚的方向大得多，墙体长度与其累计收缩的量呈正相关，因此如果墙体的长度增大，产生的相对应力随之增大，一旦墙体产生的应力比混凝土抗拉强度还要大的时候，此部位就会出现裂缝。且如果内应力增越，裂缝也会随之增大长。
4.内外环境的影响。地铁车站地下连续墙混凝土在浇筑以后，它的内外两侧的环境不一样，外侧相连着大气，而混凝土表面温度会随着大气的改变而发生改变，墙体因而反复受到热冷变化的影响。如果连续外墙内外的变化存在差异，同时墙体厚度很大，由此时差异越大，裂缝越易形成。
5.混凝土拆模时间过早、养护不到位。（1）并没有有效地保持墙体混凝土的表面温度，一般情况下，墙体混凝土在浇筑完的第二天就可以拆除模板，混凝土表面的温度会随着大气的温度变化而发生变化，而混凝土内部会因水化热的释放，使温度变高，表面与内部的温差将可能会导致温度裂缝的产生。（2）混凝土养护工作没有做到位，不能确保混凝土水化所需要的正常水分，墙体属于竖向结构，它的水分保持，加上受其内侧模板支撑的影响，养护工作会更难进行。
二、地下连续墙裂缝控制标准探讨
1.地下连续墙配筋设计控制因素。钢筋混凝土构件一般都按照构件的使用极限状态来设计，按照功能的不同，将极限状态分为2种：承载能力的极限状态和正常使用的极限状态。按照以上设计原则，地下连续墙的设计首先要按照弹性支点法或者杆系有限元方法计算截面弯矩M s和剪力Vs，再按照承载能力的极限状态确定地下连续墙弯矩M u和剪力Vu的设计值，计算公式为；
M u=1.25
γ0M
s(1)
Vu=1.25
γ0V
s(2)
式中：γ
0为重要性系数，一般按照取为0.9，1.0或1.1。
虽然作用在挡土结构上的水土压力理论还不很成熟，但是经过诸多实际工程的正反分析实测对比，水土压力取值的诸多参数皆可按照经验选取，因此计算的截面弯矩M s和理论计算的差值一般在工程允许的误差以内。而通过诸多工程实测地下连续墙内力分析来看，墙内的钢筋应力没有充分发挥是由于混凝土结构设计中最大允许裂缝宽度控制标准引起的。要求构件在承受短期荷载效应作用下能够满足裂缝控制要求。按照规定，地铁车站兼作主体结构一部分的地下连续墙的裂缝控制等级为三级，即最大裂缝宽度限制为w lim=0.2 mm。按照式(1)，地下连续墙M s M u的比值应该为0.73～0.89，但是在地下连续墙设计中，由于墙体所受弯矩较大，地下连续墙的2种极限状态中，按照裂缝控制来设计占支配地位，对于厚度为600～1 000 mm的地下连续墙，在配筋率ρ为0%～3.0%，M s M u都小于0.6，均小于0.73(注：M s0.2表示按照wlim=0.2 mm地下连续墙在正常使用极限状态下允许最大的弯矩，M s0.3类似)。
2.裂缝控制标准的调整与讨论。地下连续墙作为深基坑围护结构，一般均为临时性结构，但是作为地铁车站深基坑来说，它还是车站主体结构的一部分。在车站主体结构施工时，要在地下连续墙的开挖面一侧加上一层钢筋混凝土内衬，按照上海地铁车站设计经验，该内衬厚度通常为400 mm，因此，在车站建成以后，抵抗墙后土压力的将是地下连续墙与内衬组成的重叠墙。另外根据地铁车站施工监测结果来看，地下连续墙的侧向变形在基坑底板完工后已趋于稳定，由此可知，在车站主体结构完工后，地下连续墙和内衬组成的重叠墙所抵抗的弯矩可以看成不变，而墙体的抗弯刚度EI将有很大提高：对于600 mm厚的地下连续墙，EI将提高363%；1 000 mm厚的地下连续墙EI提高174%。由此可知，车站建成后由原有地下连续墙和内衬组成的重叠墙抗裂性能将大大提高，原来基坑开挖阶段产生的裂缝宽度大大减小，这种情况下地下连续墙的仍按最大裂缝宽度wlim=0.2 mm进行设计必将带来很大的浪费。为此参照了国外部分国家规范，如美国混凝土学会224委员会对处于潮湿空气中或土壤中的最大裂缝宽度允许值为0.3 mm，建议对于在地铁车站深基坑工程的地下连续墙设计中，将地下连续墙的最大允许裂缝宽度放宽至wlim=0.3 mm。
3.经济效益分析。
（1）经济效益比较。地下连续墙设计的构造要求要求其主钢筋的间距应在3倍钢筋直径以上。这样，对于开挖面单排配筋的地下连续墙，600 mm厚的地下连续墙最大配筋率ρ
max=2.1%；800 mm厚的ρmax=1.6%；1 000mm厚的为ρ
max=1.25%。因此，当地下连续墙的最大裂缝允许宽度放宽至wlim=0.3 mm以后，设计中起控制因素的还是按照正常使用极限状态进行设计。当地下连续墙的允许裂缝宽度放宽以后，地下墙的配筋率将会由明显的降低，如对于厚度为1 000mm的地下墙而言，纵向钢筋为II级热轧钢筋，直径d=30 mm，保护层厚度c=50 mm，混凝土强度等级选用为C30时，采用w
lim=0.3 mm标准控制裂缝设计比按wlim=0.2设计可最低节约钢筋15%以上，另外，当地下连续墙的允许裂缝宽度控制标准由wlim=0.2 mm放宽至wlim=0.3 mm以后，其配筋量减小，同时可使地下连续墙厚度变薄，这样地下连续墙的设计可更进一步优化。
（2）应用举例。某轨道交通某地铁车站主体结构基坑开挖深度为15.7 m，原方案按照裂缝控制标准wlim=0.2mm设计，车站边墙为800 mm厚地下连续墙+400mm厚内衬，当把钢筋混凝土结构构件的裂缝宽度标准放宽至wlim=0.3 mm后，优化调整后的车站边墙为600 mm厚地下连续墙+400 mm厚内衬，这样仅地下连续墙施工一项就节约：成槽挖方200.16万元；连续墙混凝土148.51万元；钢筋54.98万元，合计403.65万元。
总之，在软土地区地铁车站深基坑工程地下连续墙设计中，在现有设计理论下若将钢筋混凝土结构构件的允许最大裂缝宽度指标由原来的wlim=0.2 mm放宽至wlim=0.3 mm后，则在能确保基坑施工期间安全以及车站建成后地下连续墙作为主体结构正常使用的前提下，优化地下连续墙的配筋和截面尺寸，从而大量节约建设成本，能够取得良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]王信.浅谈地铁车站地下连续墙裂缝控制标准的优化探讨.2018.
[2]张庆博.关于地铁车站地下连续墙裂缝控制标准的优化研究.2019.