《地下工程施工技術(shù)》課件

地下工程

施工技術(shù)6/5/20231緒論一、本課程的任務(wù)和特點(diǎn)二、地下工程應(yīng)用范圍三、地下工程主要施工方法四、地下工程施工技術(shù)主要問題注意各種施工方法的適用場合涉及面廣，實用性強(qiáng)6/5/20232一、本課程的任務(wù)和特點(diǎn)地下工程：埋于巖土介質(zhì)中的結(jié)構(gòu)物，施工方法由工程地質(zhì)和施工條件等因素決定，同一地下工程，可采用多種施工方法基礎(chǔ)工程：建筑物基礎(chǔ)等任務(wù)：學(xué)習(xí)、掌握地下工程施工技術(shù)獨(dú)立分析和解決施工過程中的問題特點(diǎn)：綜合性強(qiáng)復(fù)雜程度高6/5/20233二、地下工程應(yīng)用范圍城市地下鐵道越江隧道引水隧道地下工廠地下民用設(shè)施地下軍用設(shè)施市政工程高層建筑地下室其他類型6/5/20234三、地下工程主要施工方法明挖法暗挖法明暗結(jié)合開挖法6/5/20235四、地下工程施工技術(shù)無支撐基坑工程大開挖、重力式擋土墻、復(fù)合土釘墻深基坑工程施工地下連續(xù)墻施工、SMW工法、柱列式鉆孔排樁、板樁、樁板式擋土墻、樹根樁等逆作法沉井(沉箱)施工盾構(gòu)法隧道施工頂管法施工沉管法施工箱涵施工(頂進(jìn)法)礦山法其他施工方法6/5/20236明挖法放坡開挖(大開挖)法重力式擋土墻(水泥土攪拌樁)高壓旋噴樁(復(fù)合)土釘墻法深基坑施工法地下連續(xù)墻施工法板樁(鋼板樁、混凝土板樁等)法柱列式鉆孔樁排樁施工法SMW工法土層錨桿法樁板(市政工程)沉井(沉箱)法6/5/20237暗挖法盾構(gòu)法頂管法礦山(暗挖隧道)法凍結(jié)法管幕法(管棚法)6/5/20238明暗結(jié)合開挖法逆作法全逆作法半逆作法蓋挖法先順作后逆作施工法沉管法箱涵(頂進(jìn))法6/5/20239放坡開挖(大開挖)法優(yōu)點(diǎn)無圍護(hù)、支撐結(jié)構(gòu)(高滲透性地層必須設(shè)置止水結(jié)構(gòu))挖土方便，出土快捷，內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工方便造價較低缺點(diǎn)出土量相對較大，無堆土場地時要回填土，會增加造價適用開挖深度不大(一般不大于10m)無止水結(jié)構(gòu)時要求地下水位較低或采取降水措施要求場地開闊，周圍無重要保護(hù)建筑物雨季施工或施工周期長時必須設(shè)置護(hù)坡措施，會增加造價6/5/202310重力式擋土墻(水泥土攪拌樁)優(yōu)點(diǎn)無支撐挖土方便、內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工方便造價較低缺點(diǎn)水泥土攪拌樁強(qiáng)度較低(一般0.8MPa)水泥土攪拌樁施工時對周邊環(huán)境影響較大，需要梯形搭接施工水泥土攪拌樁水泥用量較大(13～15%)需要較大的施工場地基坑變形較大6/5/202311高壓旋噴樁優(yōu)點(diǎn)可以作為重力式擋土墻、止水結(jié)構(gòu)，也插型鋼作圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較水泥土攪拌樁高(一般1.2～2.0MPa)施工時對周邊環(huán)境影響較水泥土攪拌樁小遇障礙物處理方便靈活直徑較大(單重管0.6～0.8m，二重管0.8～1.2，三重管1.2～1.5m，特殊條件下可達(dá)2.5m)缺點(diǎn)造價較水泥土攪拌樁高水泥土攪拌樁水泥用量較大(20%)6/5/202312(復(fù)合)土釘墻法優(yōu)點(diǎn)無支撐施工速度快挖土方便，內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工方便相對重力式擋土墻變形較小造價低缺點(diǎn)挖土必須分層軟土地區(qū)高地下水位時必須設(shè)置止水帷幕，會增加造價錨體質(zhì)量控制較困難，土釘承載力較小6/5/202313深基坑施工法優(yōu)點(diǎn)適用開挖深度大(一般大于10m)適用于城市內(nèi)施工采用外拉錨時，基坑內(nèi)無支撐，方便挖土和內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工缺點(diǎn)必須設(shè)置一至多道支撐挖土困難、內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工困難造價高施工要求高6/5/202314沉井(沉箱)法優(yōu)點(diǎn)造價較低結(jié)構(gòu)整體性好，質(zhì)量易保證缺點(diǎn)大沉井糾偏困難不排水下沉?xí)r，出土困難開挖對周圍環(huán)境影響大，會形成漏斗形地面采用沉箱施工時，可能引起氣壓病等6/5/202315盾構(gòu)法優(yōu)點(diǎn)地面作業(yè)少，隱蔽性好，噪音低、震動小自動化程度高，勞動強(qiáng)度低，施工速度快受地面建筑和構(gòu)筑物影響小不受氣候影響造價與埋深無關(guān)缺點(diǎn)造價高有一定的地面變形覆土淺時開挖面土體穩(wěn)定較困難氣壓盾構(gòu)易引發(fā)氣壓病小曲線半徑會引起轉(zhuǎn)向困難(2005.09.12)6/5/202316頂管法優(yōu)點(diǎn)比盾構(gòu)法造價低適用于市政工程對建筑物、地下管線和道路交通影響小缺點(diǎn)內(nèi)部尺寸較盾構(gòu)小無中繼環(huán)時頂進(jìn)距離較小需要工作井6/5/202317礦山(暗挖隧道)法特點(diǎn)對地層要求高(地質(zhì)較好、強(qiáng)度較高、地下水位較低)必要時需要進(jìn)行加固(超前導(dǎo)管、錨桿等)缺點(diǎn)大斷面施工難度大6/5/202318逆作法優(yōu)點(diǎn)一般不設(shè)臨時支撐，而采用內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)作為支撐一般可采用二墻合一變形小，地面沉降小地上、地下同時施工時工期較短缺點(diǎn)出土較困難，內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工要求高臨時立柱施工要求高6/5/202319沉管法優(yōu)點(diǎn)造價低現(xiàn)場施工工期較短對地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，適用水深范圍較大施工方便、結(jié)構(gòu)質(zhì)量易控制斷面利用率高缺點(diǎn)需要大面積干塢對河道有影響6/5/202320箱涵(頂進(jìn))法優(yōu)點(diǎn)造價低缺點(diǎn)一般頂進(jìn)距離不大特點(diǎn)可采用單孔、雙孔、三孔及單孔組合成分離式雙孔、三孔等不同形式有頂推、對頂、頂拉、牽引等多種施工方式6/5/202321第一章大開挖基坑工程施工大開挖土方工程：不采用支撐形式而采用直立或放坡施工方法進(jìn)行開挖的基坑工程優(yōu)缺點(diǎn)(如前述)邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)：沿假定滑裂面的抗滑力與滑動力的比值，一般大于1時邊坡是穩(wěn)定的邊坡設(shè)計兩參數(shù)：開挖深度(坡高H)和坡度(坡角β或坡高比m)；與土體抗剪強(qiáng)度、地下水位、地面荷載、坑底支承強(qiáng)度和剛度以及施工順序和施工工期等有關(guān)；以上參數(shù)同時直接影響邊坡的變形6/5/202322續(xù)前主要內(nèi)容邊坡穩(wěn)定性計算放坡開挖的施工組織設(shè)計邊坡失穩(wěn)防止措施流砂、管涌的防止降水措施6/5/202323邊坡穩(wěn)定性計算邊坡失穩(wěn)的破壞形式較均質(zhì)粘性土：近似圓弧的滑動面無粘性土或有明顯分界的土層：近似平面的滑移邊坡失穩(wěn)的破壞原因受荷：地震、打樁、車輛行駛和爆破等導(dǎo)致水平側(cè)向壓力增加動、靜水壓力的作用：地下水位上升導(dǎo)致水平側(cè)向水壓力和滲流壓力增加土體抗剪強(qiáng)度降低：水的作用(風(fēng)化、淋溶、礦物成分變化；含水量增加、孔隙水壓力上升、土體軟化)；蠕變；受荷引起的砂土液化邊坡穩(wěn)定性計算(依照土力學(xué)理論和施工經(jīng)驗)6/5/202324放坡開挖的施工組織設(shè)計任務(wù)：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，結(jié)合現(xiàn)場條件，提出施工的具體方法和實施途徑內(nèi)容：環(huán)境調(diào)查土方開挖方案：主要包括邊坡穩(wěn)定計算、降水、土方開挖的行進(jìn)路線和邊坡加固方法等施工方法：人工開挖和機(jī)械開挖，出土方式和出土路線施工設(shè)備選擇施工平面圖設(shè)計地上和地下的原有建筑物和構(gòu)筑物地上和地下的擬建建筑物和構(gòu)筑物為施工服務(wù)的臨時設(shè)施6/5/202325環(huán)境調(diào)查環(huán)境調(diào)查調(diào)查內(nèi)容：建(構(gòu))筑物，管線，地表水和地下水，周邊道路；調(diào)查目的：確定地面荷載，邊坡變形要求和安全系數(shù)取值等6/5/202326邊坡失穩(wěn)防止措施施工注意事項打、壓樁控制堆載控制土方開挖流程控制地表水控制和地下水處理現(xiàn)場觀測防止邊坡失穩(wěn)的措施邊坡修坡：坡頂卸土、減小坡度和臺階放坡設(shè)置邊坡護(hù)面：配筋混凝土，主要是減少水的影響邊坡坡腳抗滑加固：抗滑樁、旋噴法、分層注漿法和深層攪拌法(2005-09-19)6/5/202327流砂、管涌的防止動水壓力：地下水的滲流對土單位體積內(nèi)的骨架產(chǎn)生的壓力，方向為地下水的滲流方向，大小為水重度與水力梯度的乘積水力梯度：水頭差與滲流路徑的比值流砂：當(dāng)滲流自下而上，動水壓力等于或大于土的浮重度時，土粒之間的壓力消失，土粒處于懸浮狀態(tài)，會隨水流動的現(xiàn)象管涌：較大的水力梯度作用下，細(xì)土粒在粗土粒之間的孔隙中發(fā)生紊流運(yùn)動而隨水流走，導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)的破壞而失去穩(wěn)定的現(xiàn)象6/5/202328續(xù)前防止措施設(shè)置防水帷幕：凍結(jié)法、打設(shè)板樁、施工水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁、設(shè)置地下連續(xù)墻，使?jié)B流長度增加，減小水力梯度水下開挖：使水頭差、水力梯度減小降低地下水位：消除動水壓力6/5/202329降水措施明排水：在基坑范圍內(nèi)基礎(chǔ)外側(cè)開挖排水溝，并按一定距離設(shè)置集水井，采用水泵將水抽走。邊挖邊排，對粘性土較為有效，無法處理流砂和管涌人工降水：在開挖前預(yù)先在基坑四周和中間埋設(shè)一定數(shù)量的濾水管或濾水井，用抽水設(shè)備抽水，使地下水位降落至基坑底面以下一定的深度，使土處于干燥狀態(tài)，從根本上防止流砂象限的發(fā)生，改善工作條件。抽水時間：一般必須持續(xù)至基坑工程結(jié)束。降水后可以減小邊坡坡度，減少挖土量。大開挖基坑一般有以下兩種方式：輕型井點(diǎn)管井井點(diǎn)6/5/202330習(xí)題大開挖基坑工程有和特點(diǎn)？什么情況下采用大開挖方法進(jìn)行基坑土方開挖？邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù)是如何定義的？影響邊坡穩(wěn)定的因素有哪些？邊坡失穩(wěn)的破壞形式主要有哪些？如何防止基坑邊坡失穩(wěn)？地下水對大開挖基坑邊坡有什么不利影響？流砂和管涌現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)理是怎樣的？如何防止發(fā)生流砂和管涌現(xiàn)象？6/5/202331第二章深基坑工程施工深基坑工程：一般為開挖深度大于7m的基坑工程。內(nèi)容基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型、特點(diǎn)與選擇基坑穩(wěn)定性驗算鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工挖孔灌注樁施工水泥土攪拌樁施工地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)施工(見第四章)6/5/202332續(xù)前要點(diǎn)(考慮因素)圍護(hù)形式選擇止水方式選擇穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度計算支撐形式選擇和布置出土方式(開挖方式)工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件降排水條件周邊環(huán)境條件和要求施工季節(jié)、工期工程造價6/5/202333續(xù)前基坑安全等級一級：支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響很嚴(yán)重，重要性安全系數(shù)γ0=1.1二級：支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響一般，重要性安全系數(shù)γ0=1.0三級：支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響不嚴(yán)重，重要性安全系數(shù)γ0=0.96/5/202334續(xù)前支護(hù)結(jié)構(gòu)分類擋土結(jié)構(gòu)(受力結(jié)構(gòu))：承受水、土壓力鋼板樁木板樁鋼筋混凝土預(yù)制板樁柱列式鉆孔灌注樁挖孔樁地下連續(xù)墻6/5/202335續(xù)前止水結(jié)構(gòu)：截水防滲水泥土攪拌樁高壓旋噴樁注漿支撐結(jié)構(gòu)：支撐擋土結(jié)構(gòu)鋼支撐鋼筋混凝土支撐土釘土錨逆作法(結(jié)構(gòu)樓板作為支撐)6/5/202336基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型與選擇板樁式鋼板樁、鋼管樁、H型鋼(工字鋼)加橫擋板、鋼砼預(yù)制板樁柱列式鉆孔灌注樁、挖孔樁、SMW工法樁墻式地下連續(xù)墻、咬合樁、重立式擋土墻(水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁)、止水墻錨入式土層錨桿、(復(fù)合)土釘墻下沉式沉井、沉箱6/5/202337鋼板樁斷面形式U形、Z形、H形、直線形和冷軋薄板形等優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度高接合較緊密，“不易漏水”可全部機(jī)械施工，施工簡單，速度快可多次重復(fù)使用，可降低造價缺點(diǎn)由于剛度較低，施工過程中變形較大由于周轉(zhuǎn)使用，鎖口易變形，影響止水效果打、壓樁和拔樁時對環(huán)境影響較大，對土體擾動較大6/5/202338鋼管樁優(yōu)點(diǎn)剛度較大開挖深度可達(dá)30m缺點(diǎn)須相應(yīng)的防水措施日本有應(yīng)用6/5/202339H型鋼(工字鋼)加橫擋板優(yōu)點(diǎn)造價低施工方便缺點(diǎn)適用的開挖深度較淺適用場合主要應(yīng)用于開槽埋管北京地鐵也有應(yīng)用6/5/202340鋼砼預(yù)制板樁優(yōu)點(diǎn)造價低可以與內(nèi)襯結(jié)合成為主體結(jié)構(gòu)的一部分現(xiàn)在較少使用6/5/202341鉆孔灌注樁優(yōu)點(diǎn)造價較地下連續(xù)墻低剛度比鋼板樁大施工時對環(huán)境影響小布置靈活可在特殊條件下施工缺點(diǎn)一般與治水結(jié)構(gòu)結(jié)合使用6/5/202342勁性水泥土攪拌樁(SMW工法)優(yōu)點(diǎn)造價較鉆孔灌注樁低型鋼可以回收，重復(fù)利用止水較好施工方便，速度快缺點(diǎn)剛度較低，施工過程中變形較大6/5/202343地下連續(xù)墻優(yōu)點(diǎn)剛度大既可擋土，又可止水施工時噪聲低，無震動，無擠土土層適用性較好施工時對環(huán)境影響小可用于開挖面積大，開挖深度深的基坑缺點(diǎn)技術(shù)要求高需要進(jìn)行泥漿處理，以防污染環(huán)境造價高6/5/202344重力式擋土墻優(yōu)點(diǎn)無支撐挖土方便、內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工方便造價較低缺點(diǎn)水泥土攪拌樁強(qiáng)度較低(一般0.8MPa)水泥土攪拌樁施工時對周邊環(huán)境影響較大，需要梯形搭接施工水泥土攪拌樁水泥用量較大(13～15%)需要較大的施工場地基坑變形較大一般采用格柵式，減少造價6/5/202345土層錨桿優(yōu)點(diǎn)無支撐挖土方便、內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工方便造價較低缺點(diǎn)要求距紅線有一定距離要求土層能提供較高的錨固力軟土地區(qū)使用應(yīng)慎重拉錨形式拉錨土錨6/5/202346(復(fù)合)土釘墻法優(yōu)點(diǎn)無支撐施工速度快挖土方便，內(nèi)部土建結(jié)構(gòu)施工方便相對重力式擋土墻變形較小造價低缺點(diǎn)挖土必須分層軟土地區(qū)高地下水位時必須設(shè)置止水帷幕，會增加造價錨體質(zhì)量控制較困難，土釘承載力較小6/5/202347影響支護(hù)結(jié)構(gòu)類型選擇的因素基坑平面的幾何尺寸、開挖深度防水抗?jié)B要求地下工程的類型、特點(diǎn)，建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)類型工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件周邊建筑物、構(gòu)筑物、河流、道路條件施工技術(shù)、水平、設(shè)備條件、材料情況降水排水方法施工可行性、安全性、工期、造價6/5/202348支撐結(jié)構(gòu)類型按與基坑關(guān)系分內(nèi)支撐外拉錨按材料分型鋼支撐鋼管支撐鋼砼支撐6/5/202349續(xù)前按布置方式分水平斜角支撐對撐(直撐)桁架支撐單圓形支撐雙圓形支撐垂直斜角支撐(拋撐)拉錨其他組合支撐形式等6/5/202350基坑穩(wěn)定性入土深度：支護(hù)結(jié)構(gòu)伸入基坑底面以下部分的長度。與入土深度有關(guān)的穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性(圓弧滑動法)驗算抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗滑移穩(wěn)定性驗算坑底抗隆起穩(wěn)定性(Prandtl、Terzaghi公式)驗算(地基承載力驗算)抗管涌穩(wěn)定性驗算(抗?jié)B穩(wěn)定性驗算)與承壓水有關(guān)的穩(wěn)定性驗算承壓水穩(wěn)定性(底鼓)驗算抗管涌穩(wěn)定性驗算(抗?jié)B穩(wěn)定性驗算)6/5/202351鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工概述鋼板樁適用于軟弱地基和地下水位低的地區(qū)，用作地下工程或深基礎(chǔ)施工的臨時擋土、放水結(jié)構(gòu)或在水中建造構(gòu)筑物時的圍堰。平板式：側(cè)向抗彎能力小，用于地基較好，基坑深度不大的工程波浪式、組合式(有錨或撐)：側(cè)向抗彎能力較大，適用于較深的基坑6/5/202352鋼板樁施工機(jī)具和選擇施工機(jī)具沖擊式打入機(jī)械：自由落錘、蒸汽錘、空氣錘、液壓錘、柴油錘等振動式打入機(jī)械：振動打拔樁錘振動沖擊打樁機(jī)械靜力壓入機(jī)械機(jī)具選擇條件工程規(guī)模土質(zhì)情況作業(yè)能力作業(yè)環(huán)境6/5/202353鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工施工工藝施工準(zhǔn)備位置選擇：距地下室外墻一定距離，盡量平直，避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角鋼板樁處理：凹槽底口封閉，鎖口涂油檢驗(表面缺陷，長度，寬度，厚度，高度，端頭矩形比，撓曲與扭曲、平直度，鎖口形狀)矯正(千斤頂頂壓，大錘敲擊，氧乙炔焰熱烘相結(jié)合)導(dǎo)向裝置(平面上分為單面、雙面，立面上分為單層、雙層和多層；一般采用單層雙面圍檁支架)樁帽制作(防止樁頂損傷，避免偏心錘擊)轉(zhuǎn)角樁制作6/5/202354續(xù)前鋼板樁的打入可在陸地、水上、腳手架上打樁單樁打入法：按順序打樁。樁架低，施工簡便，速度快、易傾斜，誤差累計不易糾正，墻面平直度難控制雙層圍檁法：先插樁，再階梯形打樁。能保證墻的垂直度和平整度，但施工復(fù)雜，不經(jīng)濟(jì)，施工速度慢屏風(fēng)法：按組打樁，先打兩端后焊接固定，中間再按階梯形打入，可防止傾斜和扭轉(zhuǎn)。速度慢，樁架高，閉合好，垂直度高6/5/202355續(xù)前鋼板樁的拔除一般在基坑回填后拔樁。拔樁前應(yīng)研究拔樁順序、拔除時間和樁孔處理盡量減少拔樁帶土，可采取灌漿，灌砂措施拔樁時一般與打樁順序相反拔樁方法靜力拔樁：效率較低，有時不能拔出、成本低振動錘拔樁法：效率高、可拔多樁，應(yīng)用較多重型起重機(jī)與振動錘共同拔樁法：用于不易拔出的樁6/5/202356打樁時的問題和對策阻力過大不易貫入原因：土層原因，樁的銹蝕、變形措施：輔助打樁措施，加強(qiáng)檢查、涂油傾斜原因：齒口和土的不均衡力措施：卷揚(yáng)機(jī)向后拉、改變錘擊方向、楔形樁將相鄰樁帶入(共連)措施：分標(biāo)高打樁、焊接、用型鋼連接、鎖口上涂油、特殊塞子塞住鎖口扭轉(zhuǎn)地基液化：降水6/5/202357拔樁施工要點(diǎn)樁拔不出的對策復(fù)打按與打樁相反的次序拔樁在其附近并列打樁兩側(cè)開槽，放入膨潤土樁孔填塞，減少帶土膨潤土漿液、水泥漿、回灌水和砂6/5/202358續(xù)前有利于拔樁的其他輔助措施膨潤土泥漿槽施工法排除板樁齒口中的土砂涂油脂或瀝青射水施工法與長螺旋鉆并用鉆孔法電滲施工法不同機(jī)械并用6/5/202359鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工概述鉆孔灌注樁作為柱列式擋土墻，在軟土地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：就在它自身的剛度大，布置靈活，施工簡便，同地下連續(xù)墻相比經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：就在于需輔以抗?jié)B措施。目前一般采用攪拌樁、旋噴樁或注漿作為止水措施與其配合使用。幾個概念充盈系數(shù)正循環(huán)成孔反循環(huán)成孔正循環(huán)清孔泵吸反循環(huán)清孔氣舉反循環(huán)清孔6/5/202360鉆孔灌注樁施工機(jī)械干作業(yè)成孔機(jī)械螺旋鉆孔機(jī)：宜用于地下水位以上的均質(zhì)粘性土、砂性土和人工填土，能較快穿透砂層。有錐式鉆頭和平式鉆頭兩種。可采用套筒機(jī)動洛陽鏟挖孔機(jī)：宜用于地下水位以上的一般粘性土、黃土和人工填土地基濕作業(yè)成孔機(jī)械潛水電鉆機(jī)：宜用于地下水位高的輕硬土層(淤泥質(zhì)土、粘性土以及砂性土等)，正循環(huán)和反循環(huán)排泥大直徑旋入全套筒護(hù)壁成孔樁機(jī)大口徑轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)鉆機(jī)：宜用于松散土層、粘性土以及淤泥質(zhì)土層等)，正循環(huán)和反循環(huán)排泥6/5/202361鉆孔灌注樁施工工藝流程施工工藝流程(干、濕不同)，見P43和P446/5/202362濕作業(yè)鉆孔樁施工工藝施工準(zhǔn)備：施工交底，施工工藝選擇，施組編寫，準(zhǔn)備施工道路、施工和生活設(shè)施、堆場、水電等，埋設(shè)護(hù)筒成孔：泥漿(原土造漿、人工造漿)、正循環(huán)、反循環(huán)清孔：一般一～兩次清孔，正循環(huán)、泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)(僅適用于第二次)鋼筋籠制作：分段制作要求，定位鋼筋、加強(qiáng)筋、墊塊，焊接接頭的要求水下混凝土灌注：強(qiáng)度、坍落度、初凝時間、導(dǎo)管分節(jié)長度、導(dǎo)管插入深度(不小于2m，嚴(yán)禁提出混凝土面)、隔水塞、灌注時間(單樁8小時)、提管拆管(每次長度不大于6m)、充盈系數(shù)(1～1.3)、混凝土初灌量、超灌高度(不小于樁長5%或2m)6/5/202363混凝土初灌量V=π(h1d2+Kh2D2)/4h1=(h-h2)γw/γcH1一般按經(jīng)驗取值，1.3～1.8mK一般取1.36/5/202364挖孔樁施工也稱手掘沉井，剛度大，可承重、支擋水土壓力和防滲不適用于淤泥、流砂和地下水豐富的地層可采用或不采用護(hù)壁直徑1.0～2.5m避免漏電、流砂、塌方、缺氧和中毒，注意通風(fēng)每次挖深0.8～1.2m，護(hù)壁厚度一般75～150mm，豎筋Φ8～12，模板分4～8塊(高1m)一般一天一節(jié)，上班拆模、開挖，下班前澆筑混凝土6/5/202365水泥土攪拌樁施工定義：利用一種特殊的攪拌頭或鉆頭，鉆進(jìn)地基至一定深度后，噴出固化劑，使其沿著鉆孔深度與地基土強(qiáng)行拌和而形成的水泥加固土樁體作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，樁體必須相互搭接(一般不小于150，常用200，單排時宜為300mm)。格柵形加固時，置換率一般0.6(一般粘性土、砂土)～0.8(淤泥)。格柵長寬比不宜大于2應(yīng)用形式：重力式擋土墻、勁性SMW工法固化劑材料：水泥、石灰等方式：漿體、粉體加勁材料：毛竹、鋼筋、H型鋼等施工方法：濕法和干法攪拌機(jī)械6/5/202366攪拌機(jī)械SJB-1可采用多種固化劑水泥漿從中間噴出均勻性較差GZB-600只能采用純水泥漿6/5/202367水泥土攪拌樁施工流程二噴三攪另一種程序：預(yù)攪下沉(空攪)——噴漿攪拌提升——復(fù)攪下沉——噴漿攪拌提升——復(fù)攪下沉——攪拌提升施工中常用的程序：預(yù)攪下沉(空攪)——噴漿提升——再下沉攪拌——噴漿攪拌提升二噴二攪預(yù)攪下沉(空攪)——噴漿攪拌提升——復(fù)攪下沉——噴漿攪拌提升預(yù)攪下沉?xí)r一般不可沖水6/5/202368習(xí)題P53第一題P54第二題P54第三題P54第六題P54第八題P54第十四題6/5/202369第三章沉井施工一、概述二、沉井的分類與構(gòu)造三、沉井施工四、沉井施工引起土體移動的分析與計算6/5/202370一、概述沉井的特點(diǎn)在地面制作沉井結(jié)構(gòu)靠自重(或增加壓重)下沉必須進(jìn)行砼封底可以多次接高有時需采用觸變泥漿潤滑套、壁后氣壓法施工沉井組成刃腳井壁內(nèi)隔墻井內(nèi)縱橫梁沉箱時有頂蓋6/5/202371續(xù)前施工工藝干挖土鉆吸排土中心島式下沉沉井應(yīng)用地下工業(yè)廠房、大型設(shè)備基礎(chǔ)、地下倉(油)庫、人防掩蔽部、盾構(gòu)工作井、船塢塢首、橋梁墩臺基礎(chǔ)、取水構(gòu)筑物、污水泵站、礦用豎井、地下車道與車站、地下建(構(gòu))筑物、大型深埋基礎(chǔ)等6/5/202372續(xù)前沉井的優(yōu)點(diǎn)占地面積小與大開挖比挖土量少造價較低沉井的缺點(diǎn)對環(huán)境影響較大城區(qū)內(nèi)采用不排水施工時出土困難6/5/202373二、沉井的分類與構(gòu)造沉井的分類按材料分類按平面形狀分類按豎向剖面形狀分類按排列方式分類沉井的構(gòu)造井壁刃腳內(nèi)隔墻上下橫梁及框架井孔封底頂蓋6/5/202374按材料分類混凝土鋼筋混凝土鋼磚石6/5/202375按平面形狀分類圓形沉井又分為單孔圓形、雙壁圓形和多孔圓形沉井與其他形式沉井相比，理論上受力性能較好不利于內(nèi)部空間利用方形(或矩形)沉井又分為單孔、雙孔和多孔與圓形沉井相比制作方便利于內(nèi)部空間利用不利于糾偏雙孔和多孔沉井整體剛度較好橢圓、端圓形沉井對水流阻力較小多用于水中構(gòu)筑物6/5/202376按豎向剖面形狀分類圓柱形沉井土壓力較為均衡，不易發(fā)生傾斜對環(huán)境影響較小易上部被土夾住，下部懸空造成井壁拉裂宜入土不深或土質(zhì)松散時采用階梯形沉井內(nèi)階梯、外階梯單階梯、多階梯節(jié)約材料，減少摩阻力較易傾斜錐形沉井減少摩阻力、下沉?xí)r不穩(wěn)定、制作困難6/5/202377按排列方式分類單個沉井連續(xù)沉井6/5/202378井壁井壁為承受水土壓力、制作時的自重以及糾偏荷載等荷載的主要受力構(gòu)件；一般采用雙面雙向配筋決定井壁的厚度的因素沉井大小(隔倉尺寸)；下沉深度(水土壓力不同)；地質(zhì)條件(決定水土壓力和下沉阻力)；抗浮直墻形或階梯型直墻形：應(yīng)用于土質(zhì)松軟，摩擦力不大、下沉深度較小時，否則采用內(nèi)階梯型；易于控制垂直下沉；模板可多次利用；環(huán)境影響小內(nèi)階梯型：應(yīng)用于下沉深度較大時，可節(jié)約材料外階梯型：應(yīng)用于土質(zhì)密實，下沉深度較大時；可減少摩阻力；最下一節(jié)階梯高度不宜太小(導(dǎo)向作用)；階梯空隙內(nèi)須灌砂或泥漿；環(huán)境影響較大薄壁沉井6/5/202379刃腳井壁最下端的刀刃狀為刃腳刃腳分踏面(刃腳底的水平面)和斜面刃腳式樣根據(jù)沉井下沉?xí)r所穿越的土層的軟硬程度和刃腳上的反力大小確定一般情況下采用鋼筋混凝土刃腳，在堅硬地層中或采用爆破法時可采用鋼刃腳或用鋼板包裹調(diào)整正面阻力踏面寬度視地質(zhì)條件確定：沉井重、土質(zhì)軟時要寬一點(diǎn)，否則可窄一點(diǎn)斜面高度視井壁厚度和封底方式確定，且必須方便挖土和抽承墊木刃腳長度：當(dāng)土質(zhì)堅硬時可以小一些，否則要大一些，以免對封底工作帶來困難6/5/202380內(nèi)隔墻可增加沉井的剛度可減少沉井井壁的厚度將沉井分隔成多個隔倉，使挖土和下沉可以均衡地進(jìn)行，也可以方便糾偏內(nèi)隔墻底面一般比刃腳踏面高，但軟土層中為了防止突沉，可以采用一樣高下部應(yīng)設(shè)人孔可以分隔倉封底，改善封底混凝土的質(zhì)量井孔布置宜力求簡單、對稱6/5/202381上下橫梁及框架代替內(nèi)隔墻，增加沉井的整體剛度，減少井壁的厚度，增加沉井的整體剛度，使井壁變形減小減少沉井的重量便于井內(nèi)人員往來，減輕勞動強(qiáng)度同內(nèi)隔墻一樣，有利于分格封底，改善混凝土質(zhì)量；可調(diào)整各井孔的挖土量糾正井身的傾斜，有效控制和減少沉井的突沉現(xiàn)象的發(fā)生6/5/202382井孔縱橫隔墻和縱橫框架形成的格子稱作井孔施工時用作出土孔，應(yīng)考慮設(shè)備和工藝的要求6/5/202383封底封底主要是防止地下水滲入井內(nèi)，方便結(jié)構(gòu)施工刃腳上方井壁內(nèi)側(cè)應(yīng)預(yù)留凹槽，使封底混凝土、底板與井壁間聯(lián)結(jié)良好，以傳遞基底反力，使沉井成為空間結(jié)構(gòu)受力體系濕封底(水下灌注混凝土)水下澆筑混凝土，施工質(zhì)量不易保證抽水后澆筑底板必須計算沉井抗浮系數(shù)，和封底的厚度干封底鋪墊層澆筑底板施工質(zhì)量易保證6/5/202384三、沉井施工沉井施工準(zhǔn)備工作沉井下沉與抗浮穩(wěn)定驗算沉井刃腳下墊層及承墊木的鋪設(shè)和計算沉井制作沉井下沉沉井封底沉井施工中的問題與處理對策沉井施工機(jī)具6/5/202385沉井施工準(zhǔn)備工作現(xiàn)場踏勘，地質(zhì)勘查，環(huán)境調(diào)查熟悉工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和施工圖紙三通一平(通電、水、路，場地平)搭設(shè)大臨設(shè)施，機(jī)械、材料和人員的配備編制施組鋪設(shè)砂墊層組織場地排水或基坑降排水測量控制和沉降觀測6/5/202386續(xù)前沉井制作方式地面上制作沉井：沉井高度較小或天然地面較低時采用基坑內(nèi)制作沉井在處理后的地基上制作沉井：采用砂、礫砂、混凝土、灰土墊層或人工夯實、機(jī)械碾壓等措施在人工筑島上制作沉井：采用中砂、粗砂和礫石，不得采用粘性土、細(xì)砂、淤泥、泥炭和大塊礫石。水流速度大時，須采用草袋堆筑或其他措施(如圍堰)穩(wěn)定邊坡6/5/202387沉井下沉與抗浮穩(wěn)定驗算各階段下沉系數(shù)Kc的計算Kc=(Gk-Fk)/(Tf+R1+R2+R3)Kc一般控制在1.05~1.25之間，淤泥中取小值，其他土中取大值井壁總摩阻力Tf按各層土的摩阻力計算Tf=U(h0-2.5)f或Tf=f0pe土與井壁單位摩阻力f取加權(quán)平均值；沉井外壁與土的靜摩阻力系數(shù)f0一般取0.3～0.5，pe為沉井外壁主動土壓力浮力Fk的選用：排水下沉?xí)r，F(xiàn)k=0；不排水下沉?xí)r，F(xiàn)k=70%的總浮力以上計算中Gk和Fk均為標(biāo)準(zhǔn)值6/5/202388續(xù)前正面阻力Ri按土的極限承載力計算Ri=FRj刃腳、隔墻和底梁下的支承面積F沉井底部地基土的極限承載力Rj沉井抗浮計算Kf=Gk/FkKf一般控制在1.0～1.05之間按相應(yīng)階段的沉井總重量標(biāo)準(zhǔn)值按相應(yīng)階段的最高水位計算的浮力標(biāo)準(zhǔn)值6/5/202389沉井刃腳下墊層及承墊木的鋪設(shè)和計算刃腳下承墊木的計算承墊木的根數(shù)：n=Gk/A/[f][f]——地基土的容許承載力，A單根承墊木與墊層的接觸面面積承墊木與踏面的接觸面積：A0=Gk/RR——木材橫紋局部抗壓強(qiáng)度承墊木的橫截面面積：A1>Gk/2/τ0

τ0——木材允許受剪強(qiáng)度承墊木的鋪設(shè)要點(diǎn)：水平儀抄平、平面均勻?qū)ΨQ、中心重合。承墊木的距離一般0.5～1m6/5/202390續(xù)前定位支點(diǎn)距離的確定：圓形——四點(diǎn)對稱矩形——0.6～0.7L混凝土墊層厚度計算h1=(Gk/Rh-b)/2Rh——砂墊層(或地基)容許承載力砂墊層的厚度計算h2=(Gk/fd-l)/2/tan?fd——地基容許承載力?——砂墊層擴(kuò)散角6/5/202391沉井的制作刃腳支設(shè)沉井壁制作混凝土的澆筑沉井制作的允許偏差6/5/202392刃腳支設(shè)墊架法：用于沉井較重、地基較差時半墊架法：用于沉井較重、地基較差時磚墊座：用于沉井較輕、土質(zhì)較好時土底模：用于沉井較輕、土質(zhì)較好時墊架鋪設(shè)應(yīng)對稱，定位墊架與承墊木布置相同。墊架距離0.5～1.0m6/5/202393沉井壁制作沉井制作方式在地面上直接制作：用于地下水位高在人工筑島上制作：用于淺水中在基坑中制作：用于地下水位低，可減少下沉深度、摩阻力及作業(yè)高度，應(yīng)用較多注意事項基坑寬度要求大于沉井2～3m設(shè)置排水溝、集水井高度大于12m應(yīng)分節(jié)制作隔墻可與井壁同時澆筑也可分開澆筑注意豎向鋼筋的連接注意分節(jié)處的止水措施6/5/202394混凝土的澆筑單節(jié)沉井一次澆筑一次下沉，一般高度在10m內(nèi)應(yīng)沿四周均勻?qū)ΨQ混凝土達(dá)到25%強(qiáng)度后可拆側(cè)模，達(dá)到70%以上強(qiáng)度時可拆刃腳斜面支撐和模板多節(jié)沉井多次澆筑一次下沉、多次澆筑多次下沉第一節(jié)混凝土達(dá)到70%以上強(qiáng)度，可澆筑第二節(jié)分節(jié)面必須鑿毛、吹洗干凈施工縫有：平縫、凹式或凸式縫、鋼板止水縫接高高度一般不小于4m，接高模板不可支于地面下一節(jié)沉井頂端高于地面0.5～1m，停止下沉，開始接高6/5/202395沉井制作的允許偏差斷面尺寸長度：±0.5%且≤100mm曲線部分的半徑：±0.5%且≤50mm對角線的長度：±1%井壁厚度：±15mm井壁、隔墻垂直度：1%預(yù)埋件、預(yù)留孔位移：±20mm6/5/202396沉井下沉

制作與下沉的順序承墊木的拆除下沉方式的選擇下沉挖土方式的選擇測量控制與觀測沉井施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)6/5/202397制作與下沉的順序第一節(jié)達(dá)100%強(qiáng)度(小型沉井達(dá)70%)，其他達(dá)70%強(qiáng)度后方可下沉一次制作，一次下沉中小型沉井，高度不大，一般小于10m地基很好或加固后很好分節(jié)制作，一次下沉腳手架和模板可連續(xù)使用，下沉設(shè)備一次安裝，可采用滑模地基要求高，高空作業(yè)困難，國內(nèi)最大達(dá)30m高分節(jié)制作，多次下沉地基要求低工序多，工期長接高時易傾斜和突沉6/5/202398承墊木的拆除拆除時間大型沉井達(dá)100%強(qiáng)度小型沉井達(dá)70%強(qiáng)度拆除順序圓形沉井：先抽一般承墊木，后抽定位承墊木矩形沉井：現(xiàn)抽隔墻下的墊木，然后分組對稱抽除外墻短邊下的定位墊木，再抽長邊下一般墊木，最后抽除定位墊木拆除要求分區(qū)、分組、依次、對稱、同步加強(qiáng)觀測6/5/202399下沉方式的選擇排水下沉用于滲水量不大，穩(wěn)定的粘性土，或滲水量雖大但排水容易的場合常用排水方式：明溝集水井排水，井點(diǎn)排水，井點(diǎn)與明溝排水相結(jié)合的方式不排水下沉用于流砂嚴(yán)重，滲水量大又不易排除，或排水會影響周邊環(huán)境的場合常用方式：用抓斗在水中取土；用水力沖射器沖刷土，用空氣吸泥機(jī)(或水力吸泥機(jī))吸泥；用鉆吸排土沉井工法，效率高，勞動強(qiáng)度低，安全可靠。6/5/2023100下沉挖土方式的選擇排水下沉挖土方法人工或風(fēng)動工具；井內(nèi)用小型挖土機(jī)，地面用抓斗對普通土層、砂夾卵石或硬土層、巖層采用不同的方法挖土注意保持平面位置和垂直度開始下沉和將要下沉至底時，開挖深度要減小下沉至設(shè)計標(biāo)高20cm時停止挖土，靠自重下沉不排水下沉挖土方法抓斗挖土，水力吸泥機(jī)或水力沖射空氣吸泥機(jī)會形成鍋底外壁內(nèi)設(shè)射水管6/5/2023101續(xù)前輔助下沉措施射水下沉法：不適宜用于粘性土中觸變泥漿護(hù)壁下沉法：減少外壁摩阻力抽水下沉法：減少浮力井外挖土下沉法壓重下沉法炮震下沉法：同一沉井、同一地層不宜多于4次6/5/2023102測量控制與觀測平面位置控制：采用縱橫十字中心控制線標(biāo)高控制：采用水準(zhǔn)基點(diǎn)垂直度控制：采用吊線錘觀測頻率：每班至少兩次，觀測數(shù)據(jù)必須及時提交相關(guān)單位，以及時調(diào)整施工措施和進(jìn)行糾偏等6/5/2023103沉井施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)沉井必須進(jìn)行中間驗收，并做好驗收記錄制作尺寸和允許偏差要求沉井下沉結(jié)束時的偏差：刃腳平均標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高的偏差≤100mm水平位移≤1%H；當(dāng)H<10m時，水平位移≤100mm矩形沉井刃腳底面四角中的任何兩角的高差≤該兩角水平距離的1%，且≤300mm下沉總深度H=下沉前刃腳底面標(biāo)高-下沉結(jié)束后刃腳底面標(biāo)高6/5/2023104沉井封底沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高，8h內(nèi)累計下沉量≤10mm或沉降率在允許范圍內(nèi)，即可進(jìn)行封底。排水封底新老混凝土面沖刷打毛，清理基底(鍋底)，設(shè)排水措施達(dá)50%強(qiáng)度后，可施工底板不排水封底井底浮泥清除干凈，新老混凝土面沖刷干凈，鋪碎石墊層采用導(dǎo)管法灌注注意導(dǎo)管的作用半徑注意導(dǎo)管位置高低要求預(yù)先計算混凝土需要量6/5/2023105沉井施工中的問題與處理對策問題：沉井傾斜——原因、對策問題：沉井偏移——原因、對策問題：沉井下沉過快——原因、對策問題：沉井下沉極慢或停沉——原因、對策問題：發(fā)生流砂——原因、對策問題：沉井下沉遇障礙物——原因、對策問題：沉井下沉到設(shè)計深度，遇傾斜巖層，造成封底困難——原因、對策問題：沉井下沉遇硬質(zhì)土層——原因、對策問題：沉井超沉或欠沉——原因、對策6/5/2023106沉井傾斜(對策)加強(qiáng)下沉過程中的觀測和資料分析，發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正對稱、均勻抽取承墊木、及時用砂或砂礫回填在刃腳高的一側(cè)加強(qiáng)取土，低的一側(cè)少挖或不挖土，待正位后再均勻分層取土在刃腳較低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石或石塊，延緩下沉速度不排水下沉，在靠近刃腳低的一側(cè)適當(dāng)回填砂石；在井外射水或開挖、增加偏心壓載以及施加水平外力6/5/2023107沉井偏移(對策)控制沉井不再向偏移方向傾斜有意使沉井向偏位的相反方向傾斜，當(dāng)幾次傾斜糾正后，即可恢復(fù)到正確位置或有意使沉井向偏位的一方傾斜，然后沿傾斜方向下沉，直至刃腳處中心線與設(shè)計中線位置相吻合或接近時，再將傾斜糾正加強(qiáng)測量的檢查復(fù)核工作6/5/2023108沉井下沉過快6/5/2023109沉井下沉極慢或停沉6/5/2023110發(fā)生流砂(對策)采用排水法下沉，水頭宜控制在1.5～2m；或采用不排水法下沉沉井，保證井內(nèi)水位高于井外水位，以避免涌入流砂挖土避免在刃腳下掏挖，以防流砂大量涌入，中間挖土也不宜挖成“鍋底”形穿越流砂層應(yīng)快速，最好加荷，使沉井刃腳切入土層采用井點(diǎn)降低地下水位，防止井內(nèi)流淤，井點(diǎn)則可設(shè)置在井外或井內(nèi)6/5/2023111沉井下沉遇障礙物6/5/2023112遇傾斜巖層，造成封底困難6/5/2023113沉井下沉遇硬質(zhì)土層6/5/2023114沉井超沉或欠沉(對策)當(dāng)沉井下沉至設(shè)計標(biāo)高以上1.5～2m的終沉階段時，應(yīng)加強(qiáng)下沉觀測，待8h的累計沉降量不大于8mm時，沉井趨于穩(wěn)定，方可進(jìn)行封底加強(qiáng)測量工作，對測量標(biāo)志應(yīng)加固校核，測量數(shù)據(jù)須準(zhǔn)確無誤6/5/2023115沉井施工機(jī)具雙瓣抓土斗四瓣抓土斗空氣吸泥機(jī)壓縮空氣管6/5/2023116四、沉井施工引起土體移動的分析與計算沉井施工引起土體位移的因素沉井四周土的破壞棱體范圍臨界挖深的計算井底抗隆起安全系數(shù)的計算井底流砂引起土體移動的分析井底承壓水引起土體移動的分析6/5/2023117沉井施工引起土體位移的因素井內(nèi)卸載使土體的平衡狀態(tài)改變外階梯沉井的空隙糾偏對土體的擾動流砂承壓水地基承載力不夠6/5/2023118習(xí)題P93第一題P93第二題P93第三題P93第六題P93第九題P93第十二題P93第十五題6/5/2023119第四章地下連續(xù)墻施工一、概述二、地下墻的分類三、現(xiàn)澆地下墻施工簡述6/5/2023120一、概述現(xiàn)澆地下連續(xù)墻的施工方法是在擬建地下建筑的地面上，用專門的成槽機(jī)械沿著設(shè)計部位，在泥漿護(hù)壁的條件下，分段開挖一條狹長的深槽、清基，在槽內(nèi)沉放鋼筋籠并澆灌水下混凝土，筑成一段鋼筋混凝土墻幅。將若干墻幅連接成整體，形成一條連續(xù)的地下墻。可作為地下建筑、高層建筑地下室的外墻，又可作為深基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，起支擋水土壓力、承重與截水放滲之用。6/5/2023121二、地下墻的分類按結(jié)構(gòu)形式分類柱列式地下墻壁板式地下墻其他形式地下墻(T、π形、格形、預(yù)應(yīng)力U形折板)按澆筑方式分類現(xiàn)澆地下墻預(yù)制地下墻按材料分類混凝土地下墻鋼筋混凝土地下墻(預(yù)制或現(xiàn)澆)土質(zhì)地下墻組合墻6/5/2023122二、地下墻的分類(續(xù))按用途分臨時擋土墻防滲墻二墻合一結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)及外墻6/5/2023123三、現(xiàn)澆地下墻施工簡述施工準(zhǔn)備墻體施工、挖槽(泥漿護(hù)壁)接頭管下鋼筋籠混凝土水下澆筑拔導(dǎo)管地下連續(xù)墻的修補(bǔ)6/5/20231241.施工準(zhǔn)備三通一平(通電、通水、通路，場地平整)地表排水挖溝、做導(dǎo)墻泥漿制備泥漿箱(容量計算等)6/5/2023125導(dǎo)墻施工導(dǎo)墻型式導(dǎo)墻的作用導(dǎo)墻施工外導(dǎo)墻與地下墻頂部的搭接內(nèi)導(dǎo)墻的拆除支撐木方高導(dǎo)墻的作用6/5/2023126護(hù)壁泥漿組成膨潤土、聚合物、CMC(羧甲基纖維素)、水和添加劑(加重劑、增粘劑、分散劑、防漏劑)等Polyma化學(xué)泥漿作用護(hù)壁、攜渣、冷卻和潤滑質(zhì)量控制密度、粘度、剪切力、失水量、泥皮厚度、含砂量、PH值、膠體率、穩(wěn)定性等制備和處理需要量計算(按重復(fù)使用次數(shù)、按損失量、類比法)、制備(攪拌和貯存)、處理[物理(重力沉降、機(jī)械)、化學(xué)處理]6/5/20231272.成槽施工槽段劃分(槽壁穩(wěn)定性分析)地質(zhì)條件、環(huán)境、起重機(jī)能力、混凝土供應(yīng)能力、泥漿量和其他成槽機(jī)械挖斗式(蚌式[吊索式、導(dǎo)桿式]、鏟斗)、沖擊式(鉆頭沖擊式、鑿刨式)和回旋式(單頭鉆、多頭鉆)成槽順序順槽法、跳槽法防止槽壁坍方的措施預(yù)加固、縮小單元槽段長度、改善泥漿質(zhì)量、注意地下水位變化和流動速度、減少地面荷載、防止振動的產(chǎn)生等6/5/20231282.成槽施工(續(xù))清底沉淀法、置換法沉渣清理(砂石吸力泵排泥法、壓縮空氣升液排泥法、帶攪動翼的潛水泥漿泵排泥法和抓斗直接排泥法)垂直度、超聲波檢測等6/5/2023129槽壁穩(wěn)定性分析穩(wěn)定系數(shù)法考慮土拱效應(yīng)德泥漿槽壁穩(wěn)定分析法6/5/20231303.接頭接頭型式施工接頭結(jié)構(gòu)接頭接頭施工應(yīng)考慮的因素對下一槽段的成槽施工不造成困難不會造成混凝土從接頭下端及側(cè)面流入背面能承受混凝土側(cè)壓力不致有較大變形能傳遞單元槽段間的應(yīng)力，并起伸縮接頭的作用槽段較深需將接頭管分段吊入時應(yīng)裝拆方便在隱蔽而又難以測定的泥漿中能較準(zhǔn)確地施工造價低6/5/2023131施工接頭直接連接接頭(已不采用)接頭管(鎖口管；施工后拔出)(圖：三波管接頭)隔板接頭(分平隔板、V形隔板、榫形隔板；分搭接、不搭接；施工后不拔出)預(yù)制件接頭(鋼材、混凝土；不拔出)接頭箱接頭鋼板止水接頭鋼筋焊接接頭6/5/2023132結(jié)構(gòu)接頭直接連接接頭一般采用I級鋼，利于回直(一般加熱回直)施工容易受力可靠應(yīng)留有余量適用于樓板等受力較小的構(gòu)件間接接頭(埋設(shè)注意事項)采用鋼板或鋼構(gòu)件施工標(biāo)高控制、水平位置控制要求高接頭位于同一斷面適用于梁、柱和底板等受力較大的構(gòu)件6/5/2023133間接接頭埋設(shè)注意事項遇導(dǎo)管處理遇施工接頭處理遇結(jié)構(gòu)柱與結(jié)構(gòu)梁遇斜向布置鋼筋6/5/20231344.鋼筋籠施工鋼筋籠加工設(shè)計鋼筋(含豎向筋、橫向筋、預(yù)埋鋼筋、預(yù)埋件和封頭鋼筋等，橫向筋一般放在外側(cè)方便導(dǎo)管插入，豎向筋與橫向筋采用交叉點(diǎn)焊，豎向筋底端向內(nèi)彎折)施工鋼筋(含桁架筋、定位筋、剪刀筋、導(dǎo)管保護(hù)鋼筋、起吊加強(qiáng)鋼筋等)接駁器安放，泡沫苯乙烯塑料安放保護(hù)層厚度保證措施(采用定位塊)鋼筋的連接(一般采用碰焊，搭接長度太大施工困難)鋼筋籠吊放吊點(diǎn)位置的選擇鋼筋籠不得強(qiáng)行插入6/5/20231355.混凝土水下澆筑水下澆筑，混凝土應(yīng)提高一級導(dǎo)管的布置、插入深度控制1.5m~9m、拔出控制導(dǎo)管不允許橫向運(yùn)動，以防止將沉渣和泥漿混入混凝土內(nèi)導(dǎo)管的水密性混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑浮漿(30~50cm高)，必須鑿除6/5/20231367.地下連續(xù)墻的修補(bǔ)地下墻接縫滲漏水表面淺層夾泥和露筋地下墻體局部滲漏地下墻局部鋼筋切割導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷6/5/2023137地下墻接縫滲漏水原因接頭形式的影響泥漿的影響施工因素的影響防止措施精心配制護(hù)壁泥漿成槽機(jī)控制小心清刷槽段端部鋼筋籠不得強(qiáng)行入槽及時澆筑混凝土，減少槽段空置時間6/5/2023138表面淺層夾泥和露筋處理措施即時采用人工清理雜質(zhì)鑿去松動的混凝土表面石子用水將表面沖洗干凈采用硫鋁酸鹽早強(qiáng)水泥與一定量的中粗砂配制成的水泥砂漿修補(bǔ)(個別用水溶性聚氨酯堵漏劑與超早強(qiáng)雙快水泥配合防滲堵漏)水泥砂漿24h的抗壓強(qiáng)度不小于35MPa6/5/2023139地下墻體局部滲漏原因混凝土中夾入了較大的泥塊處理措施用水溶性聚氨酯堵漏劑與超早強(qiáng)雙快水泥配合防滲堵漏6/5/2023140地下墻局部鋼筋切割導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)損傷原因混凝土繞流預(yù)防措施對空洞進(jìn)行回填和注漿處理采用特殊的鎖口管安裝帆布或鐵皮等修復(fù)措施外側(cè)增作一幅地下墻外側(cè)增作鉆孔灌注樁外側(cè)注漿加固6/5/2023141習(xí)題6/5/2023142第五章逆作法施工一、概述二、逆作法的施工順序三、逆作法的施工流程四、逆作法施工6/5/2023143一、概述逆作法分全逆作法和半逆作法全逆作法：地上、地下同時進(jìn)行、立體交叉施工半逆作法：地下結(jié)構(gòu)自上而下逐層施工，地上結(jié)構(gòu)不同時施工蓋挖順作法：先澆筑地下結(jié)構(gòu)頂板，在頂板保護(hù)下，自上而下分部開挖、支撐，而后自下而上澆筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法逆作法與順做法的區(qū)別逆作法的優(yōu)點(diǎn)逆作法的缺點(diǎn)逆作法的適用范圍6/5/2023144逆作法與順做法的區(qū)別開挖順序不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工順序不同支撐方式不同(有或無支撐)出土方式不同(暗挖、明挖)地下墻受力狀態(tài)不同6/5/2023145逆作法的優(yōu)點(diǎn)地下結(jié)構(gòu)作為支撐，剛度較大，可以有效減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形，提供施工的安全性，減少對周邊環(huán)境的影響由于地下結(jié)構(gòu)作為支撐，可節(jié)省支撐費(fèi)用逆作法對基坑平面的適用性強(qiáng)全逆作法施工可以減少施工總工期在施工場地緊張時，首層結(jié)構(gòu)可用作工作平臺，擴(kuò)大工作面；但必須加固可減少基坑內(nèi)的土體回彈使底板結(jié)構(gòu)設(shè)計趨于合理6/5/2023146逆作法的缺點(diǎn)可能需要更多、更大和更深的臨時立柱，將增加造價當(dāng)?shù)叵率覟槎鄬訒r，臨時立柱與結(jié)構(gòu)梁交叉，節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計、施工困難較大采用首層作為工作平臺時，或在樓板上預(yù)留出土孔時，必須對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)處理，將增加造價在樓板覆蓋下施工，大型設(shè)備難于進(jìn)場，出土相對較慢，回增加土方開挖費(fèi)用必要時需增加通風(fēng)措施豎向受力柱和剪力墻采用逆作法施工時必須采取加強(qiáng)措施，且施工困難6/5/2023147二、逆作法的施工順序施工準(zhǔn)備擋土墻(和止水帷幕)施工(須預(yù)留與結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件)臨時立柱樁(可以與結(jié)構(gòu)柱和工程樁結(jié)合)、工程樁和坑內(nèi)加固的施工基坑內(nèi)降水第一層土方開挖(可采用盆式開挖。為加快土方開挖，有時開挖至地下一層底面)施工首層結(jié)構(gòu)(注意排架基礎(chǔ)，臨時立柱與梁的連接，出土孔、通風(fēng)孔的安排，樓、電梯和車道孔的加固)采用暗挖法進(jìn)行第二層土方開挖(盆式開挖)，同時施工地上二層(或以上層)6/5/2023148二、逆作法的施工順序(續(xù))施工地下一層結(jié)構(gòu)(不包括結(jié)構(gòu)柱，注意立柱與梁、與圍護(hù)墻的連接)，同時施工地上三層(或以上層)………(按以上順序循環(huán)直至基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，一般地上層數(shù)與地下層數(shù)相同)從下至上分層施工地下室結(jié)構(gòu)柱和剪力墻繼續(xù)施工地上結(jié)構(gòu)未完成樓層直至結(jié)構(gòu)封頂注：基坑施工過程中的監(jiān)測必不可少，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整施工過程6/5/2023149四、逆作法施工逆作法的施工順序逆作法的施工工藝流程中間支承樁(臨時立柱)地下室結(jié)構(gòu)澆筑土胎模方式支模方式施工縫的澆筑方法直接法，造價低膨脹混凝土或無浮漿混凝土充填法水泥漿注漿法出土孔的預(yù)留6/5/2023150中間支承樁(臨時立柱)作用形式鋼格構(gòu)式型鋼式鋼管式等下端一般采用鉆孔灌注樁平面布置和樁的長度與永久結(jié)構(gòu)的連接立柱與工程柱分離立柱與工程柱合一6/5/2023151習(xí)題6/5/2023152第六章盾構(gòu)法隧道施工一、概述二、盾構(gòu)的構(gòu)造、分類與選型三、盾構(gòu)法施工四、盾構(gòu)隧道襯砌五、盾構(gòu)掘進(jìn)中的輔助施工法六、工程實例6/5/2023153一、概述盾構(gòu)是一種暗挖施工技術(shù)應(yīng)用范圍：水底隧道、地鐵區(qū)間隧道斷面形式：圓形、矩形、馬蹄形、雙圓形和多圓形優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)6/5/2023154優(yōu)點(diǎn)地面作業(yè)少，隱蔽性好噪音、振動公害小造價與技術(shù)基本不受覆土厚度影響，適用于深埋不影響河道通航和地面建筑物、構(gòu)筑物等不受氣候影響自動化程度高、勞動強(qiáng)度低、施工速度快6/5/2023155缺點(diǎn)對地表有一定的影響工程規(guī)模小時，造價相對較高一次掘進(jìn)長度有限覆土較小時，開挖面土體穩(wěn)定較困難氣壓盾構(gòu)會產(chǎn)生缺氧和枯井現(xiàn)象，會引起減壓病轉(zhuǎn)向半徑不能過小6/5/2023156二、盾構(gòu)的構(gòu)造、分類與選型盾構(gòu)的基本構(gòu)造盾構(gòu)的分類及其適用范圍盾構(gòu)選型6/5/2023157盾構(gòu)的基本構(gòu)造盾殼內(nèi)徑：由襯砌環(huán)外徑確定盾構(gòu)長度：由地質(zhì)條件、開挖方式、出土方式。襯砌工藝和操作方法確定盾殼推進(jìn)系統(tǒng)：由液壓設(shè)備和千斤頂構(gòu)成正面支撐系統(tǒng)：有千斤頂類、刀盤面板類和網(wǎng)格類襯砌拼裝系統(tǒng)液壓系統(tǒng)操作系統(tǒng)6/5/2023158盾殼切口環(huán)部分用于開挖和擋土，施工時切入地層并掩護(hù)開挖作業(yè)長度取決于支撐、開挖方法、挖土機(jī)具和操作人員的工作面支承環(huán)部分盾構(gòu)的主體，內(nèi)裝有千斤頂、舉重臂、真園保持器剛度較大，主要地層土壓力、千斤頂頂力以及切口、盾尾、襯砌拼裝時傳來的施工荷載盾尾部分掩護(hù)襯砌拼裝工作設(shè)有密封裝置6/5/2023159盾構(gòu)的分類及其適用范圍按擋土形式分類開放式密閉式按工作面加壓方式分類氣壓式泥水加壓式削土加壓式加水式加泥式高濃度泥水加壓式按開挖方式分類手掘系統(tǒng)盾構(gòu)半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)盾構(gòu)6/5/2023160手掘系統(tǒng)盾構(gòu)手掘式盾構(gòu)構(gòu)造簡單、造價低；人工挖土，從上至下進(jìn)行，設(shè)作業(yè)平臺；有活動前檐開挖面全部敞開或采用正面支撐優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)擠壓式盾構(gòu)適用于軟弱可塑粘性土層，范圍狹窄分全擠壓式盾構(gòu)和半擠壓式盾構(gòu)網(wǎng)格式盾構(gòu)介于半擠壓和手掘式盾構(gòu)間的盾構(gòu)形式適用于軟弱可塑粘性土層，擠土作用擠壓式盾構(gòu)小在含水地層中，需輔以降水、氣壓等措施6/5/2023161優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)工作面是敞開的，可以觀察地層變化情況，及時采取應(yīng)付措施遇到樁、孤石等地下障礙物時容易處理可以超挖，容易糾偏，便于在曲線段施工造價低，設(shè)備簡單，易制造缺點(diǎn)在含水地層中開挖面出現(xiàn)滲水、流砂時，必須輔以降水、氣壓或地層加固等措施工作面塌方易危及人身或引起工程事故勞動強(qiáng)度大，效率低，進(jìn)度慢，大直徑盾構(gòu)中尤為突出6/5/2023162全擠壓式盾構(gòu)工作面用胸板封閉，沒有水土涌入，省去出土工序，比較安全可靠地表有較大的隆起變形適用于空曠河底、海灘等6/5/2023163半擠壓式盾構(gòu)胸板上局部開孔，部分土體從孔中擠入盾構(gòu)，省去人工挖土工序，勞動條件較手掘式盾構(gòu)大為改善，效率也成倍提高能在城市、街區(qū)下施工，但對地層擾動大，地面變形也很難避免6/5/2023164半機(jī)械式盾構(gòu)在手掘式盾構(gòu)正面安裝挖土機(jī)械和出土裝置后即為半機(jī)械式盾構(gòu)挖土裝置分鏟斗式——適用于粘土和砂礫混合層切削式——適用于硬粘土和硬砂土層混合式——適用于自立性較好的土層有活動前檐和正面支撐可減輕勞動強(qiáng)度6/5/2023165機(jī)械系統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)械式盾構(gòu)切口環(huán)處安裝旋轉(zhuǎn)大刀盤，全斷面開挖，可連續(xù)掘進(jìn)，適用于各類土層作業(yè)環(huán)境好、省力、省時、省工、效率高后續(xù)設(shè)備多、糾偏難、造價高泥水加壓式盾構(gòu)大刀盤后設(shè)隔板作為泥水室，通過泥水加壓保持開挖面土體穩(wěn)定；泥水處理費(fèi)高土壓平衡盾構(gòu)又稱：削土密閉式或加壓式盾構(gòu)適用于變形大的淤泥、軟弱粘土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉砂和粉細(xì)砂等土層6/5/2023166盾構(gòu)選型盾構(gòu)選型應(yīng)按隧道的規(guī)模、特征、施工場地的工程水文地址條件、施工人員的技術(shù)水平、隧道施工區(qū)域內(nèi)的環(huán)境保護(hù)要求、經(jīng)濟(jì)性等因素，綜合考慮地下水位低時，應(yīng)優(yōu)先選用半機(jī)械式盾構(gòu)地下水位高時，應(yīng)通過可行性方案研究后決定6/5/2023167三、盾構(gòu)法施工盾構(gòu)法施工的主要程序施工準(zhǔn)備盾構(gòu)推進(jìn)6/5/2023168盾構(gòu)法施工的主要程序建造豎井或基坑作為盾構(gòu)施工的工作井或檢修井盾構(gòu)進(jìn)、出洞口土體加固處理安裝盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)初推段盾構(gòu)掘進(jìn)施工，包括推進(jìn)、出土、運(yùn)土、襯砌拼裝、盾尾注漿、軸線測量盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)換隧道連續(xù)掘進(jìn)施工盾構(gòu)進(jìn)入接收井6/5/2023169施工準(zhǔn)備盾構(gòu)拼裝井和拆卸井平面尺寸、深度、預(yù)埋件盾構(gòu)基座盾構(gòu)進(jìn)出洞方法臨時基坑法：先挖后填逐步掘進(jìn)法工作井進(jìn)出洞法：地基加固、凍結(jié)法等臨時封門鋼結(jié)構(gòu)封門、轉(zhuǎn)石或混凝土封門盾構(gòu)后座6/5/2023170盾構(gòu)推進(jìn)盾構(gòu)開挖方法盾構(gòu)操縱與糾偏襯砌的拼裝襯砌壁后注漿運(yùn)輸、供電、通風(fēng)和排水6/5/2023171盾構(gòu)開挖方法敞開式開挖網(wǎng)格式開挖擠壓式開挖機(jī)械切削式開挖水力機(jī)械開挖6/5/2023172盾構(gòu)操縱與糾偏偏離的因素地質(zhì)條件方面機(jī)械設(shè)備方面施工操作方面千斤頂編組的調(diào)整盾構(gòu)縱坡的控制開挖面阻力的調(diào)整盾構(gòu)自轉(zhuǎn)的控制6/5/2023173襯砌的拼裝襯砌形式預(yù)制拼裝、整體現(xiàn)澆和復(fù)合襯砌襯砌分類鑄鐵、鋼鋼砼、鋼與鋼砼、砼管片砌塊壓注砼襯砌管片接縫的形式通縫、錯縫管片拼裝方法先環(huán)后縱、先縱后環(huán)6/5/2023174襯砌壁后注漿壓漿方法二次壓漿法、一次壓漿法、補(bǔ)充注漿壓漿量控制注漿壓力控制壓漿點(diǎn)控制壓漿材料豆粒砂，水泥、粘土砂漿，無水泥壓漿材料壓漿設(shè)備6/5/2023175四、盾構(gòu)隧道襯砌襯砌斷面的形式和選型限界的確定：車輛限界、設(shè)備限界和建筑限界圓形隧道斷面的優(yōu)點(diǎn)單雙層襯砌的選用襯砌分類襯砌防水自防水接縫防水：密封墊(條)防水、嵌縫防水和螺栓孔防水6/5/2023176五、盾構(gòu)掘進(jìn)中的輔助施工法用于穩(wěn)定開挖面的輔助施工方法氣壓法、降水法、化學(xué)注漿法或凍結(jié)法盾構(gòu)進(jìn)出洞的輔助施工方法高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁、化學(xué)注漿法或凍結(jié)法特殊情況下的輔助施工方法二次注漿法基礎(chǔ)托換承壓板法地層加固管棚法割斷法凍結(jié)法6/5/2023177習(xí)題6/5/2023178第七章頂管法施工一、概述二、工作井及后背墻三、常用頂管的施工方法四、主要技術(shù)措施6/5/2023179一、概述頂管施工對周邊環(huán)境影響小適用于埋深較大的地下管道等長距離頂管需要中繼環(huán)和減摩劑大管徑頂管較盾構(gòu)貴非標(biāo)頂管較貴6/5/2023180二、工作井及后背墻工作井的設(shè)置選址種類：單向頂進(jìn)、雙向頂進(jìn)、多向頂進(jìn)