地下連續(xù)墻（以下簡稱“地連墻”）技術于20世紀50年代末傳入我國，并逐步應用于橋梁基礎。根據實際應用情況、典型結構及受力特征，將橋梁地連墻基礎細分為：部分地連墻基礎（作為基坑支護結構，并兼作基礎結構的一部分）、條壁式地連墻基礎、井筒式地連墻基礎、地連墻復合基礎（其中僅條壁式地連墻和井筒式地連墻組合而成的基礎稱為復合地連墻基礎）；其中條壁式、井筒式及復合地連墻基礎是完全意義上的地連墻基礎。部分地連墻基礎在大跨懸索橋錨碇工程中的應用日益廣泛，技術相對成熟。然而，完全地連墻基礎應用則相對較少，仍處于發(fā)展過程中。
交通強國建設目標和創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，對橋梁工程新結構新技術提出了要求，新型的地連墻基礎與之高度契合。完全地連墻基礎在結構、施工、經濟、安全、環(huán)保等方面獨具優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景。
探索與實踐
取得豐富成果的部分地連墻基礎
以虎門大橋東錨碇圓形地連墻基坑支護結構為標志拉開了部分地連墻基礎工程實踐的大幕。潤揚大橋北錨碇在國內首次實施了矩形地連墻基礎方案，取得了豐富的成果和經驗，但由于方案存在一些不足和風險，因此未得到推廣應用。武漢陽邏大橋則首次在國內典型厚覆蓋層地質條件下設計實施了深大圓形地連墻基礎方案（圖1），取得豐富的成果、經驗和非常好的效果，從此在國內大量推廣應用。后續(xù)葫蘆形或∞形地連墻本質上也是為適應錨體布置和經濟性需求而采用的考慮結構平面拱效應的圓形地連墻（圖2）。建成時的世界第一拱橋——平南三橋北拱座基礎采用了圓形地連墻，將地連墻在拱橋基礎中的應用一下提升到巔峰。截至目前部分地連墻基礎已在國內約15座以上特大橋中應用。
國外大跨懸索橋中，日本明石海峽大橋錨碇基礎較早地采用了圓形部分地連墻基礎，其直徑85m，地連墻厚2.2m、深75.5m；土耳其伊茲米特大橋南錨碇基礎采用了“縱向主體∞形+前端加設矩形”的異形地連墻支護結構。
合理經濟的條壁式地連墻基礎
條壁式地連墻比圓形樁有更大的比表面積，且在設計上可做到適應上部結構荷載方向進行布設，且截面抗彎慣性矩大，因此在理論上更加合理、經濟。在國內外建筑和極少數城市立交橋（但日本應用較多）中有所應用，但在國內橋梁中罕見應用。某3×18m預應力混凝土剛架橋，橋寬61m，上部采用現(xiàn)澆預應力混凝土箱梁，兩端基礎及下部結構采用地連墻，采用“逆作法”施工。地連墻不僅作為體結構，還作為下穿道路基坑開挖的支護結構。但該基礎并不典型。
日本是最先將地連墻技術應用于橋梁基礎領域的國家之一。其中大部分為條壁式地連墻基礎。其研究成果豐富、應用廣泛、經驗成熟、技術領先。建立有專業(yè)、行業(yè)領域的學術組織和團體，標準化、技術規(guī)范完善，工法健全，多樣化發(fā)展。為世界提供了寶貴的參考和借鑒。
在建的世界第一懸索橋——主跨2023m的土耳其恰納卡萊大橋錨碇設計，在錨塊下部縱向布置了7排平面長51.5m、厚1.2ｍ、深度超過20m的條壁式地連墻，與作為直接基礎的錨塊共同組成復合基礎。因為除了地連墻外未設計其他獨立基礎結構，因此將其歸為條壁式地連墻基礎。條壁式地連墻應用于承受很大水平力的超大跨懸索橋錨碇基礎，極具挑戰(zhàn)性，其成功實施必將取得突破性成就，極具示范性效果。
綜合優(yōu)勢顯著的井筒式地連墻基礎
1.我國橋梁工程嘗試性應用
1995年建成通車的寶中鐵路中，一座棧橋的3號墩基礎采用了圓井筒式地連墻基礎，其外徑7m、墻厚1.5m、深7.5m，這是我國第一個在形式上的井筒式地連墻橋梁基礎的工程應用。由于基礎尺度和地層特性的原因，基于工程開展的試驗研究結論表明，筒內土體對整個基礎的承載能力有利影響甚微，相應設計未考慮內側土體作用。因此該項目不能成為本質意義上的井筒式地連墻基礎實踐，也未起到示范作用。但其開創(chuàng)性探索的勇氣和意義值得肯定。
2006年竣工的國道209線河津至臨猗一級公路某凈跨徑50 m剛架拱天橋，采用井筒式地連墻作為重力式U形橋臺的基礎�；A平面如圖3a，深20m，這是我國公路橋梁的首次應用。依托該工程開展了科研，取得了有益的成果。
延安延河大橋擴建新橋3孔凈跨徑30m空腹式石拱橋的橋臺，采用了橫向2室矩形井筒式地連墻基礎，基礎平面如圖3b，深約12.9m。
值得注意的是，上述3座橋均位于黃土地區(qū)。
國內還有個別橋梁也開展了規(guī)模和布置與上述情況類似的應用實踐。
2.國內橋梁探索研究
蘇通大橋方案研究階段對懸索橋錨碇設計提出了井筒式地連墻基礎概念（圖4）。外輪廓尺寸72m×59.6m，深86m，墻厚2.0m。該方案從地質條件、規(guī)模、受力特征等都是典型井筒式地連墻基礎。該橋懸索橋方案未予實施。
清遠西江特大橋提出了一種分體井筒式地連墻錨碇基礎方案。采用在順橋向凈距為12.3m、前后分體設置的矩形井筒式地連墻基礎，單個井筒平面尺寸42 m（橫）×18.6 m（順），墻厚均為1.2 m，分成8個格室�；A的總深度在37.2～53.3m，墻體嵌入中風化巖層深度不小于3 m。進行了理論計算，得出了有關分析結論。建設中的四川卡哈洛金沙江大橋設計采用了類似方案。
3.日本的工程應用實踐
如前所述，日本橋梁地連墻基礎應用廣泛和成熟，其中就包括井筒式地連墻基礎，而且是日本開創(chuàng)了井筒式地連墻橋梁基礎工程實踐的先河。迄今為止，日本已在數十座橋梁中采用了井筒式地連墻基礎。
積極探索中的地連墻復合基礎
國內還沒有地連墻復合基礎工程應用實例，但幾座懸索橋做了一定設計探索，并有望在最新的工程中付諸實施。
1.江陰長江大橋初步設計方案
該橋北錨碇曾設計過地連墻復合基礎方案。采用矩形井筒式布置（圖5）。先對基底一定厚度地基進行加固處理，然后在格室內開挖21m，再施工封底底板和內部結構。該方案盡管墻體均采用地連墻，但對內部土體進行了開挖，并設置了底板，因而不成為井筒式地連墻基礎而是復合基礎。該方案未予實施。
2.南京長江四橋初步設計方案研究
為降低投入及施工風險，早在2006年初步設計時就對北錨碇研究設計了三個新型地連墻復合基礎方案。三個方案均在外圍構筑外徑70m圓形地連墻，厚1.5m，墻底進入泥質膠結強風化粉砂巖。不同之處在于：方案一（圖6a）：條壁式地連墻復合基礎。筒內上部開挖28m土體后采用逆筑法施工上半部基礎。恰納卡萊大橋錨碇基礎與該方案十分類似。方案二（圖6b）：圓形井筒式地連墻復合基礎。下半部分屬于典型的井筒式地連墻，上部約一半深度進行基坑開挖并施工擴大基礎。方案三（圖6c）：條壁式地連墻群復合基礎。外周為地連墻，下半部內部為條壁式地連墻群，上部超過一半深度進行基坑開挖并施工擴大基礎。上述方案由于缺乏規(guī)范依據、設計施工技術不成熟、數值計算變形超標等原因而均未予推薦。
3.張皋長江通道設計方案
在設計的世界第一懸索橋——主跨2300m的張皋長江通道懸索橋錨碇擬采用地連墻復合基礎方案。該方案與前述江陰大橋初設方案類似，但在外周地連墻構造上有區(qū)別，且整體規(guī)模更大。地連墻采用矩形井筒式布置，平面外輪廓尺寸105m×70m，中分18個隔室，墻厚1.5m，外墻深70m，內墻深57m，墻段間采用剛性接頭。先對基底17m厚地基進行處理，然后在格室內開挖40m，再施工封底底板和內部結構。為保證整體性及受力需要，外周采用雙層地連墻布設，墻間凈距3m，并設置小格室。在對基礎內部實施開挖前，先對外周雙層地連墻之間的土體進行開挖并澆筑封底和填芯混凝土。預期該橋該方案的成功實施，必將在地連墻復合基礎方面取得突破性成就和示范性效果。
循序推進完全地連墻基礎的應用
自20世紀90年代特別是近15年以來，國內已有不少學者和工程師將日本相關研究成果和資料引入國內，并結合科研項目和工程實踐相繼開展了試驗研究、理論分析和設計探索，對計算分析和設計方法做了有益的探討，反映出橋梁工程界對完全地連墻基礎付諸實踐的極大興趣和積極性。但令人遺憾的是，一直以來特別是在我國橋梁高速發(fā)展的近20年里，完全地連墻基礎在我國橋梁領域的應用仍少之又少，原因是多方面的。
多方面的制約因素
受力機理及設計方法方面：基礎研究不足。完全地連墻特別是井筒式地連墻基礎的承載機制、基礎-地基共同作用機理和受力規(guī)律尚未研究清楚，進而也就仍未形成較為成熟的設計計算方法和規(guī)范指導。
施工技術方面：地連墻剛性接頭特別是大深度剛性接頭的設計施工關鍵技術仍未解決。超高垂直精度的成槽裝備及控制技術的發(fā)展也較為緩慢。
實踐經驗方面：工程應用少、經驗積累不足。
間接因素方面：建設者特別是設計師的主動意識不強，缺乏足夠的創(chuàng)新勇氣，單個項目、短期內投入產出不平衡，系統(tǒng)性研究的外部資源條件不充分，行業(yè)重視和支持力度不夠等。
關鍵問題及解決路徑
1.試驗研究及設計方法
對條壁式地連墻基礎：有關學者對單壁式、“十、L”字復壁式地連墻基礎開展了一定的試驗研究和理論分析工作，取得了初步的成果，但多未得到重視和應用。試驗研究主要集中于單片地連墻，且仍十分有限，對多壁式和復合條壁式地連墻基礎尚缺乏足夠的理論和試驗研究，尚需開展大量深入的研究。對于泥漿護壁條件下墻身混凝土與土的接觸面剪切特性、墻身摩阻力的發(fā)揮機理、地連墻不同于具有軸對稱性質的圓形截面樁的幾何形狀對其施工（成墻）效應和承載特性的影響、復壁式地連墻的群墻效應等，有必要開展進一步的試驗和理論研究工作。目前尚無針對性成熟的計算方法。可結合試驗采用m法、p-y曲線法及能量法等進行設計計算。有關學者理論推導的受力及沉降等計算公式也可參考使用。
對井筒式地連墻基礎：有關學者對井筒式地連墻基礎的受力機理、承載特性和計算方法開展了一定的現(xiàn)場試驗、室內模型試驗和理論研究，研究內容還延伸到地基負摩阻力、地震液化、結構動力性能等，取得了一定成果，但仍然十分有限，且缺乏足夠的驗證。現(xiàn)有試驗研究工作表明：目前對井筒式地連墻基礎的承載特性、墻體-地基共同作用、頂板的荷載承擔狀況、群墻效應、墻端土拱效應、地基抗力的分布及變化規(guī)律，還缺乏足夠的認識和大量深入的研究。有學者利用各種理論，初步研究推導了地基在彈、塑性狀態(tài)下，彈性和剛性井筒式地連墻基礎內力與變位的計算公式和方法，但均需進一步完善和驗證。目前尚沒有形成較為成熟的設計計算方法，可初步采用經驗性較強的4種地基彈簧模型、8種地基彈簧模型、樁基礎法等近似方法進行計算。有關學者理論推導提出的豎向承載力、水平向承載力、沉降和基礎內力的計算方法及公式也可參考使用。
2.提高剛性接頭的深度和剛度
從工藝上，接頭箱接頭、隔板式接頭、H形或異形鋼板均可施工形成剛性接頭。從受力上，可分為鋼筋搭接剛性接頭和通過鋼板端部陰陽鎖扣（套管）或榫頭形成的剛性接頭。由于處于地下和泥漿中，且鎖扣（榫頭）間存在空隙，加上成槽垂直度、泥漿指標、沉渣厚度、鋼筋籠制作等施工質量都會一定程度影響接頭剛接性能，常規(guī)的成槽垂直度制約了傳統(tǒng)剛性接頭的深度一般在約30m以內。只有不斷提升施工控制技術，從而不斷提高成槽垂直度并研發(fā)優(yōu)化接頭構造，才能不斷提高剛性接頭的深度和剛度，從而提高井筒式地連墻的適應能力和范圍。在橋梁上部結構中，不斷發(fā)展成熟的鋼-混結合技術為剛性接頭的構造優(yōu)化提供了思路，可將之嘗試應用到地連墻這種地下結構。如可采用在以往H鋼板接頭基礎上，在腹板焊接足夠寬度的開孔板連接鍵形成剛性接頭。這種構造能很好適應槽段垂直度偏差，并能保證墻段間的良好結合。在進一步提高施工精度和質量基礎上，可推廣應用到深度達50m或以上的地連墻，由此推進井筒式地連墻基礎的技術進步和實踐。
3.反復修正、逐步應用
理論分析和試驗研究均有其局限性，但不能因此而裹足不前。在現(xiàn)有已取得一定的研究成果和實踐經驗基礎上，積極開展規(guī)模由小到大的典型代表性基礎工程的設計和施工，并基于實際工程開展施工及運營期的測試和分析研究工作，修正之前的設計方法，進而指導下一個工程應用。同時隨著工程應用的增多，施工精度和技術、設備保證能力也將大幅度提高，高品質地連墻的施工也將成為可能。如此反復得以促進技術進步，并逐步制訂形成技術規(guī)范，使設計施工有章可循。
促進地連墻基礎的良性發(fā)展
短期內，對于一般地質條件，懸索橋重力式錨碇及拱橋拱座部分地連墻基礎，仍將作為綜合比選較優(yōu)的方案廣泛應用于工程實踐。對部分地連墻基礎，進一步研究基底以下地連墻的嵌固作用，對錨碇整體穩(wěn)定性的受力機理和貢獻，隨著研究樣本的增多和成果的成熟，同時在設計上明確將地連墻與基礎主體結構可靠相連，進而降低基礎工程規(guī)模形成優(yōu)化方案并付諸實施。在建設條件適宜且相同的前提下，相對于各類基礎，鑒于自身綜合優(yōu)勢，完全地連墻基礎預期具有更廣闊的應用前景。
在非水區(qū)或圍堰或筑島施工的淺水區(qū)的橋塔及懸索橋重力式錨碇中，應用井筒式地連墻基礎或井筒式與條壁式同時使用的復合地連墻基礎，具有很強的實際需求和現(xiàn)實意義。在常規(guī)橋梁特別是有抗震需求的橋梁基礎中，廣泛應用條壁式地連墻基礎具有普遍價值。
廣泛深入開展井筒式地連墻及復壁式基礎的理論和試驗研究，在此基礎上提出科學合理的計算和設計方法，并編制從項目專用到推廣普及的設計指南和技術規(guī)范，是發(fā)展路徑和工作重點。
進一步提高地連墻槽段垂直和水平偏差精度，是施工智能化技術進步的必然目標。超深地連墻剛性接頭的結構型式和施工技術將得到研發(fā)并取得成功。隨著設計施工技術的更加成熟、高效能成槽機具的廣泛應用和綜合費用的降低，完全地連墻基礎的應用將會越來越多，形成良性循環(huán)局面。
對地連墻與其他基礎形式組合的復合基礎，預期會在較少的特殊條件和需求的工程項目中提出設計方案并開展必要的研究，在獲得可信的承載機理、荷載分擔規(guī)律、提出安全保證措施等工作基礎上，有望獲得嘗試性實踐，從而推動基礎技術的進步。
