地基基礎(chǔ)與地下空間工程技術(shù)

1、地基基礎(chǔ)與地下空間工程技術(shù) 中國建筑股份有限公司單彩杰地基基礎(chǔ)與地下空間工程技術(shù)1.1 灌注樁后注漿技術(shù)1.2 長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)1.3 水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）復(fù)合地基技術(shù)1.4真空預(yù)壓法加固軟基技術(shù)1.5 土工合成材料應(yīng)用技術(shù)1.6 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)1.7 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)1.8 工具式組合內(nèi)支撐技術(shù)地基基礎(chǔ)與地下空間工程技術(shù)1.9 逆作法施工技術(shù)1.10 爆破擠淤法技術(shù)1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù)1.12 非開挖埋管技術(shù)1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)1.14 盾構(gòu)施工技術(shù)1.15 智能化氣壓沉箱施工技術(shù)1.16 雙聚能預(yù)裂與光面爆破綜合技術(shù)1.1 灌注樁后注

2、漿技術(shù) 早在60年代初，國外就開發(fā)出解決灌注樁樁底沉渣和樁身泥皮的后注漿技術(shù)。國外的樁底后注漿裝置大體可分為以下幾種：預(yù)埋于樁底的裝有碎石的預(yù)載箱、注漿腔、U形管閥；樁側(cè)后注漿裝置為設(shè)置于鋼筋籠上的帶套袖閥的鋼管。國外灌注樁后注漿技術(shù)的特點是工藝復(fù)雜，附加費用高，樁側(cè)注漿需在成樁后2天內(nèi)通過高壓射水沖破混凝土保護(hù)層來實施。 背景 我國關(guān)于灌注樁后注漿的最早報道，是交通部一航局設(shè)計院1974年在天津塘沽采用，北京市建研所等的試驗。80年代初，采用PVC管作為注漿管進(jìn)行后注漿試驗。上述兩單位的技術(shù)當(dāng)時是在干作業(yè)灌注樁中試驗和應(yīng)用的，因此注漿閥無需具備抵抗泥漿和靜止水壓力的功能，且樁長較短，相對簡單

3、。90年代初，在徐州和鄭州地區(qū)有關(guān)于后注漿技術(shù)應(yīng)用于泥漿護(hù)壁灌注樁工程的報道，前者是將2根注漿管埋設(shè)在樁底虛土的碎石中，先由一管注入清水，由另一管排除泥漿，隨后注入水泥漿，其承載力增幅較小；背景 后者由西南交通大學(xué)巖土所與鄭州鐵路局鄭州設(shè)計院進(jìn)行的某橋梁樁基注漿試驗，是在樁底設(shè)置橡膠囊，由帶鋼球的單向閥鋼管與注漿腔相聯(lián)，成樁后向囊中注漿，其加固機(jī)理主要靠注漿囊的膨脹壓密和擴(kuò)底作用，同時應(yīng)用套管法于成樁后12小時內(nèi)沖破混凝土保護(hù)層實施樁側(cè)注漿的試驗?？偟恼f來，上述國內(nèi)灌注樁后注漿裝置與國外技術(shù)類似，安裝較復(fù)雜，成本高，且與樁體施工有一定程度交叉。基本概念灌注樁后注漿（post grouting

4、for cast-in-situ pile,簡寫PPG）是指在灌注樁成樁后一定時間，通過預(yù)設(shè)在樁身內(nèi)的注漿導(dǎo)管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入水泥漿，使樁端、樁側(cè)土體（包括沉渣和泥皮）得到加固，從而提高單樁承載力，減小沉降。灌注樁后注漿是一種提高樁基承載力的輔助措施，而不是成樁方法。后注漿的效果取決于土層性質(zhì)、注漿的工藝流程、參數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)等因素?；驹?灌注樁后注漿提高承載力的機(jī)理：一是通過樁底和樁側(cè)后注漿加固樁底沉渣（虛土）和樁身泥皮，二是對樁底和樁側(cè)一定范圍的土體通過滲入（粗顆粒土）、劈裂（細(xì)粒土）和壓密（非飽和松散土）注漿起到加固作用，從而增大樁側(cè)阻力和樁端阻力，提高單樁承載力，減少

5、沉降。在優(yōu)化工藝參數(shù)的條件下，可使單樁承載力提高40% 120%，粗粒土增幅高于細(xì)粒土，樁側(cè)、樁底復(fù)式注漿高于樁底注漿；樁基沉降減小30%左右?？衫妙A(yù)埋于樁身的后注漿鋼導(dǎo)管進(jìn)行樁身完整性超聲檢測，注漿用導(dǎo)管可取代等承載力樁身縱向鋼筋。施工要點1 樁底后注漿導(dǎo)管及注漿閥數(shù)量宜根據(jù)樁徑大小設(shè)置，對于dl000mm的樁，宜沿鋼筋籠圓周對稱設(shè)置2根；對于d600mm的樁，可設(shè)置1根；對于1000mmd2000mm的樁，宜對稱設(shè)置34根；2管閥應(yīng)能承受1MPa以上靜水壓力；管閥外部保護(hù)層應(yīng)能抵抗砂、石等硬質(zhì)物的刮撞而不至使管閥受損；施工要點3 漿液的水灰比應(yīng)根據(jù)土的飽和度、滲透性確定，對于飽和土宜為0

6、.50.7，對于非飽和土宜為0.70.9(松散碎石土、砂礫宜為0.50.6)；低水灰比漿液宜摻入減水劑；地下水處于流動狀態(tài)時，應(yīng)摻入速凝劑；4 樁底注漿終止工作壓力應(yīng)根據(jù)土層性質(zhì)、注漿點深度確定，對于風(fēng)化巖、非飽和粘性土、粉土，宜為510Mpa；對于飽和土層宜為1.56Mpa，軟土取低值，密實粘性土取高值；樁側(cè)注漿終止壓力宜為樁底注漿終止壓力的12；5 注漿流量不宜超過75Lmin：6. 單樁注漿量的設(shè)計主要應(yīng)考慮樁的直徑、長度、樁底樁側(cè)土層性質(zhì)、單樁承載力增幅、是否復(fù)式注漿等因素確定 。7 承載力估算公式： 灌注樁經(jīng)后注漿處理后的單樁極限承載力，應(yīng)通過靜載試驗確定，在沒有地方經(jīng)驗的情況下，可

7、按下式預(yù)估單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。式中 qski 、qpk 極限側(cè)阻力和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，按JGJ94-94或有關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)取值； U、Ap 樁身周長和樁底面積si p 側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)，可參考以下取值范圍 si：1.22.0； 1.23.0，細(xì)顆粒土取低值，粗顆粒土取高值。首都機(jī)場18000余根灌注樁全部采用后注漿技術(shù)，縮短工期4個月，節(jié)約投資1億多。1.2 長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù) 長螺旋鉆孔壓灌樁技術(shù)是采用長螺旋鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計標(biāo)高，利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出，邊壓灌混凝土邊提升鉆頭直至成樁，然后利用專門振動裝置將鋼筋籠一次插入混凝土樁體，形成鋼筋混凝土灌注樁。后插入鋼筋籠的工序應(yīng)

8、在壓灌混凝土工序后連續(xù)進(jìn)行。與普通水下灌注樁施工工藝相比，長螺旋鉆孔壓灌樁施工，由于不需要泥漿護(hù)壁，無泥皮，無沉渣，無泥漿污染，施工速度快，造價較低。施工工藝1. 螺旋鉆機(jī)就位；2. 啟動馬達(dá)鉆孔至預(yù)定標(biāo)；3. 砼泵將攪拌好的砼通過鉆桿內(nèi)管壓至鉆頭底端，邊壓砼邊拔管直至成素砼樁；4. 將制作好的鋼筋籠與鋼筋籠導(dǎo)入管連接并吊起，移至已成素砼樁的樁孔內(nèi)；5. 起吊振動錘至籠頂，通過振動錘下的夾具夾住鋼筋籠導(dǎo)入管；6. 啟動振動錘通過導(dǎo)入管將鋼筋籠送入樁身砼內(nèi)至設(shè)計標(biāo)高；7. 邊振動邊拔管將鋼筋籠導(dǎo)入管拔出，并使樁身砼振搗密實。其施工流程如圖所示。與該施工工藝配套的主要施工設(shè)備包括長螺旋鉆機(jī)、砼輸送

9、泵、鋼筋籠導(dǎo)入管、夾具、振動錘。長螺旋鉆機(jī)、砼輸送泵）采用目前市場上常規(guī)型號的機(jī)械設(shè)備，其動力性能和砼輸送泵功率的選擇根據(jù)樁徑及樁長確定。 技術(shù)要點1. 長螺旋鉆孔泵送砼成樁技術(shù) 2. 振動錘及夾具3. 鋼筋籠導(dǎo)入管4. 導(dǎo)入管與鋼筋籠的連接方式長螺旋水下成樁工藝與設(shè)備施工便捷、無泥漿或水泥漿污染、噪音小、效率高、成本低，是一種很好的灌注樁施工方法。該工法施工的單樁承載力高于普通的泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，成樁質(zhì)量穩(wěn)定。與泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁相比，該工法的施工效率是其施工效率的45倍，施工費用是其施工費用的72%，節(jié)約費用約28%；與長螺旋鉆孔無砂砼樁相比，該工法的施工效率是其施工效率的1.21.5倍

10、，施工費用是其施工費用的51%，節(jié)約費用約49%。鋼筋籠導(dǎo)入管與鋼筋籠巧妙連接，將激振力傳至鋼筋籠底部，通過下拉力有效地將鋼筋籠下至設(shè)計標(biāo)高。鋼筋籠導(dǎo)入管的振動，使樁身砼密實，樁身砼質(zhì)量更有保證。技術(shù)指標(biāo)1 混凝土中可摻加粉煤灰或外加劑，每方混凝土的粉煤灰摻量宜為7090kg。2 混凝土中粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒徑不宜大于30mm。 3 混凝土塌落度宜為180220mm。4 提鉆速度：宜為1.21.5m/min。5長螺旋鉆孔壓灌樁的充盈系數(shù)宜為1.01.2。6 樁頂混凝土超灌高度不宜小于0.30.5m。7 鋼筋籠插入速度宜控制在1.21.5m/min。設(shè)計施工可依據(jù)現(xiàn)行建筑樁基技術(shù)規(guī)范J

11、GJ94進(jìn)行。 適用范圍適用于地下水位較高，易塌孔，且長螺旋鉆孔機(jī)可以鉆進(jìn)的地層。北京京東方項目投入長螺旋成套設(shè)備16臺，完成工程樁6195根，總延米148700米，樁身砼總方量42520m3。1.3 水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）復(fù)合地基技術(shù) 水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、砂加水拌合形成的高粘結(jié)強(qiáng)度樁（以下簡稱CFG樁），通過在建筑物基礎(chǔ)和樁頂之間設(shè)置一定厚度的褥墊層保證樁、土共同承擔(dān)荷載，使樁、樁間土和褥墊層一起構(gòu)成復(fù)合地基。CFG樁復(fù)合地基適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)完成的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗或通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。采用CFG樁復(fù)合地基對建筑

12、物進(jìn)行地基處理設(shè)計時，除滿足復(fù)合地基承載力和變形條件外，還要考慮以下諸多因素進(jìn)行綜合分析，確定設(shè)計參數(shù)：技術(shù)要點1 地基處理目的 設(shè)計時必須明確地基處理是為了解決地基承載力問題、變形問題還是液化問題，解決問題的目的不同采用的工藝、設(shè)計方法、布樁形式均不同。2 建筑物結(jié)構(gòu)布置及荷載傳遞如建筑物是單體還是群體，體型是簡單還是復(fù)雜，結(jié)構(gòu)布置是均勻還是存在偏心荷載，主體建筑物是否帶有裙房或地下車庫，建筑物是否存在轉(zhuǎn)換層或地下大空間結(jié)構(gòu)，建筑物通過墻、柱和核心筒傳到基礎(chǔ)的荷載擴(kuò)散到基底的范圍及均勻性等?？傊谠O(shè)計時必須認(rèn)真分析結(jié)構(gòu)傳遞荷載的特點以及建筑物對變形的適應(yīng)能力，做到合理布樁，地基處理方可達(dá)到

13、預(yù)期目的，保證建筑物安全。技術(shù)要點3 場地土質(zhì)的變化對復(fù)合地基施工工藝的選擇和設(shè)計參數(shù)的確定有著密切的關(guān)系，因此在設(shè)計時需認(rèn)真閱讀勘察報告，仔細(xì)分析場地土質(zhì)特點。不僅要閱讀綜合統(tǒng)計指標(biāo)，而且要閱讀每個孔點的試驗指標(biāo)。通過對場地土的了解，對荷載情況、地基處理要求等綜合分析，考慮采用何種布樁形式。工程中，CFG樁采用的布樁形式有等樁長布樁、不等樁長布樁、長短樁間作布樁以及與其它樁型聯(lián)合使用布樁等。4 施工設(shè)備和施工工藝選用的設(shè)備穿透土層能力和最大施工樁長能否滿足要求，施工時對樁間土和已打樁是否會造成不良影響。5 場地周圍環(huán)境場地周圍環(huán)境情況是設(shè)計時確定施工工藝的一個重要因素。當(dāng)場地離居民區(qū)較近等，

14、施工不宜選擇振動成樁工藝，而應(yīng)選擇無振動低噪音的施工工藝，如長螺旋鉆管內(nèi)泵壓CFG樁工法；若場地位于空曠地區(qū)，且地基土主要為松散的粉細(xì)砂或填土，選用振動沉管打樁機(jī)施工顯然是適宜的。設(shè)計流程CFG樁復(fù)合地基設(shè)計主要確定5個參數(shù)，分別為樁長、樁徑、樁間距、樁體強(qiáng)度、褥墊層厚度及材料。設(shè)計程序如圖所示。 沉降計算地基處理后的變形計算應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。復(fù)合土層的分層與天然地基相同，各復(fù)合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的 倍， 值可按下式確定復(fù)合地基的變形計算經(jīng)驗系數(shù)應(yīng)根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料統(tǒng)計確定，無經(jīng)驗資料時可采用表中數(shù)值。1.4真空預(yù)壓法加固

15、軟基技術(shù) 真空預(yù)壓法加固軟基技術(shù)在1952年首先由瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院的W.杰爾曼教授（W.Kjellman）提出。1957年，天津大學(xué)在室內(nèi)進(jìn)行了真空預(yù)壓試驗，試驗將配置均勻的黏土分四層填入20cm的圓筒中，利用真空泵抽真空，保持負(fù)壓在80kPa情況下連續(xù)抽氣84h后，對軟土進(jìn)行檢測，含水量由抽氣前的86降至52，說明有明顯的加固效果。1960年，天津港務(wù)局在現(xiàn)場作了較大比尺的模型試驗，平面尺寸為12m4m，排水砂井深2m，抽真空120h，雖取得一定的效果，但真空度較低，僅達(dá)到26kPa，故未能推廣應(yīng)用。中港第一航務(wù)工程局自1980年起在天津港進(jìn)行了小面積的現(xiàn)場試驗，試驗分為砂墊層真空預(yù)壓和袋裝

16、砂井真空預(yù)壓，試驗面積各為25m50m，試驗初期密封膜采用的是1mm厚的合成革，抽真空設(shè)備則引入了降水設(shè)備射流泵。由于抽真空設(shè)備選用正確，使試驗區(qū)的真空度形成并能維持在80kPa左右，達(dá)到了預(yù)期的目的。后經(jīng)過加固效果檢驗，袋裝砂井真空預(yù)壓法顯示出了強(qiáng)大的生命力，受到了人們高度重視。1983年，該項目經(jīng)國家計委批準(zhǔn)納入國家“六五”科技攻關(guān)項目，在三年的試驗研究中，科研人員從理論探討，到室內(nèi)試驗、現(xiàn)場試驗，進(jìn)行了260m2的探索試驗，550m2和1250m2的中間試驗，以及18300m2的典型施工，3萬m2生產(chǎn)應(yīng)用，逐步改進(jìn)和完善了真空預(yù)壓的施工工藝、密封膜的材料性能、抽真空設(shè)備等，搞清了真空預(yù)壓

17、法的加固機(jī)理。該項目獲得圓滿成功，并于1985年12月通過國家鑒定。 基本原理真空預(yù)壓作用下土體的固結(jié)過程，是在總應(yīng)力基本保持不變的情況下，孔隙水壓力降低，有效應(yīng)力增長的過程。 由于塑料密封膜使被加固土體得到密封并與大氣壓隔離，當(dāng)采用抽真空設(shè)備抽真空時，砂墊層和垂直排水通道內(nèi)的孔隙水壓力迅速降低。土體內(nèi)的孔隙水壓力隨著排水通道內(nèi)孔隙壓力的降低（形成壓力梯度）而逐漸降低。根據(jù)太沙基有效應(yīng)力原理，當(dāng)總應(yīng)力不變時，孔隙水壓力的降低值全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力的增加值。 因抽真空設(shè)備理論上最大只能降低一個大氣壓（絕對壓力零點），所以真空預(yù)壓工程上的等效預(yù)壓荷載理論極限值為100kPa，現(xiàn)在的工藝水平一般能達(dá)到

18、80kPa95kPa?；驹碚婵疹A(yù)壓法如圖1.1a)所示。首先，在需要加固的地基上鋪設(shè)水平排水墊層（如砂墊層等）和打設(shè)垂直排水通道（袋裝砂井或塑料排水板等）。在砂墊層上鋪設(shè)塑料密封膜并使其四周埋設(shè)于不透氣層頂面以下至少50cm，使之與大氣壓隔離。然后采用抽真空裝置（射流泵）降低被加固地基內(nèi)孔隙水壓力，使其地基內(nèi)有效應(yīng)力增加，從而使土體得到加固。特點a真空預(yù)壓法加固的土體的密實度比同等條件下堆載預(yù)壓加固法高。加固效果比同等條件下堆載預(yù)壓加固法要好，特別適用于超軟地基加固。b無須控制加荷速率，無須分級，加固速度快，工期短。c施工機(jī)具和設(shè)備簡單，便于操作，施工方便，作業(yè)效率高，適于大規(guī)模地基加固，

19、易于推廣應(yīng)用。d不需要大量堆載材料、無噪音、無振動、不污染環(huán)境。d在堆載材料來源緊張、價格高的地區(qū)，真空預(yù)壓的費用低于堆載預(yù)壓，但是真空預(yù)壓需要充足、連續(xù)的電力供應(yīng)；加固時間不宜過長，否則，加固費用可能高于同等的堆載預(yù)壓。技術(shù)要點真空預(yù)壓法設(shè)計的主要內(nèi)容有勘察、設(shè)計參數(shù)選取、排水系統(tǒng)設(shè)計、排氣系統(tǒng)設(shè)計、驗證滿足設(shè)計荷載所需要的強(qiáng)度、固結(jié)時間、工后沉降等。1 勘察：土層分布、地下水、軟土特征指標(biāo)等。2 參數(shù)選取： 預(yù)壓荷載 80-90kPa固結(jié)度可取80，85，90和95加固范圍及分區(qū)(單塊加固面積1-3萬平米)3 排水系統(tǒng)設(shè)計：由地表水平向排水層和豎向排水體組成。4抽氣系統(tǒng):由砂墊層中鋪設(shè)的濾

20、管、密封膜、射流泵組成.5 計算:固結(jié)度，沉降，穩(wěn)定分析施工1.場地整平, 對原地面進(jìn)行方格網(wǎng)測量，準(zhǔn)確確定場地標(biāo)高。2.鋪設(shè)砂墊層,水平排水體一般采用透水性好的中粗砂.3.打設(shè)塑料排水板4.抽真空 :真空設(shè)備在安裝前應(yīng)進(jìn)行試運轉(zhuǎn)，空抽時必須達(dá)到98kPa以上的真空吸力，安裝時要保持平穩(wěn)，且與濾管連接牢固后才可接通電源。密封膜埋入壓膜溝后，基本確認(rèn)密封膜無孔洞時，且真空度達(dá)到50kPa后，可在密封膜上覆水。加固區(qū)膜下真空度在7d10d內(nèi)應(yīng)達(dá)到80kPa以上，否則應(yīng)查找原因及時處理。經(jīng)過幾天的試抽氣。在正式抽氣期間，真空泵的開啟數(shù)量不得少于總數(shù)的80。5.停泵卸載:根據(jù)地基加固過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)的分

21、析、計算，滿足設(shè)計要求后，即，有效真空預(yù)壓時間不少于設(shè)計中的真空預(yù)壓滿載時間；實測地面沉降速率連續(xù)5d10d平均沉降量不大于1.0mm/d2.0mm/d；按實測沉降曲線推算的固結(jié)度達(dá)到設(shè)計要求，工后沉降滿足設(shè)計要求，就可以停泵卸載。適用范圍第四紀(jì)后期形成的海相、瀉湖相、溺谷相和湖泊相的黏性土沉積物或河流沖積物，有的屬于新近淤積物，大部分是飽和的，稱為軟黏土。這種土的特點是含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性差，不易作為天然地基使用。此類土在工程建設(shè)中經(jīng)常遇到，需要進(jìn)行加固處理。真空預(yù)壓法適用于加固上述飽和軟黏土地基，特別適于新吹填土、超軟土地基，尤其是進(jìn)行大面積的地基處理工程。應(yīng)用1989年，法

22、國梅納公司（Menard）技術(shù)人員來我國，參觀了天津港真空預(yù)壓施工現(xiàn)場，并與有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了座談。此后，該公司采用真空預(yù)壓技術(shù)在法國進(jìn)行了15萬m2工業(yè)廠房、高速公路加固施工。在越南協(xié)福電廠成功應(yīng)用。真空預(yù)壓加固法目前已成為國內(nèi)加固軟土地基的一種行之有效的方法。近二十年來，在港口、高速公路、機(jī)場跑道、廠房地基、電廠場區(qū)等工程中廣泛應(yīng)用，為國家建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。1.5 土工合成材料應(yīng)用技術(shù) 織造型土工織物在我國的應(yīng)用大致是從20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用于護(hù)岸工程，進(jìn)入80年代，隨著土工材料增多，復(fù)合型軟體排開始用于防止河岸沖刷，織造型布還普遍應(yīng)用于土袋、石枕及軟土地基加固。到80年代中期，無紡布的應(yīng)

23、用已很快推廣到儲灰壩、尾礦壩、水墜壩、海岸護(hù)坡和港口碼頭及地基處理等工程。塑料排水板的應(yīng)用開始于1981年，混凝土模袋護(hù)坡始用于江蘇省的南官河口岸，到80年代末，以推廣到全國七、八個省市。其他土工合成材料如土工網(wǎng)、土工格柵、土工帶、土工錨桿、泡沫塑料等也在我國土木建筑中得到大量應(yīng)用。功能土工合成材料是一種新型的巖土工程材料,分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復(fù)合型土工合成材料，其功能是多方面的，但歸納起來可以概括為 反濾、排水、隔離、加筋、 防滲、防護(hù)等六大功能。有些土工合成材料在工程中所起到的功能可能不是單一的，如加筋墊層中的土工織物既起加筋作用，又起隔離作用。又如土工織物軟體排，既起

24、護(hù)底、固灘作用，又起加筋和反濾作用。因此，在工程應(yīng)用中既要按其主要作用進(jìn)行設(shè)計，又要兼顧其它需要。常見加筋支擋結(jié)構(gòu)形式土工織物充填袋斷面結(jié)構(gòu)適用范圍土工合成材料在我國不僅已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑工程的各種領(lǐng)域，而且已成功地研究、開發(fā)了成套的應(yīng)用技術(shù)。在我國各行業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)中，土工合成材料主要應(yīng)用于濾層、加筋墊層、加筋擋墻、陡坡及碼頭岸坡、土工織物軟體排、充填袋、模袋混凝土、塑料排水板、土工膜防滲墻和防滲鋪蓋、軟式透水管和排水盲溝、治理路基和路面病害以及三維網(wǎng)墊邊坡防護(hù)應(yīng)用等。1.6 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù) 國外土釘墻技術(shù)起源有二：20世紀(jì)50年代形成的新奧法（NATM）和60年代初期最早在法國發(fā)展起來的加

25、筋土技術(shù)。70年代，德國、法國、美國、西班牙、巴西、匈牙利、日本等國家?guī)缀踉谕粫r期各自獨立開始了現(xiàn)代土釘墻技術(shù)的研究與應(yīng)用。國際上有詳細(xì)記載的第一個土釘墻工程是1972年法國在凡爾塞附近的一處鐵路路塹的邊坡支護(hù)工程，德國1979年在斯圖加特建造了第一個永久性土釘墻工程，美國有詳細(xì)記載的一個工程是1976年在波特蘭市一所醫(yī)院擴(kuò)建工程的基礎(chǔ)開挖。1979年巴黎地基加固國際會議之后，由于各國信息交流，改變了以前各自獨立研究狀態(tài)，使得土釘墻技術(shù)得到迅速發(fā)展和應(yīng)用，1990年在美國召開的擋土結(jié)構(gòu)國際學(xué)術(shù)會議上，土釘墻作為一個獨立的專題與其它支擋形式并列，成為了一個獨立的地基加固學(xué)科分支。國內(nèi)發(fā)展 國內(nèi)

26、土釘墻技術(shù)的起源也有二：一是國外的土釘墻技術(shù)，二是在國內(nèi)地下工程中應(yīng)用廣泛的噴錨技術(shù)。土釘墻由于自身固有缺陷在某些場合不適用，需要與其它支護(hù)構(gòu)件聯(lián)合使用，這樣復(fù)合土釘墻技術(shù)便應(yīng)運而生。 復(fù)合土釘墻是將普通土釘墻與一種或幾種構(gòu)件有機(jī)組合成的復(fù)合支護(hù)體系，構(gòu)成要素主要有土釘(鋼筋土釘或鋼管土釘)，預(yù)應(yīng)力錨桿(索)，截水帷幕，微型樁，掛網(wǎng)噴射混凝土面層，原位土體等。 復(fù)合土釘墻的基本形式 預(yù)應(yīng)力錨桿、截水帷幕及微型樁或單獨或組合與基本型土釘墻復(fù)合，形成了7種復(fù)合形式：（a）土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿；（b）土釘墻+截水帷幕；（c）土釘墻+微型樁；（d）土釘墻+截水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿；（e）土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)

27、力錨桿；（f）土釘墻截水帷幕+微型樁；（g）土釘墻+截水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿，其中第三種應(yīng)用最多.復(fù)合土釘墻支護(hù)的基本原理1. 截水帷幕：截水同時兼作支擋結(jié)構(gòu)并形成垂直開挖面，其支擋效果是通過具有一定厚度和強(qiáng)度的帷幕的抗剪作用而產(chǎn)生的。2. 噴射砼及土釘：起到對土體的加固、封閉和局部穩(wěn)定作用。3. 微型樁（可稱弱樁）：發(fā)揮超前支護(hù)和局部穩(wěn)定作用。4, 預(yù)應(yīng)力錨桿(索)：將土、水、外荷載產(chǎn)生的拉力傳遞到深部穩(wěn)定的巖土層中，利用其潛能達(dá)到穩(wěn)定的目的，并通過預(yù)加應(yīng)力達(dá)到主動加固的效果。整體穩(wěn)定性分析土釘墻設(shè)計時必須要進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析。此外還應(yīng)進(jìn)行抗隆起穩(wěn)定性驗算及抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算。整體穩(wěn)定性驗

28、算可采用簡化圓弧滑動面條分法,與普通土釘墻的不同之處在于計算公式中除了土體、土釘外，還必須考慮預(yù)應(yīng)力錨桿、截水帷幕和微型樁的作用。計算簡圖如下:技術(shù)指標(biāo)及構(gòu)造參數(shù)1. 坡型：可根據(jù)工程地質(zhì)和工程環(huán)境條件設(shè)計為放坡型、直立型或混合型。 2. 帷幕：一般采用水泥土樁，設(shè)置12排。帷幕深度應(yīng)插入下臥不透水層1.52.0m。3. 土釘：長度宜為開挖深度的0.52倍，間距宜為12m，與水平面夾角宜為815，孔徑宜為80100mm； 鋼筋土釘宜采用直徑1628mm的HRB335螺紋鋼筋，鋼管土釘宜采用4857厚度3.05.0mm熱軋或無縫鋼管；4. 掛網(wǎng)噴射砼面層：強(qiáng)度一般C20C25，面層厚80120m

29、m；鋼筋網(wǎng)一般采用68，網(wǎng)格200200250250mm；5. 微型樁：一般采用直徑250400mm的鉆孔灌柱樁或鋼管、木樁等，鉆孔樁骨架可為鋼筋籠、工字鋼或鋼管，樁體材料可為砼、砂漿或水泥凈漿；長度一般伸入基坑底部以下24m，縱向間距12m；6. 預(yù)應(yīng)力錨桿：預(yù)應(yīng)力錨桿一般用于深度8m以上的基坑，預(yù)應(yīng)力錨桿的位置多布于土釘墻的中、下部；預(yù)應(yīng)力錨桿可采用級鋼筋，精軋螺紋鋼筋或鋼絞線；復(fù)合土釘墻中的預(yù)應(yīng)力錨桿噸位不宜太高； 預(yù)應(yīng)力錨桿的布置及鎖定預(yù)拉力應(yīng)考慮與土釘變形相協(xié)調(diào)。施工要點1)施工程序: 復(fù)合土釘墻的施工應(yīng)按以下順序進(jìn)行： 放線定位施作截水帷幕和微型樁分層開挖噴射第一層砼土釘及預(yù)應(yīng)力錨

30、桿鉆孔安裝掛網(wǎng)噴射第二層砼（無預(yù)應(yīng)力錨桿部位）養(yǎng)護(hù)48h后繼續(xù)分層下挖（布置預(yù)應(yīng)力錨桿部位）漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求并張拉鎖定后繼續(xù)分層開挖2)土方開挖與噴錨支護(hù)的配合 土方開挖與土釘噴射砼等工藝的密切配合是確保復(fù)合土釘墻支護(hù)順利施工的重要環(huán)節(jié)，最好由一個施工單位總包，統(tǒng)一安排。土方開挖必須嚴(yán)格遵循分層、分段、平衡、適時等原則。 3)土釘施工:在普通土釘墻中，主要采用鋼筋土釘.地下水位以上，或有一定自穩(wěn)能力的地層中，鋼筋土釘和鋼管土釘均可采用；但地下水位以下，軟弱土層，砂質(zhì)土層等，由于成孔困難，則應(yīng)采用鋼管土釘。施工要點4)鋼管土釘施工：鋼管土釘不需先成孔，它是通過專用設(shè)備直接打入土層，并通過管壁

31、與土層的摩阻力產(chǎn)生錨拉力達(dá)到穩(wěn)定的目的。保證較高的摩阻力是其成敗的關(guān)鍵，鋼管施工應(yīng)注意：一、鋼管土釘在土層中禁止引孔（帷幕除外），由于設(shè)備能力不夠而造成土釘不能全部被打進(jìn)時，則應(yīng)更換設(shè)備；二是土釘外端應(yīng)有足夠的自由段長度，自由段一般不小于3m，不開孔，靠其與土層之間的緊密貼合保證里段有較高的注漿壓力和注漿量，提高加固和錨固效果；三是在帷幕上開孔的土釘，土釘安裝后應(yīng)對孔口進(jìn)行封閉，防止?jié)B水漏水。1.7 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)1 原理與制作工藝: 水泥土攪拌樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)無法承受較大彎矩與剪力，插入其中的型鋼或工字鋼可大大改善墻體受力。型鋼或工字鋼主要用來承受彎矩與剪力，水泥土主要用來止

32、水防滲，對型鋼還有圍箍作用。 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)同時具有抵抗側(cè)向土水壓力和阻止地下水滲漏的功能，主要用于深基坑支護(hù)。其制作工藝是：通過特制的多軸深層攪拌機(jī)自上而下將施工場地原位土體切碎，同時從攪拌頭處將水泥漿等固化劑注入土體并與土體攪拌均勻，通過連續(xù)的重疊搭接施工，形成水泥土地下連續(xù)墻；在水泥土硬凝之前，將型鋼插入墻中，形成型鋼與水泥土的復(fù)合墻體。實際工程應(yīng)用中主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：I型是在水泥土墻中插入斷面較大H型，主要利用型鋼承受水土側(cè)壓力，水泥土墻僅作為止水帷幕，基本不考慮水泥土的承載作用和與型鋼的共伺工作，型鋼一般需要涂抹隔離劑，待基坑工程結(jié)束之后將H型鋼拔除，以節(jié)省鋼材。II

33、型是在水泥土墻內(nèi)外兩側(cè)應(yīng)力較大的區(qū)域插入斷面較小的工字鋼等型鋼，利用水泥土與型鋼的共同工作，共同承受水土壓力并具有止水帷幕的功能。1.7 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)2 作用機(jī)理與計算模型 水泥土與型鋼共同作用盡管無法和鋼筋混凝土相比，但對墻體剛度的提高是十分明顯的。可用提高系數(shù)表達(dá)：式中，Ecs、Es分別為加筋水泥土墻和型鋼的彈性模量，Ecs由試驗確定；Ics、Is分別為加筋水泥土墻和型鋼的慣性矩，由材料的尺寸計算。加筋水泥土墻設(shè)計計算要計算其內(nèi)力與位移，并驗算水泥土、型鋼的強(qiáng)度，具體步驟如下：1)折算為等剛度厚h的混凝土壁式地下墻設(shè)型鋼寬度為W，型鋼間的凈距為t，可將其按剛度相等的原則

34、折算為一定厚度的鋼筋混凝土壁式地下連續(xù)墻，如圖1.7 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)1.7 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)2) 按厚h的混凝土壁式地下墻，計算每延米墻體彎矩、剪力與位移Mw、Qw、yw計算中水土壓力假定以及采用的方法詳見圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的有關(guān)章節(jié)。3) 折算成每根型鋼的彎矩、剪力與位移Mp、Qp、yp，每根型鋼承受水土壓力沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)延長方向長度為(w+z)，則每根型鋼內(nèi)力與位移為：4)強(qiáng)度驗算型鋼抗拉驗算：考慮彎矩全部由型鋼承擔(dān)，則型鋼應(yīng)力需滿足：水泥土與型鋼聯(lián)接部位的錯動剪力，如圖1.7 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)1.8 工具式組合內(nèi)支撐技術(shù) 組合內(nèi)支撐技術(shù)是建筑基

35、坑支護(hù)的一項新技術(shù)，它是在混凝土內(nèi)支撐技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系，主要利用組合式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面靈活可變、加工方便等優(yōu)點。當(dāng)無大型鋼管和型鋼時，可用角鋼組合成空間桁架支撐，它的外圍尺寸可以根據(jù)需要設(shè)計。由于組合空間桁架外圍尺寸、剛度大，穩(wěn)定性好，常用于跨度長、受力大的支撐部位。 工具式組合內(nèi)支撐技術(shù)具有以下特點：（1）適用性廣，可在各種地質(zhì)情況和復(fù)雜周邊環(huán)境下使用；（2）施工速度快；支撐形式多樣；（3）計算理論成熟；（4）可拆卸重復(fù)利用，節(jié)省投資。 組合內(nèi)支撐技術(shù)適用于周圍建筑物密集，相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深較大，周圍土質(zhì)情況復(fù)雜，施工場地狹小，軟土場地等深大基坑。1.8 工具式組合內(nèi)支

36、撐技術(shù)措施: 鋼支撐的連接主要采用焊接或高強(qiáng)螺栓連接。鋼構(gòu)件拼接點的強(qiáng)度不應(yīng)低于構(gòu)件自身自截面強(qiáng)度。對于格構(gòu)式組合構(gòu)件的綴條應(yīng)采用型鋼或扁鋼；不得采用鋼筋 鋼管與鋼管的連接一般以法蘭盤形式連接和內(nèi)襯套管焊接，分別如圖1。當(dāng)不同直徑的鋼管連接時，采用錐形過渡，如圖2所示。鋼管或型鋼與混凝土構(gòu)件相連處須在混凝土內(nèi)預(yù)埋連接鋼板及安裝螺栓等(圖3)。當(dāng)鋼管或型鋼支撐與混凝土構(gòu)件斜交時混凝土構(gòu)件宜澆成與支撐軸線垂直的支座面，如圖4。國貿(mào)二期工具式鋼支撐應(yīng)用1.9 逆作法施工技術(shù)1 基本概念: 地下工程主體結(jié)構(gòu)采用逆作法，是地面以下主體結(jié)構(gòu)各層自上而下(相對于傳統(tǒng)方法反順序)施工法的簡稱。它借助于地下逐層

37、形成鋼筋混凝土梁板的水平強(qiáng)度和剛度，對周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各道支撐作用，來保證內(nèi)部土方相應(yīng)逐步下挖的施工方法。 2工藝原理：先沿建筑物地下室周邊施工地下連續(xù)墻或樁等其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)，同時在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置打下或澆筑中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的頂部支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。與此同時，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，也可以同時向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。但是在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前，隨著開挖深度的變化，各層梁板及柱墻受力不斷變化，地面以

38、上結(jié)構(gòu)部分允許施工的層數(shù)須經(jīng)計算后嚴(yán)格限制。逆作法示意圖逆作法是建筑地下主體結(jié)構(gòu)的一種施工技術(shù)，它通過合理利用建（構(gòu)）筑物地下結(jié)構(gòu)逐層施工產(chǎn)生的自身抗力，達(dá)到后續(xù)開挖支護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的目的。一般意義上的逆作法是指主體結(jié)構(gòu)的逆作，即，將地下結(jié)構(gòu)的外墻作為挖土圍護(hù)的擋墻（地下連續(xù)墻）、將結(jié)構(gòu)的梁板作為擋墻的水平支撐、將結(jié)構(gòu)的框架柱作為擋墻支撐立柱的自上而下作業(yè)的支護(hù)施工方法。 根據(jù)對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐方式，逆作法又可分為全逆作法、半逆作法和部分逆作法等三種。 逆作法設(shè)計施工的關(guān)鍵是隨著開挖深度的變化，各層梁板及柱墻受力不斷變化。因此，其節(jié)點連接問題，即墻與梁板的聯(lián)接，柱與梁板的聯(lián)接，它關(guān)系到結(jié)構(gòu)體系能否協(xié)

39、調(diào)工作，建筑功能能否實現(xiàn)。1.9 逆作法施工技術(shù)逆作法施工技術(shù)程序首先施工四周圍結(jié)構(gòu)，一般采用地下連續(xù)墻或排樁；按設(shè)計圖紙施工中間支承柱及其下部樁基礎(chǔ)，嚴(yán)格控制垂直度；澆灌地下室0.0層的頂層鋼筋混凝土的梁板，并預(yù)留數(shù)個出土口；挖、運、出負(fù)一層土方，運到室外卸土區(qū)；澆注負(fù)一層墻、柱、板；參照程序逐層進(jìn)行地下室二、三層梁板混凝土的澆筑，土方挖運，直至底層；進(jìn)行地下室底板混凝土的澆筑。1.9 逆作法施工技術(shù)技術(shù)指標(biāo):1)圍護(hù)樁(墻)水平變形最大值控制在20mm以內(nèi)(軟土地區(qū)可適當(dāng)放松)； 2)鋼管立柱垂直度應(yīng)嚴(yán)格控制不大于1/600；3)相鄰兩柱沉降差嚴(yán)格控制不大于0.002L（L為柱間距）4)立

40、柱沉降或隆起最大值控制在10mm以內(nèi)(軟土地區(qū)可適當(dāng)放松)；5)周邊地表下沉應(yīng)控制在10mm以內(nèi)；6)基坑周邊地下管線沉降、建筑物沉降、傾斜及裂縫的最大值按權(quán)屬單位要求進(jìn)行控制.上海萬達(dá)半逆作.上海靜安(世博)500kV輸變電工程4層全逆作都非常成功.1.9 逆作法施工技術(shù)1.10 爆破擠淤法技術(shù) 爆破排淤填石（爆炸擠淤）是我國獨創(chuàng)的軟土地基處理的一門新技術(shù)。 1984年由連云港建港指揮部、中國科學(xué)院力學(xué)研究所和交通部第三航務(wù)工程勘測設(shè)計院等單位合首次提出該方法并組織試驗，并將其成功應(yīng)用于連云港西大堤工程建設(shè)上。1987年該項技術(shù)通過了交通部與中科院的聯(lián)合技術(shù)鑒定；1990年獲得了國家科學(xué)技術(shù)

41、進(jìn)步二等獎，1992年9月通過了交通部的推廣應(yīng)用項目驗收；1993年獲國家專利金獎。 該項技術(shù)首先運用在港航與水利行業(yè)水下淤泥與淤泥質(zhì)軟土的防波堤、護(hù)岸、圍堤工程上。交通部頒布的爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)規(guī)程（JTJ/T258-98）， 水運工程爆破技術(shù)規(guī)范（JTS 204-2008）對爆炸排淤填石法的理論與實踐作了總結(jié)，促進(jìn)了該項技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。1 基本原理與擠淤過程: 爆破排淤填石法從機(jī)理上說，主要是置換功能，爆炸能量將淤泥排開同時使淤泥質(zhì)土產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞，強(qiáng)度弱化，爆炸引起拋石體的震動，產(chǎn)生的附加動荷載有助于擠淤，使堤身下沉。爆炸振動同時使得拋石體密實。爆破排淤填石法是在淤泥質(zhì)地

42、基上拋石，在拋石堤頭外緣適當(dāng)位置的淤泥質(zhì)地基內(nèi)部中埋放群藥包，爆炸（堤頭爆）將淤泥向四周擠出并向上拋擲形成爆坑空腔，鄰近爆坑的堤頭堆石體在爆炸負(fù)壓和強(qiáng)烈壓縮、振動作用下滑向爆坑，形成瞬時定向滑移和泥、石置換。塌落石方滑向爆坑后，形成“爆炸石舌”。繼而，在爆后堤頭拋填，形成新的拋填堤頭。新的拋填體將“石舌”上部浮淤擠走并壓在“石舌”上。在新的拋填堤頭前方繼續(xù)埋藥爆炸。這樣，“拋填一爆炸”重復(fù)進(jìn)行，直至完成整個拋石堤的施工.1.10 爆破擠淤法技術(shù)1.10 爆破擠淤法技術(shù)2 施工技術(shù)與措施施工方案設(shè)計包括拋填斷面設(shè)計和布藥參數(shù)的設(shè)計兩方面。 有“微差爆破”技術(shù)和“氣幕”技術(shù)1)常用微差爆破技術(shù)是通

43、過使用毫秒電雷管，使不同的藥孔以相同的毫秒級時差依次起爆，以減少一次起爆的炸藥量，從而有效降低爆破震動速度。2)氣幕”技術(shù)該技術(shù)主要應(yīng)用在水中有較重要的構(gòu)筑物，為了降低水沖擊波對構(gòu)筑物的損害而采用。在構(gòu)筑物前方面對起爆點，布設(shè)一條氣幕。方法是在水底鋪設(shè)一排或多排無縫鋼管，事先在鋼管上鉆出細(xì)密均勻的小孔，用空壓機(jī)通過出氣管連接到鋼管上，起爆前開動空壓機(jī)，在水中形成一個由繁密氣泡組成的“氣幕”，爆破沖擊波經(jīng)過“氣幕”后（不同介質(zhì)中波傳播速不同），震動速度降低，從而達(dá)到保護(hù)構(gòu)筑物的目的。1.10 爆破擠淤法技術(shù)3 適用性爆破擠淤可用于拋石置換水下淤泥質(zhì)地基的工程，置換厚度宜取4-25m。置換厚度小于

44、4m或大于25m，石料缺乏、價格貴，水深淺、淤泥層厚的工程，應(yīng)進(jìn)行多種地基處理方案比選，對爆破擠淤法作技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。在周圍環(huán)境對噪聲、震動敏感，環(huán)保要求高的地區(qū)需謹(jǐn)慎采用。1.10 爆破擠淤法技術(shù)1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù)邊坡是指經(jīng)人工改造形成的或受工程影響的邊坡。分巖質(zhì)邊坡、土質(zhì)邊坡和巖土混合邊坡。邊坡防護(hù)是指通過工程措施，如支擋、淺層加固、深層錨固及排水相結(jié)合，使邊坡安全、穩(wěn)定。目前，國內(nèi)外針對邊坡穩(wěn)定采取的工程措施除地表和地下排水外，主要采取削坡減載、支擋、反壓、錨固以及護(hù)坡等。 對于巖質(zhì)高邊坡的淺層加固支護(hù)處理，通常采用系統(tǒng)錨桿（樁）加固、坡面噴砼封閉等常規(guī)手段。對于高邊坡的安全穩(wěn)定深層

45、加固支護(hù)處理，預(yù)應(yīng)力錨索（桿）、抗滑樁等是一種有效的加固支護(hù)措施，已在國內(nèi)外各類工程高邊坡治理中普遍使用。對于堆積體邊坡普遍采用引排水、及時噴砼封閉坡面、實施自進(jìn)式中空注漿錨桿和鎖口錨桿、掛網(wǎng)加強(qiáng)噴護(hù)、加強(qiáng)施工期安全監(jiān)測等措施2主要技術(shù)內(nèi)容及特點（1）對于自然高邊坡：通過在坡體內(nèi)施工預(yù)應(yīng)力錨索、系統(tǒng)錨桿（土釘）或注漿加固對邊坡進(jìn)行處治。系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨索為主動受力，單根錨索設(shè)計錨固力可高達(dá)3000kN，是高邊坡深層加固防護(hù)的主要措施。系統(tǒng)錨桿（土釘）對邊坡防護(hù)的機(jī)理相當(dāng)于螺栓的作用，是一種對邊坡進(jìn)行中淺層加固的手段。根據(jù)滑動面的埋深確定邊坡不穩(wěn)定塊體大小及所需錨固力，一般多用預(yù)應(yīng)力錨（索）桿有針對

46、性的進(jìn)行加固防護(hù)。為防治邊坡表面風(fēng)化、沖蝕或弱化，主要采取植物防護(hù)、砌體封閉防護(hù)、噴射（網(wǎng)噴）混凝土等作為坡面防護(hù)措施。1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù)（2）對于堆積體高邊坡：堆積體高邊坡的加固主要采取淺表加固、混凝土貼坡?lián)鯄宇A(yù)應(yīng)力錨索固腳和淺表排水和深層排水降壓的加固處理等技術(shù)。淺表加固采用中空注漿土錨管加拱形骨架梁混凝土對邊坡淺層滑移變形進(jìn)行加固處理；邊坡開挖切腳采用混凝土貼坡?lián)鯄宇A(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固；在邊坡治理采用淺表排水和深層排水降壓相結(jié)合進(jìn)行處置地表水和地下水的排放等。1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù) 3 技術(shù)指標(biāo)與技術(shù)措施（1）對于自然邊坡：根據(jù)邊坡高度、巖體性狀、構(gòu)造及地下水的分布，判斷潛在滑

47、移面的位置。選擇適宜的計算方法確定所需的錨固力并給出整體安全系數(shù)。采用加固防護(hù)措施提高邊坡的穩(wěn)定性。主要技術(shù)指標(biāo)為：1）錨索錨固力：5003000kN。2）錨桿錨固力：100500kN。3）噴射混凝土：強(qiáng)度不低于C20。4）錨（索）桿固定方式：可采用機(jī)械固定、灌漿（膠結(jié)材料）固定、擴(kuò)張基底固定方式，根據(jù)粘結(jié)強(qiáng)度確定錨固力設(shè)計值。在實際工程中，要結(jié)合邊坡坡度、高度、水文地質(zhì)條件、邊坡危害程度合理選擇防護(hù)措施，1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù)1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù)（2）對于堆積體高邊坡：1）土錨管注漿：土錨管灌注M20的水泥凈漿，水灰比0.81，注漿壓力0.3MPa以內(nèi)。2）在拱形骨架梁主梁、中空注漿土

48、錨管相間布置，間距1.0m，坡面按1.4m1.4m交錯布置。3）坡面出現(xiàn)塌滑的區(qū)域，坡面按1.0m1.0m交錯布置，在拱形骨架梁主梁布置位置，按1.0m間距布置相間布置中空注漿土錨管。4）對已開挖的坡面全部進(jìn)行拱形骨架梁混凝土護(hù)坡支護(hù)。5）預(yù)應(yīng)力錨索錨固力：5003000kN。6）淺表排水花管直徑為100mm50mm。 7）在堆積體巖體內(nèi)部設(shè)置永久深層排水降壓平洞。4 適用范圍（1）高度大于30m 的巖質(zhì)高陡邊坡、高度大于15m 的土質(zhì)邊坡、水電站側(cè)岸高邊坡、船閘、特大橋橋墩下巖石陡壁、隧道進(jìn)出口仰坡等。（2）適用50-300m堆積體高邊坡加固。 應(yīng)用: 三峽永久船閘高邊坡、宜昌下澇溪特大橋橋

49、墩下巖石陡壁錨固、大連港礦石碼頭高邊坡、京福國道、京珠高速、溪洛渡水電站等。1.11 高邊坡防護(hù)技術(shù)1.12 非開挖埋管技術(shù)非開挖埋管技術(shù)包括頂管技術(shù)及水平定向鉆進(jìn)穿越埋管技術(shù)。1 基本原理與定義非開挖地下管線施工技術(shù)是指在地面不開挖溝槽的情況下采用地下頂管或水平定向鉆技術(shù)鋪設(shè)、修復(fù)和更換地下管道和電纜的施工技術(shù)。1)頂管施工技術(shù)原理頂管施工就是借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起。與此同時，也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩坑之間，這是一種非開挖的敷設(shè)地下管道的施工方法，如圖 頂管法施工示意1混凝土管；2運輸車；3扶梯；4主頂油泵

50、；5行車；6安全扶欄；7潤滑注漿系統(tǒng)；8操縱房；9-配電系統(tǒng)；10操縱系統(tǒng)；11后座；12測量系統(tǒng)；13主頂油缸；14-導(dǎo)軌；15弧形頂鐵；16環(huán)形頂鐵；17-混凝土管；18運土車；19-機(jī)頭1.12 非開挖埋管技術(shù)2) 水平定向鉆技術(shù)原理水平定向鉆機(jī)的鉆進(jìn)系統(tǒng)具有導(dǎo)向作用，在楔形鉆頭到達(dá)目的地后，鉆頭將被換成一個錐形擴(kuò)孔器，接著在回拉鉆桿時將鉆孔直徑擴(kuò)大到所需尺寸，再將管道牽引入已擴(kuò)好的孔洞，在該過程中所有的作用力都在通過鉆桿傳到鉆頭。導(dǎo)向鉆進(jìn)過程主要是通過鉆桿的旋轉(zhuǎn)和控制一個特殊設(shè)計的楔形鉆頭來完成線性前進(jìn)，需改變方向時，暫停鉆桿旋轉(zhuǎn)，并將楔形鉆頭固定到相應(yīng)位置。鉆頭的位置、傾斜度和楔面角

51、度等重要數(shù)據(jù)通過一探測儀傳送至地面接收儀。成孔后，在擴(kuò)孔器后面拖帶著需敷設(shè)的管線緩慢回拉完成管線敷設(shè).1.12 非開挖埋管技術(shù)1.12 非開挖埋管技術(shù)水平定向鉆施工示意1.12 非開挖埋管技術(shù)2 技術(shù)指標(biāo)與技術(shù)措施1)頂管法推力計算總推力為初始推力與各種阻力之和：F總推力(kN)； F0初始推力(kN)； Bc-管外徑(m)； q-管周邊均布載荷(kPa)； W單位長度管的重力(kNm)；管與土之間的摩擦系數(shù)； c管與土之間的粘聚力(kPa)；L推進(jìn)長度(m)。2)水平定向鉆考慮因素水平定向鉆設(shè)計須考慮的因素較多，地層狀況、鉆機(jī)性能、出入土角、引導(dǎo)孔曲率半徑、泥漿比重、管子重力和浮力、最大回拖

52、力、管孔摩阻力、曲線絞盤力、管材拉應(yīng)力以及拉出口的富余長度等。其中最為關(guān)鍵的管道回拖力最大值計算公式可簡化如下：式中：Fu泥漿對回拖管道的浮力，kN；G穿越管道總重量，kN；D管道外徑，m；1摩擦系數(shù)，一般為0.1-0.3；2泥漿對管材外表面粘滯力，一般為0.01-0.03，kPa；L穿越孔總長度。1.12 非開挖埋管技術(shù)3 適用范圍頂管法適用于直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設(shè)中、小型管道。定向鉆進(jìn)穿越法適合的地層條件為巖石、砂土、粉土、粘性土。對僅在出土點或入土點側(cè)含有卵礫石等不適合水平定向鉆施工的地層條件時，在采取得當(dāng)措施后也可進(jìn)行定向鉆進(jìn)穿越施工。2002年，由中石化華東管道工程有限公

53、司承擔(dān)的儀征金陵輸油管道長江穿越工程，創(chuàng)造了我國管道水平定向鉆首次成功穿越長江的紀(jì)錄。1.12 非開挖埋管技術(shù)1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)從矩形隧道掘進(jìn)機(jī)國外應(yīng)用情況看，目前掌握該項施工裝備和技術(shù)的，主要是日本。日本從上世紀(jì)70-80年代后期對此項研究很活躍，而且發(fā)展很快，而其他國家在該技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)展情況，則鮮有所聞。 1 基本原理與定義 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)是利用矩形隧道掘進(jìn)機(jī)在前方掘進(jìn)，而后將分節(jié)預(yù)制好的混凝土結(jié)構(gòu)在土層中頂進(jìn)、拼裝形成地下通道結(jié)構(gòu)的非開挖法施工技術(shù)。矩形隧道掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過程中，通過調(diào)節(jié)后頂主油缸的推進(jìn)速度或調(diào)節(jié)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制攪拌艙的壓力，使

54、之與掘進(jìn)機(jī)所處地層的土壓力保持平衡，保證掘進(jìn)機(jī)的順利頂進(jìn)，并實現(xiàn)上覆土體的低擾動；在刀盤不斷轉(zhuǎn)動下，開挖面切削下來的泥土進(jìn)入攪拌艙，被攪拌成軟塑狀態(tài)的擾動土；對不能軟化的天然土，則通過加入水、粘土或其他物質(zhì)使其塑化，攪拌成具有一定塑性和流動性的混合土，由螺旋輸送機(jī)排出攪拌艙，再由專用輸送設(shè)備排出；隧道掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)至規(guī)定行程，縮回主推油缸，將分節(jié)預(yù)制好的混凝土管節(jié)吊入并拼裝，然后繼續(xù)頂進(jìn)，直至形成整個地下通道結(jié)構(gòu)。1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)2 主要施工技術(shù)參數(shù)的控制1)正面土壓力的設(shè)定在實際頂進(jìn)后，通過頂進(jìn)參數(shù)、地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，將土壓力的最初

55、設(shè)定值調(diào)整到0.130.14MPa左右時，此時的出土量、地面沉降情況較為理想。減小正面土壓力可適當(dāng)減小刀盤扭矩，但同時會導(dǎo)致地面沉降加大。2)出土量控制 單個管節(jié)的理論出土量為4.36.21.5=40m。盡量使之與理論出土量保持一致，以保證正面土體的相對穩(wěn)定，減小地面沉降量。3)頂進(jìn)速度 頂管的頂進(jìn)速度是控制切口土壓力穩(wěn)定、正面出土量均勻的主要手段。在頂進(jìn)時，應(yīng)不斷調(diào)整頂進(jìn)速度，找出頂進(jìn)速度、正面土壓力與出土量三者的最佳匹配值，增加潤滑泥漿壓注量，可減小頂進(jìn)阻力，同時適當(dāng)提高頂進(jìn)速度。1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)4)頂進(jìn)軸線的控制軸線控制是矩形頂管頂進(jìn)的一大難題。在頂進(jìn)時，一旦出現(xiàn)

56、較大的偏差并形成導(dǎo)向，將增大糾偏難度。頂管在正常頂進(jìn)施工過程中，必須密切注意對頂進(jìn)軸線的控制。每節(jié)管節(jié)頂進(jìn)結(jié)束后，必須根據(jù)頂管機(jī)的姿態(tài)，及時糾偏。糾偏量不宜過大，以免土體出現(xiàn)較大的擾動及管節(jié)間出現(xiàn)張角5) 管節(jié)減摩 為減小土體與管壁間的摩阻力，控制好地面沉降，提高工程質(zhì)量和施工進(jìn)度，在頂管頂進(jìn)的同時，向管道外壁壓注一定量的潤滑泥漿，變固固摩擦為固液摩擦。每個管節(jié)上有十個孔，單節(jié)管節(jié)注漿量一般在0.5到1方左右。加強(qiáng)潤滑泥漿的壓注管理，一方面要保證一定的壓注量，另一方面還應(yīng)保證所注泥漿要有質(zhì)的要求。3出洞技術(shù) 、防側(cè)轉(zhuǎn)技術(shù)、施工中對周圍地面沉降的控制 根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，出洞口外土體采用SMW工法加固

57、，三軸攪拌后插入H700型鋼，密插。為克服掘進(jìn)機(jī)出洞階段的磕頭現(xiàn)象，應(yīng)采用高出洞技術(shù)。 因地面附加荷載、淺覆土施工地面車行道的動載因素、地質(zhì)條件的變化、軸線糾偏和后頂千斤頂?shù)挠蛪翰▌拥扔绊?，會造成大截面矩形掘進(jìn)機(jī)在施工中產(chǎn)生側(cè)轉(zhuǎn)。 頂進(jìn)速度不宜過快，一般控制在5mm/min左右；盡量做到均衡施工，避免在頂進(jìn)過程中產(chǎn)生延誤；嚴(yán)格控制頂管的出土量，防止超、欠挖；嚴(yán)格控制頂管頂進(jìn)的糾偏量，盡量減小對正面土體的擾動；保證持續(xù)、均勻壓漿，使出現(xiàn)的建筑空隙能被迅速得到填充，保證管道上部土體的穩(wěn)定。1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)4 適用范圍：1）矩形土壓平衡式頂管掘進(jìn)機(jī)適應(yīng)各類粘性土、砂性土3、粉

58、質(zhì)土及流砂地層，土的N值在10以下。2）有較好的防水性能，最大覆土層深度為15m。3）掘進(jìn)機(jī)施工最大推進(jìn)速度為6cm/min。4）受工作井和轉(zhuǎn)場運輸條件限制，頂管掘進(jìn)機(jī)應(yīng)拆裝方便，分段最大長度2.55m，經(jīng)拆裝后仍能保持整機(jī)原有的工作性能和使用要求。5）地下通道最大寬度 6.9m；地下通道最大高度 4.3m。大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)施工機(jī)械化程度高，掘進(jìn)速度快，矩形斷面利用率高，非開挖施工地下通道結(jié)構(gòu)對地面既有運營設(shè)施影響小，能適應(yīng)多種截面尺寸的地下通道施工需求。已在上海軌道交通6號線浦電路車站、8號線中山北路車站、4號線南浦大橋車站等等矩形地下人行通道工程中成功應(yīng)用，具有較好的應(yīng)用前景

59、。1.13 大斷面矩形地下通道掘進(jìn)施工技術(shù)1.14 盾構(gòu)施工技術(shù)1 國內(nèi)外發(fā)展概述盾構(gòu)法問世至今約有200余年的歷史。法國工程師布魯諾爾(Mare Isambard Brunel)在倫敦從蛀蟲在船板上蛀孔，再用分泌物涂在孔的四周中得到啟示，發(fā)現(xiàn)了盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道的原理。隨后注冊了專利，并逐步完善了盾構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)。1825年在穿越泰晤士河的隧道中第一次使用了矩形盾構(gòu)技術(shù)。 1917年，日本引進(jìn)盾構(gòu)施工技術(shù)，是歐美國家以外第一個引進(jìn)盾構(gòu)法的國家。我國上世紀(jì)50年代初首次在東北阜新煤礦采用盾構(gòu)法修建了直徑2.6的輸水巷道，1963年開始在上海試驗性地采用盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道，1966年在上海采用網(wǎng)格式擠壓盾

60、構(gòu)修建了直徑達(dá)到10的打浦路越江隧道，同年水利部杭州機(jī)械研究所研究試制了我國第一臺隧道掘進(jìn)機(jī)并應(yīng)用于水電工程，1968年北京開始修建地鐵盾構(gòu)施工試驗段工程，也取得了一些經(jīng)驗。 2003年，中國首條雙圓盾構(gòu)隧道在上海地鐵8號線獲得成功。2 基本原理與定義所謂盾構(gòu)施工技術(shù)，是指使用盾構(gòu)機(jī)，一邊控制開挖面及圍巖不發(fā)生坍塌失穩(wěn)，一邊進(jìn)行隧道掘進(jìn)、出渣，并在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿，從而在不擾動圍巖的基礎(chǔ)上修筑地下工程的方法?！岸堋笔侵副３珠_挖面穩(wěn)定性的刀盤和壓力艙、支護(hù)圍巖的盾型鋼殼，“構(gòu)”是指構(gòu)成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。復(fù)雜盾構(gòu)法施工技術(shù)為復(fù)雜地層、復(fù)雜地面環(huán)境條件下的盾構(gòu)法施工技