CN115012394B - 一种预应力钢板混凝土地下连续墙及其设计、施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种预应力钢板混凝土地下连续墙及其设计、施工方法。所述钢板地连墙的内外钢板上设有加劲肋，将钢沉箱构件分为上下两个部分，上部分的加劲肋内设有预应力索。施工方法为：将下钢沉箱构件下沉，再下沉上钢沉箱构件，之后在钢沉箱构件内充填混凝土并对预应力索进行张拉固定；在施工完成后，拆除预应力索。设计方法为：假定地下连续墙墙体厚度；计算并绘制地下连续墙墙身各段在施工阶段和使用阶段各自的弯矩包络图；计算钢沉箱构件各部位的参数、预应力索的参数；验算结构是否满足相关要求，不满足则调整墙体厚度重新计算。本发明实现了地连墙“两墙合一、永临结合”，即地下连续墙既是临时支护结构，也是地下室外墙永久结构，安全、经济。

Description

一种预应力钢板混凝土地下连续墙及其设计、施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程结构、施工、设计领域，特别是一种预应力钢板混凝土地下连续墙及其设计、施工方法。

背景技术

在土质较软地区，作为基坑支护结构的地下连续墙总体深度可达2倍乃至更多倍的拟建地下室深度。传统的建造工艺、超深的钢筋混凝土地下连续墙，一方面给施工造成极大困难，工程质量难以保证，另一方面工程建设工期长、造价高。为此，申请人提出：“利用钢沉箱技术构建型钢混凝土地下连续墙的方法” （申请号202010706204.2）； “用连续的钢沉箱组合形成地下结构的外墙” （申请号202010706265.9），其具体做法是：以多个连续排列、连续施工的钢板混凝土组合结构单元代替传统的“一幅一幅”跳跃施工的钢筋混凝土地下连续墙单元。钢板混凝土组合结构单元由钢沉箱内填混凝土而成，钢沉箱相向面设置导向机构。施工流程包括：在地面焊接、排列钢沉箱；利用机械设备在钢沉箱内取土，将钢沉箱以沉井方式沉入土体；钢沉箱内泥浆置换、灌注混凝土。

将连续排列的预制钢沉箱单元下沉，再在其腔室内充填混凝土，从而构建真正完整连续的钢板混凝土地下连续墙或地下组合结构外墙，这一创新思想，彻底改变了传统钢筋混凝土结构地下连续墙的结构形式和建造施工工艺，也彻底解决了传统钢筋混凝土结构开裂漏水难题。

上述专利申请主题是施工技术，阐明了钢板混凝土地下连续墙具体施工方法。

表面上，上述技术是将结构工程中成熟的钢混凝土组合结构技术运用至地下结构，实际上：1、传统的钢混凝土组合结构或是承受竖向力为主（如钢管混凝土柱）或是承受水平力为主（钢板混凝土剪力墙，在墙平面内受力），而钢板混凝土地下连续墙以承受水平力为主，且为墙体平面外受力（水、土压力）；2、传统的钢筋混凝土地下连续墙首先是作为地下室基坑开挖的外围护结构，需要满足基坑支护要求，在现有的技术体系中，作为临时结构（基坑支护外围护结构）的钢筋混凝土地下连续墙还需要内浇钢筋混凝土结构（称之为叠合墙）或内砌砖墙（辅以排水设计，称之为复合墙）以形成永久结构的地下室外墙。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预应力钢板混凝土地下连续墙及其设计、施工方法。其目的在于：提供一种预应力钢板混凝土地下连续墙，可以实现“永临结合（两墙合一）”，即钢板混凝土地下连续墙既是临时支护结构，也是地下室外墙永久结构。

一种预应力钢板混凝土地下连续墙，主要由多个连续排列、连续施工的预应力钢板混凝土组合结构单元组成，所述预应力钢板混凝土组合结构单元包括：

钢沉箱构件1，为四片钢板围合形成的横截面为矩形的钢筒结构；以及

导向结构，安装于钢沉箱构件1中左、右两片钢板外侧的公母头结构；

所述钢沉箱构件1分为上钢沉箱构件11和下钢沉箱构件12，上钢沉箱构件11为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成，下钢沉箱构件12为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成；

所述钢沉箱构件1的内、外两片钢板的两侧面设有加劲肋2；上钢沉箱构件11的加劲肋2中还包括预应力索4，且上钢沉箱构件11的加劲肋2上端设有上横隔钢板31，上钢沉箱构件11的加劲肋2下端设有下横隔钢板32；

所述预应力索4穿过下横隔钢板32和上横隔钢板31并与下横隔钢板32和上横隔钢板31固定连接。

进一步的，内、外两片钢板两侧面的加劲肋2呈一一对应关系且均匀分布固连于钢板内外侧面，上钢沉箱构件11的加劲肋2和下钢沉箱构件12的加劲肋2上下连续贯通。加劲肋2的横截面呈U型。

进一步的，上横隔钢板31和下横隔钢板32上设有容预应力索4穿过的通孔；上横隔钢板31和下横隔钢板32的强度需满足不应在预应力索极限拉力作用下破坏。

进一步的，所述的预应力索4头部设有弹簧钢板41，尾部设有索卡扣42，使得预应力索4的头部通过弹簧钢板41锁定于下横隔钢板32下且预应力索4通过索卡扣42固定在上横隔钢板31上。

一种预应力钢板混凝土地下连续墙的施工方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：将下钢沉箱构件12的多个钢沉箱单元顺序焊接并下沉；若为一个钢沉箱单元则直接下沉；

S2：将上钢沉箱构件11的一个或多个钢沉箱单元顺序焊接并下沉；该过程中，所述预应力索4在上钢沉箱构件11各钢沉箱单元吊装到位前顺序穿入下横隔钢板32、U型的加劲肋2空腔和上横隔钢板31；预应力索4穿入下横隔钢板32后，上钢沉箱构件11与下钢沉箱构件12在结合处焊连；

S3：在钢沉箱构件1内充填混凝土；所述预应力索4在钢沉箱构件1内填入的混凝土强度达到设计要求后张拉，张拉后预应力索4的上端通过索卡扣42固定在上横隔钢板31上；

S4：在所建工程的地下永久结构施工完成后，以不大于预应力索极限拉力拉动预应力索4，在其下端弹簧钢板41受压变形后，从下横隔钢板32中抽出预应力索4。

进一步的，S3的张拉预应力索和S4的抽出预应力索应以上钢沉箱构件11为单位均匀对称进行。

进一步的，在钢沉箱单元下沉施工各钢沉箱单元焊连的同时对应的加劲肋也焊连。

一种预应力钢板混凝土地下连续墙设计方法，以预应力钢板混凝土组合结构单元为对象进行设计，包括如下步骤：

S1：根据所建工程信息，假定预应力钢板混凝土地下连续墙墙体厚度，计算并绘制出地下连续墙中墙身各段在施工阶段和使用阶段两种工况下各自的弯矩包络图，记施工阶段墙身各段弯矩包络图中迎土面最大弯矩值为My、背土面最大弯矩值为Mb；记使用阶段墙身各段弯矩包络图中最大弯矩值为m；

S2：根据步骤S1计算所得地下连续墙使用阶段弯矩包络图的最大值m，自地下连续墙底部向上，在施工阶段弯矩包络图上找到相同弯矩m值位置，自该位置以上设计为预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件11、该位置以下设计为普通钢板混凝土地下连续墙的下钢沉箱构件12，以m值计算上钢沉箱构件11、下钢沉箱构件12的墙身钢板参数；

S3：根据步骤S1计算所得上段预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件11My、Mb和m两者的弯矩差值，确定上段预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件11中迎土面预应力索4和背土面预应力索4配置数量；

S4：按基坑支护规程计算基坑施工过程上段预应力钢板混凝土地下连续墙变形，线性叠加相应位置预应力在地下连续墙中产生的变形，与基于基坑安全等级确定的基坑围护墙侧向变形控制指标对比，若满足规定指标要求，则完成设计工作；若不满足规定指标要求，则调整所述预应力索4的配筋量，重新计算所述预应力钢板混凝土地下连续墙的变形，直至满足相关要求；

S5：若步骤S4难以满足墙体侧向变形控制指标要求，则调整步骤S1中墙体厚度假定，重新计算，直至满足相关要求。

其中，S2中，钢板混凝土地下连续墙的墙身钢板参数主要包括钢板厚度及钢板上加劲肋2数量、间距以及规格。

其中，所述迎土面预应力索4和背土面预应力索4各自承担的弯矩不大于钢板混凝土地下连续墙承担的弯矩；

根据计算所得迎土面墙体预应力索数量以及背土面墙体预应力索数量应均匀对称分别布置于迎土面以及背土面钢板的加劲肋中，允许间隔布置，每片钢板同一位置两侧加劲肋中对称布置。

本发明的优点在于：

1、预应力钢板混凝土地下连续墙，可以实现“永临结合（两墙合一）”，即钢板混凝土地下连续墙既是临时支护结构，也是地下室外墙永久结构。

2、钢板混凝土地下连续墙外壳系钢板，无需考虑传统钢筋混凝土地下连续墙的开裂、抗裂难题。

3、针对不同荷载工况产生的不同的墙体内力，结合预应力技术优点，充分发挥出预应力组合结构技术优良的力学性能，提高效率、降低造价”。

附图说明

图1为本发明钢沉箱单元平面图；

图2为下钢沉箱构件中加劲肋的横向剖面图；

图3为上钢沉箱构件中加劲肋的横向剖面图；

图4为图2、3中加劲肋A-A处的竖向剖面图；

其中：1钢沉箱构件、11上钢沉箱构件、12下钢沉箱构件、2加劲肋、31上横隔钢板、32下横隔钢板、4预应力索、41弹簧钢板 、42索卡扣。

具体实施方式

地下连续墙设计、施工是建设较深地下工程的关键。如，上海规定：开挖深度大于16m或所建工程地下室三层或三层以上的，应采用地下连续墙作为基坑支护的外围护墙。

而“永临结合（两墙合一）”（即地下连续墙既作为临时支护的外围护墙，又作为永久结构的外墙）是地下工程建设所追求的最为经济的设计。作为临时支护结构的外围护墙，地下连续墙的内力和支护结构的加撑拆撑方式、所处场地岩土水文、所处环境的控制标准等诸多因素相关；作为永久结构的外墙，地下连续墙的内力和其地下室楼层分布、场地岩土水文以及耐久性要求等诸多因素相关。前者为施工工况，后者为使用工况，要实现“永临结合（两墙合一）”，就必须包络两种工况设计。显然，两种工况对应的墙体内力是不同的，通常施工工况内力较大，是控制值；然而，施工工况又是暂时的，为该工况做大投入是不经济的。

基于此，本发明提出针对永久工况内力设计普通钢板混凝土地下连续墙，针对施工工况内力设计预应力钢板混凝土地下连续墙，以普通钢板混凝土地下连续墙基础上增设的预应力索承担两种工况的内力差。在此基础上提出相应的施工方法，即预应力索的安装、回收方法。

首先将预应力钢板混凝土地下连续墙分解为多个连续排列、连续施工的预应力钢板混凝土组合结构单元，可以是图1所示规则的矩形，也可以是转角处的异形，具体可参照普通钢筋混凝土地下连续墙单元确定方式确定单元。

以预应力钢板混凝土组合结构单元为对象进行设计。

设计步骤S1中，工程信息具体包括所建工程的基坑支护方案以及工程的地下永久结构形式等，并结合必要的工程经验综合确定钢板混凝土地下连续墙墙体厚度。实际可参照普通钢筋混凝土地下连续墙厚度确定方式确定。

以现有的岩土工程理论和规范计算出地下连续墙中墙身各段在施工阶段和使用阶段两种工况下各自的内力（其中最为关键的是弯矩）。记施工阶段墙身各段弯矩包络图（施工阶段本身有多工况，取其包络值）中最大弯矩值为My（迎土面弯矩值）和Mb（背土面弯矩值），记使用阶段墙身（包括迎土面和背土面）各段弯矩包络图（使用阶段也可能有多工况，取其包络值）中最大弯矩值为m。

针对使用阶段墙身的m值，采用纯钢结构理论（即不计组合结构单元内混凝土贡献）和现行规范（如《钢结构设计标准》）设计墙身钢板参数，包括内（即背土侧）、外（即迎土侧）钢板厚度、加劲肋数量（或间距）以及加劲肋本身规格等。

对于设计步骤S2中所述在施工阶段弯矩包络图上找到使用阶段弯矩包络图中最大弯矩m值位置，以此位置划分上钢沉箱构件11和下钢沉箱构件12，据此划分的上钢沉箱构件11和下钢沉箱构件12各自的长度，尚应加以整数化调整。在确定好上钢沉箱构件11和下钢沉箱构件12各自总长度后，再分解上钢沉箱构件11、下钢沉箱构件12为各种标准规格长度（如1m、2m、3m、4.5m、6m、9m等），再行加工拼接。

以My、Mb与m的差值确定迎土面预应力筋和背土面预应力筋数量，可参照预应力技术现行的相关规范（如《预应力钢结构技术规程》）和理论进行。

本申请所阐述的预应力钢板混凝土组合结构地下连续墙构造和设计方法，如前所述，和现有的地上组合结构受力不同、机理不同，目前尚未有相应的理论研究。本申请在确保安全的情况下，忽略组合结构内混凝土作用，采用成熟的钢结构和预应力钢结构等理论和规范进行计算，可充分发挥本申请的优点，提高效率、降低造价。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1-4所示：一种预应力钢板混凝土地下连续墙，主要由多个连续排列、连续施工的预应力钢板混凝土组合结构单元组成，所述预应力钢板混凝土组合结构单元包括：

钢沉箱构件1，为四片钢板围合形成的横截面为矩形的钢筒结构；以及

导向结构，安装于钢沉箱构件1中左、右两片钢板外侧的公母头结构；

所述钢沉箱构件1分为上钢沉箱构件11和下钢沉箱构件12，上钢沉箱构件11为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成，下钢沉箱构件12为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成；

所述钢沉箱构件1的内、外两片钢板的两侧面设有加劲肋2；上钢沉箱构件11的加劲肋2中还包括预应力索4，且上钢沉箱构件11的加劲肋2上端设有上横隔钢板31，上钢沉箱构件11的加劲肋2下端设有下横隔钢板32；

所述预应力索4穿过下横隔钢板32和上横隔钢板31并与下横隔钢板32和上横隔钢板31固定连接。

本发明中的沉箱构件为四个钢板围合形成的横截面为矩形的钢筒结构，导向结构安装于沉箱构件1中左、右两个钢板外侧，可以确保后期施工的时候，相邻的两个沉箱构件能够相互连接配合引导下沉。考虑到具体的情况，需要将沉箱构件根据下沉的情况分割为上沉箱构件11和下沉箱构件12，二者具体的参数，如钢板厚度等信息是通过具体情况进行定制。

上钢沉箱构件11为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成，下钢沉箱构件12为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成；如果沉箱单元为多个，则沉箱单元之间依次焊接形成的相应的沉箱构件。

本发明中，单个加劲肋呈封闭的U形并焊接于钢板上；在钢沉箱下沉施工时各沉箱单元焊接的同时加劲肋也焊接。

内、外两片钢板两侧面的加劲肋2呈一一对应关系且均匀分布固连于钢板内外侧面，上钢沉箱构件11的加劲肋2和下钢沉箱构件12的加劲肋2上下连续贯通。加劲肋2的横截面呈U型。

上横隔钢板31和下横隔钢板32上设有容预应力索4穿过的通孔；上横隔钢板31和下横隔钢板32的强度需满足不应在预应力索极限拉力作用下破坏。

所述的预应力索4头部设有弹簧钢板41，尾部设有索卡扣42，使得预应力索4的头部通过弹簧钢板41锁定于下横隔钢板32下且预应力索4通过索卡扣42固定在上横隔钢板31上。

一种预应力钢板混凝土地下连续墙的施工方法，它包括如下步骤：

它包括如下步骤：

S1：将下钢沉箱构件12的多个钢沉箱单元顺序焊接并下沉；若为一个钢沉箱单元则直接下沉；

S2：将上钢沉箱构件11的一个或多个钢沉箱单元顺序焊接并下沉；该过程中，所述预应力索4在上钢沉箱构件11各钢沉箱单元吊装到位前顺序穿入下横隔钢板32、U型的加劲肋2空腔和上横隔钢板31；预应力索4穿入下横隔钢板32后，上钢沉箱构件11与下钢沉箱构件12在结合处焊连；

S3：在钢沉箱构件1内充填混凝土。所述预应力索4在钢沉箱构件1内填入的混凝土强度达到设计要求后张拉，张拉后预应力索4的上端通过索卡扣42固定在上横隔钢板31上；

S4：在所建工程的地下永久结构施工完成后，以不大于预应力索极限拉力拉动预应力索4，在其下端弹簧钢板41受压变形后，从下横隔钢板32中抽出预应力索4。

进一步的，S3的张拉预应力索和S4的抽出预应力索应以上钢沉箱构件11为单位均匀对称进行。

进一步的，在钢沉箱单元下沉施工各钢沉箱单元焊连的同时对应的加劲肋也焊连。

所述预应力索应该在上沉箱构件11中最下面节段的沉箱单元吊装到位前穿入下横隔钢板，在各个中间节段的钢沉箱单元吊装到位前穿入U型的加劲肋空腔中，在上沉箱构件11中最上面节段的沉箱单元吊装到位前穿入上横隔钢板。所述预应力索的下端固定有弹簧钢板，弹簧钢板位于下横隔钢板下。

需要说明的是，所述预应力索在钢沉箱单元内填混凝土强度达到设计要求后张拉；张拉后预应力索的上端通过索卡扣固定在上横隔钢板上。

在所建工程的地下永久结构施工完成后，以不大于预应力索极限拉力拉动预应力索，在其下端弹簧钢板受压变形后，从下横隔钢板中抽出预应力索。

根据计算所得迎土面墙体预应力索数量（背土面墙体预应力索数量）应均匀对称布置于迎土面（背土面）钢板的加劲肋中，允许间隔布置，每块钢板同一位置两侧加劲肋中对称布置。张拉和抽出预应力索也应均匀对称进行。

所述上沉箱构件以及下沉箱构件内充灌的混凝土可根据需要分段配置不同强度不同配方的混凝土。另外所述预应力索承担的弯矩不宜大于普通钢板混凝土地下连续墙承担的弯矩。

一种钢板混凝土地下连续墙设计方法，它包括如下步骤：

一种预应力钢板混凝土地下连续墙设计方法，以预应力钢板混凝土组合结构单元为对象进行设计，包括如下步骤：

S1：根据所建工程信息，假定预应力钢板混凝土地下连续墙墙体厚度，计算并绘制出地下连续墙中墙身各段在施工阶段和使用阶段两种工况下各自的弯矩包络图，记施工阶段墙身各段弯矩包络图中迎土面最大弯矩值为My、背土面最大弯矩值为Mb；记使用阶段墙身各段弯矩包络图中最大弯矩值为m；

S2：根据步骤S1计算所得地下连续墙使用阶段弯矩包络图的最大值m，自地下连续墙底部向上，在施工阶段弯矩包络图上找到相同弯矩m值位置，自该位置以上设计为预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件11、该位置以下设计为普通钢板混凝土地下连续墙的下钢沉箱构件12，以m值计算上钢沉箱构件11、下钢沉箱构件12的墙身钢板参数；

S3：根据步骤S1计算所得上段预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件11My、Mb和m两者的弯矩差值，确定上段预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件11中迎土面预应力索4和背土面预应力索4配置数量；

S4：按基坑支护规程计算基坑施工过程上段预应力钢板混凝土地下连续墙变形，线性叠加相应位置预应力在地下连续墙中产生的变形，与基于基坑安全等级确定的基坑围护墙侧向变形控制指标对比，若满足规定指标要求，则完成设计工作；若不满足规定指标要求，则调整所述预应力索4的配筋量，重新计算所述预应力钢板混凝土地下连续墙的变形，直至满足相关要求；

S5：若步骤S4难以满足墙体侧向变形控制指标要求，则调整步骤S1中墙体厚度假定，重新计算，直至满足相关要求。

其中，S2中，钢板混凝土地下连续墙的墙身钢板参数主要包括钢板厚度及钢板上加劲肋2数量、间距以及规格。

其中，所述迎土面预应力索4和背土面预应力索4各自承担的弯矩不大于钢板混凝土地下连续墙承担的弯矩；

根据计算所得迎土面墙体预应力索数量以及背土面墙体预应力索数量应均匀对称分别布置于迎土面以及背土面钢板的加劲肋中，允许间隔布置，每片钢板同一位置两侧加劲肋中对称布置。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种预应力钢板混凝土地下连续墙，主要由多个连续排列、连续施工的预应力钢板混凝土组合结构单元组成，其特征在于：所述预应力钢板混凝土组合结构单元包括：

钢沉箱构件（1），为四片钢板围合形成的横截面为矩形的钢筒结构；以及

导向结构，安装于钢沉箱构件（1）中左、右两片钢板外侧的公母头结构；

所述钢沉箱构件（1）分为上钢沉箱构件（11）和下钢沉箱构件（12），上钢沉箱构件（11）为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成，下钢沉箱构件（12）为一个或多个钢沉箱单元依序上下连接构成；

所述钢沉箱构件（1）的内、外两片钢板的两侧面设有加劲肋（2）；上钢沉箱构件（11）的加劲肋（2）中还包括预应力索（4），且上钢沉箱构件（11）的加劲肋（2）上端设有上横隔钢板（31），上钢沉箱构件（11）的加劲肋（2）下端设有下横隔钢板（32）；

所述预应力索（4）穿过下横隔钢板（32）和上横隔钢板（31）并与下横隔钢板（32）和上横隔钢板（31）固定连接；

内、外两片钢板两侧面的加劲肋（2）呈一一对应关系且均匀分布固连于钢板内外侧面，上钢沉箱构件（11）的加劲肋（2）和下钢沉箱构件（12）的加劲肋（2）上下连续贯通；加劲肋（2）的横截面呈U型；

所述的预应力索（4）头部设有弹簧钢板（41），尾部设有索卡扣（42），使得预应力索（4）的头部通过弹簧钢板（41）锁定于下横隔钢板（32）下且预应力索（4）通过索卡扣（42）固定在上横隔钢板（31）上。

2.根据权利要求1所述的一种预应力钢板混凝土地下连续墙，其特征在于：上横隔钢板（31）和下横隔钢板（32）上设有容预应力索（4）穿过的通孔；上横隔钢板（31）和下横隔钢板（32）的强度需满足不应在预应力索极限拉力作用下破坏。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种预应力钢板混凝土地下连续墙的施工方法，其特征在于：它包括如下步骤：

S1：将下钢沉箱构件（12）的多个钢沉箱单元顺序焊接并下沉；若为一个钢沉箱单元则直接下沉；

S2：将上钢沉箱构件（11）的一个或多个钢沉箱单元顺序焊接并下沉；该过程中，所述预应力索（4）在上钢沉箱构件（11）各钢沉箱单元吊装到位前顺序穿入下横隔钢板（32）、U型的加劲肋（2）空腔和上横隔钢板（31）；预应力索（4）穿入下横隔钢板（32）后，上钢沉箱构件（11）与下钢沉箱构件（12）在结合处焊连；

S3：在钢沉箱构件（1）内充填混凝土；所述预应力索（4）在钢沉箱构件（1）内填入的混凝土强度达到设计要求后张拉，张拉后预应力索（4）的上端通过索卡扣（42）固定在上横隔钢板（31）上；

S4：在所建工程的地下永久结构施工完成后，以不大于预应力索极限拉力拉动预应力索（4），在其下端弹簧钢板（41）受压变形后，从下横隔钢板（32）中抽出预应力索（4）。

4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：S3的张拉预应力索和S4的抽出预应力索应以上钢沉箱构件（11）为单位均匀对称进行。

5.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：在钢沉箱单元下沉施工各钢沉箱单元焊连的同时对应的加劲肋也焊连。

6.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种预应力钢板混凝土地下连续墙的设计方法，其特征在于：以预应力钢板混凝土组合结构单元为对象进行设计，包括如下步骤：

S1：根据所建工程信息，假定预应力钢板混凝土地下连续墙墙体厚度，计算并绘制出地下连续墙中墙身各段在施工阶段和使用阶段两种工况下各自的弯矩包络图，记施工阶段墙身各段弯矩包络图中迎土面最大弯矩值为My、背土面最大弯矩值为Mb；记使用阶段墙身各段弯矩包络图中最大弯矩值为m；

S2：根据步骤S1计算所得地下连续墙使用阶段弯矩包络图的最大值（m），自地下连续墙底部向上，在施工阶段弯矩包络图上找到相同弯矩（m）值位置，自该位置以上设计为预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件（11）、该位置以下设计为普通钢板混凝土地下连续墙的下钢沉箱构件（12），以m值计算上钢沉箱构件（11）、下钢沉箱构件（12）的墙身钢板参数；

S3：根据步骤S1计算所得上段预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件（11）My、Mb和m两者的弯矩差值，确定上段预应力钢板混凝土地下连续墙的上钢沉箱构件（11）中迎土面预应力索（4）和背土面预应力索（4）配置数量；

S4：按基坑支护规程计算基坑施工过程上段预应力钢板混凝土地下连续墙变形，线性叠加相应位置预应力在地下连续墙中产生的变形，与基于基坑安全等级确定的基坑围护墙侧向变形控制指标对比，若满足规定指标要求，则完成设计工作；若不满足规定指标要求，则调整所述预应力索（4）的配筋量，重新计算所述预应力钢板混凝土地下连续墙的变形，直至满足相关要求；

S5：若步骤S4难以满足墙体侧向变形控制指标要求，则调整步骤S1中墙体厚度假定，重新计算，直至满足相关要求。

7.根据权利要求6所述的一种预应力钢板混凝土地下连续墙设计方法，其特征在于：S2中，钢板混凝土地下连续墙的墙身钢板参数主要包括钢板厚度及钢板上加劲肋（2）数量、间距以及规格。

8.根据权利要求6所述的一种预应力钢板混凝土地下连续墙设计方法，其特征在于：所述迎土面预应力索（4）和背土面预应力索（4）各自承担的弯矩不大于钢板混凝土地下连续墙承担的弯矩；

根据计算所得迎土面墙体预应力索数量以及背土面墙体预应力索数量应均匀对称分别布置于迎土面以及背土面钢板的加劲肋中，允许间隔布置，每片钢板同一位置两侧加劲肋中对称布置。