盾構(gòu)井施工簡(jiǎn)介PPT課件

常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程及施工方法 目錄 一 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程二 明挖基坑施工三 降水施工 一 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 1 盾構(gòu)施工簡(jiǎn)述 盾構(gòu)施工簡(jiǎn)述在建造隧道的設(shè)計(jì)階段 首先要將隧道分段 再啟動(dòng)豎井吊裝隧道鉆挖機(jī) 在目的地挖掘回收井 隧道鉆挖機(jī)抵達(dá)回收井 經(jīng)分拆后運(yùn)走 1 土壓盾構(gòu)掘進(jìn)流程視頻 2 泥水盾構(gòu)掘進(jìn)流程視頻 3 雙圓盾構(gòu)掘進(jìn)流程視頻 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 1 盾構(gòu)施工簡(jiǎn)述 常見豎井形式 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 1 盾構(gòu)施工簡(jiǎn)述 常見豎井及盾構(gòu)洞門形式 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 2 地鐵車站形式與結(jié)構(gòu)組成 一 地鐵車站形式分類 地鐵車站根據(jù)其所處位置 埋深 運(yùn)營(yíng)性質(zhì) 結(jié)構(gòu)橫斷面 站臺(tái)形式等進(jìn)行不同分類 具體詳見右表 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 2 地鐵車站形式與結(jié)構(gòu)組成 一 地鐵車站形式分類 1 2 地鐵車站形式與結(jié)構(gòu)組成 二 構(gòu)造組成1 地鐵車站通常由車站主體 站臺(tái) 站廳 設(shè)備用房 生活用房 出人口及通道 通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭等三大部分組成 2 車站主體是列車在線路上的停車點(diǎn) 其作用既是供乘客集散 候車 換車及上 下車 又是地鐵運(yùn)營(yíng)設(shè)備設(shè)置的中心和辦理運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的地方 3 出入口及通道 包括人行天橋 是供乘客進(jìn) 出車站的建筑設(shè)施 4 通風(fēng)道及地面通風(fēng)亭的作用是保證地下車站有一個(gè)舒適的地下環(huán)境 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件地鐵工程通常是在城鎮(zhèn)中修建的 其施工方法選擇會(huì)受到地面建筑物 道路 城市交通 環(huán)境保護(hù) 施工機(jī)具以及資金條件等因素影響 因此 施工方法的決定 不僅要從技術(shù) 經(jīng)濟(jì) 修建地區(qū)具體條件考慮 而且還要考慮施工方法對(duì)城市生活的影響 一 明挖法施工1 明挖法是先從地表面向下開挖基坑至設(shè)計(jì)標(biāo)高 然后在基坑內(nèi)的預(yù)定位置由下而上地建造主體結(jié)構(gòu)及其防水措施 最后回填土并恢復(fù)路面 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件2 明挖法是修建地鐵車站的常用施工方法 具有施工作業(yè)面多 速度快 工期短 易保證工程質(zhì)量 工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn) 因此 在地面交通和環(huán)境條件允許的地方 應(yīng)盡可能采用 3 明挖法施工基坑可以分為敞口放坡基坑和有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑兩類 若基坑所處地面空曠 周圍無(wú)建筑物或建筑物間距很大 地面有足夠空地能滿足施工需要又不影響周圍環(huán)境時(shí) 則采用敞口放坡基坑施工 這種基坑施工簡(jiǎn)單 速度快 噪聲小 無(wú)需做圍護(hù)結(jié)構(gòu) 如果因場(chǎng)地限制 基坑邊坡坡度稍陡于規(guī)范規(guī)定時(shí) 則可采用適當(dāng)?shù)膿跬两Y(jié)構(gòu) 如土釘加混凝土噴抹面對(duì)邊坡加以支護(hù) 即使如此 該方法的造價(jià)仍然是較低的 如果基坑很深 地質(zhì)條件差 地下水位高 特別是又處于繁華市區(qū) 地面建筑物密集 交通繁忙 無(wú)足夠空地滿足施工需要 沒有條件采用敞口放坡基坑時(shí) 則可采用有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑 其中 敞口放坡基坑分為邊坡面不加支護(hù)的基坑以及噴混凝土面和錨桿護(hù)坡基坑兩類 有圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)又分為不同類型 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件 二 蓋挖法施工1 蓋挖法施工也是明挖施工的一種形式 與常見的明挖法施工的主要區(qū)別在于施工方法和順序不同 蓋挖法是先蓋后挖 即先以臨時(shí)路面或結(jié)構(gòu)頂板維持地面暢通 再向下支護(hù)的基坑施工 施工基本流程 在現(xiàn)有道路上按所需寬度 以定型標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制棚蓋結(jié)構(gòu) 包括縱 橫梁和路面板 或現(xiàn)澆混凝土頂 蓋 板結(jié)構(gòu)置于樁 或墻 柱結(jié)構(gòu)上維持地面交通 在棚蓋結(jié)構(gòu)支護(hù)下進(jìn)行開挖和施做主體結(jié)構(gòu) 防水結(jié)構(gòu) 然后回填土并恢復(fù)管 線 路或埋設(shè)新的管 線 路 最后恢復(fù)道路結(jié)構(gòu) 2 蓋挖法具有諸多優(yōu)點(diǎn) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形小 能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降 有利于保護(hù)臨近建筑物和構(gòu)筑物 基坑底部土體穩(wěn)定 隆起小 施工安全 蓋挖逆作法施工一般不設(shè)內(nèi)部支撐或錨錠 施工空間大 蓋挖逆作法用于城市街區(qū)施工時(shí) 可盡快恢復(fù)路面 對(duì)道路交通影響較小 蓋挖法也存在一些缺點(diǎn) 蓋挖法施工時(shí) 混凝土結(jié)構(gòu)的水平施工縫的處理較為困難 蓋挖逆作法施工時(shí) 暗挖施工難度大 費(fèi)用高 蓋挖法每次分部開挖與澆筑或襯砌的深度 應(yīng)綜合考慮基坑穩(wěn)定 環(huán)境保護(hù) 永久結(jié)構(gòu)形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來(lái)確定 3 蓋挖法可分為蓋挖順作法 蓋挖逆作法及蓋挖半逆作法 目前 城市中施工采用最多的是蓋挖逆作法 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件 1 蓋挖順作法蓋挖順作法的具體施工流程見下圖 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件 1 蓋挖順作法蓋挖順作法主要依賴堅(jiān)固的擋土結(jié)構(gòu) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件 地下水位高低 開挖深度以及周圍建筑物的鄰近程度可選擇鋼筋混凝土鉆 挖 孔灌注樁或地下連續(xù)墻 對(duì)于飽和的軟弱地層應(yīng)以剛度大 止水性能好的地下連續(xù)墻為首選方案 目前 蓋挖順作法中的擋土結(jié)構(gòu)常用來(lái)作為主體結(jié)構(gòu)邊墻體的一部分或全部 2 蓋挖逆作法蓋挖逆作法的具體施工流程見下圖 蓋挖逆作法施工時(shí) 先施作車站周邊圍護(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱 然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁 圍護(hù)樁 柱 鋼管柱或混凝土柱 上 自上而下完成土方開挖和邊墻 中隔板及底板襯砌的施工 蓋挖逆作法是在明挖內(nèi)支撐基坑基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 施工過程中不需設(shè)置臨時(shí)支撐 而是借助結(jié)構(gòu)頂板 中板自身的水平剛度和抗壓強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)基坑圍護(hù)樁 墻 的支護(hù)作用 其工法特點(diǎn)是 快速覆蓋 縮短中斷交通的時(shí)間 自上而下的頂板 中隔板及水平支撐體系剛度大 可營(yíng)造一個(gè)相對(duì)安全的作業(yè)環(huán)境 占地少 回填量小 可分層施工 也可分左右兩幅施工 交通導(dǎo)改靈活 不受季節(jié)影響 無(wú)冬期施工要求 低噪聲 擾民少 設(shè)備簡(jiǎn)單 不需大型設(shè)備 操作空間大 操作環(huán)境相對(duì)較好 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 工程施工完成 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 蓋挖逆作 1 3 施工方法 工藝 與選擇條件 2 3 施工方法 工藝 與選擇條件 3 蓋挖半逆作法類似逆作法 其區(qū)別僅在于頂板完成及恢復(fù)路面過程 蓋挖半逆作法的施工步驟見下圖 在半逆作法施工中 一般都必須設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力 采用逆作或半逆作法施工時(shí)都要注意混凝土施工縫的處理問題 由于它是在上部混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再接著往下澆筑的 而混凝土的收縮及析水 施工縫處不可避免地要出現(xiàn)3 lOmm寬的縫隙 將對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 耐久性和防水性產(chǎn)生不良影響 在逆作法和半逆作法施工中 如主體結(jié)構(gòu)的中間立柱為鋼管混凝土柱 而柱下基礎(chǔ)為鋼筋混凝土灌注樁時(shí) 需要解決好兩者之間的連接問題 一般是將鋼管柱直接插入灌注樁的混凝土內(nèi)1 Om左右 并在鋼管柱底部均勻設(shè)置幾個(gè)孔 以利混凝土流動(dòng) 同時(shí)也可加蓋挖半逆作法施工流程 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 2 3 施工方法 工藝 與選擇條件 3 蓋挖半逆作法 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 2 4 結(jié)構(gòu)施工工序動(dòng)畫 2 4 施工方法 工藝 與選擇條件 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 2 4 不同方法施工的地鐵車站結(jié)構(gòu) 一 明挖法施工車站結(jié)構(gòu)明挖法施工的車站主要采用矩形框架結(jié)構(gòu)或拱形結(jié)構(gòu) 1 矩形框架結(jié)構(gòu)這是明挖車站中采用最多的一種形式 根據(jù)功能要求 可以雙層于單跨 雙跨或多層多跨等形式 側(cè)式車站一般采用雙跨結(jié)構(gòu) 島式車站多采用雙跨或三跨結(jié)構(gòu) 站臺(tái)寬度 lOm時(shí)宜采用雙跨結(jié)構(gòu) 有時(shí)也采用單跨結(jié)構(gòu) 在道路狹窄的地段建地鐵車站 也可采用上 下行線重疊的結(jié)構(gòu) 明挖地鐵車站結(jié)構(gòu)由底板 側(cè)墻及頂板等圍護(hù)結(jié)構(gòu)和樓板 梁 柱及內(nèi)墻等內(nèi)部構(gòu)件組合而成 它們主要用來(lái)承受施工和運(yùn)營(yíng)期間的內(nèi)中外部荷載 提供地鐵必需的使用空間 同時(shí)也是車站建筑造型的有機(jī)組成部分 構(gòu)件的形式和尺寸將直接影響內(nèi)部的使用空間和管線布置等 所以必須綜合受力 使用 建筑 經(jīng)濟(jì)和施工等因素合理選定 1 頂板和樓板可采用單向板 或梁式板 井字梁式板 無(wú)梁板或密肋板等形式 井字梁式板和無(wú)梁板可以形成美觀的頂棚或建筑造型 但造價(jià)較高 只有在板下不走管線時(shí)方可考慮采用 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 2 4 不同方法施工的地鐵車站結(jié)構(gòu) 一 明挖法施工車站結(jié)構(gòu) 2 底板底板主要按受力和功能要求設(shè)置 幾乎都采用以縱梁和側(cè)墻為支承的梁式板結(jié)構(gòu) 這有利于整體道床和站臺(tái)下縱向管道的鋪設(shè) 埋置于無(wú)地下水的巖石地層中的明挖車站 可不設(shè)受力底板 但鋪底應(yīng)滿足整體道床的使用要求 3 側(cè)墻當(dāng)采用放坡開挖或用工字鋼樁 鋼板樁等作基坑的臨時(shí)護(hù)壁時(shí) 側(cè)墻多采用以頂 底板及樓板為支承的單向板 裝配式構(gòu)件也可采用密肋板 當(dāng)采用地下連續(xù)墻或鉆孔樁護(hù)壁時(shí) 可利用它們作為主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的一部分或全部 這種情況下的側(cè)墻 視場(chǎng)地土質(zhì)條件不同 基本可分為兩大類 一類是由灌注樁與內(nèi)襯墻組成的樁墻結(jié)構(gòu) 另一類是地下連續(xù)墻或地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻組成的結(jié)構(gòu) 在無(wú)水地層中 可選用分離式灌注樁 在保證柱間土穩(wěn)定 必要時(shí)可施作噴混凝土層 的前提下 選擇較大的樁徑 當(dāng)有地下水時(shí) 可結(jié)合注漿形成止水帷幕或改用相互搭接的灌注樁 鉆孔咬合樁 但在飽和軟土或流沙地層中 從提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 剛度 止水性和保護(hù)環(huán)境等方面考慮 尤其當(dāng)挖深超過lOm時(shí) 多采用地下連續(xù)墻 當(dāng)連續(xù)墻直接作為主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻或與內(nèi)襯墻形成整體結(jié)構(gòu)時(shí) 設(shè)計(jì)中需要考慮先期修建的連續(xù)墻與頂 樓 底板等水平構(gòu)件的連接 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 2 4 不同方法施工的地鐵車站結(jié)構(gòu) 一 明挖法施工車站結(jié)構(gòu) 4 立柱明挖車站的立柱一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 可采用方形 矩形 圓形或橢圓形等截面 按常規(guī)荷載設(shè)計(jì)的地鐵車站站臺(tái)區(qū)的柱距一般取6 8m 當(dāng)車站與地面建筑合建或?yàn)樘厥夂奢d控制設(shè)計(jì) 柱的設(shè)計(jì)荷載很大時(shí) 可采用鋼管混凝土柱 勁性鋼筋高強(qiáng)凝土柱 2 拱形結(jié)構(gòu)一般用于站臺(tái)寬度較窄的單跨單層或單跨雙層車站 結(jié)構(gòu)由拱形和平底板組成 墻腳與底板之間采用鉸接 并在其外側(cè)設(shè)有與底板整體澆筑的擋墻 用以抵抗剛架的水平推力 二 蓋挖法施工車站結(jié)構(gòu)1 結(jié)構(gòu)形式在城鎮(zhèn)交通要道區(qū)域采用蓋挖法施工的地鐵車站多采用矩形框架結(jié)構(gòu) 軟土地區(qū)地鐵車站一般采用地下墻或鉆孔灌注樁作為施工階段的圍護(hù)結(jié)構(gòu) 地下墻可作側(cè)墻結(jié)構(gòu)的一部分 與內(nèi)部現(xiàn)澆鋼筋混凝土組成雙層襯砌結(jié)構(gòu) 也可將單層地下墻作為主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻結(jié)構(gòu) 單 雙層墻應(yīng)經(jīng)工程造價(jià) 進(jìn)度 結(jié)構(gòu)整體性 防水堵漏 施工處理等綜合比較后 根據(jù)不同地質(zhì) 周圍環(huán)境等選用 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 2 4 不同方法施工的地鐵車站結(jié)構(gòu) 二 蓋挖法施工車站結(jié)構(gòu)2 側(cè)墻單層側(cè)墻即地下墻在施工階段作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu) 建成后使用階段又是主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的板直接與單層墻相接 在地下墻中可采用預(yù)埋 錐螺紋鋼筋連接器 將板的鋼筋與地下墻的鋼筋相接 確保單層側(cè)墻與板的連接強(qiáng)度及剛度 砂性地層中不宜采用單層側(cè)墻 雙層側(cè)墻即地下墻在施工階段作為圍護(hù)結(jié)構(gòu) 回筑時(shí)在地上墻內(nèi)側(cè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)襯側(cè)墻 與先施工的地下墻組成疊合結(jié)構(gòu) 共同承受使用階段的水土側(cè)壓力 板與雙層墻組成現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 3 中間豎向臨時(shí)支撐系統(tǒng)中間豎向臨時(shí)支撐系統(tǒng)由臨時(shí)立柱及其基礎(chǔ)組成 系統(tǒng)的設(shè)置方法有三種 在永久柱的兩側(cè)單獨(dú)設(shè)置臨時(shí)柱 臨時(shí)柱與永久柱合一 臨時(shí)柱與永久柱合一 同時(shí)增設(shè)臨時(shí)柱 盾構(gòu)機(jī)在蓋挖下的調(diào)頭 點(diǎn)擊見視頻 二 常見盾構(gòu)工作井結(jié)構(gòu)形式 施工流程 3 1深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與變形控制基坑工程是由地面向下開挖一個(gè)地下空間 深基坑四周一般設(shè)置垂直的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般是在開挖面基底下有一定插入深度的板 樁 墻結(jié)構(gòu) 板 樁 墻有懸臂式 單撐式 多撐式 支撐結(jié)構(gòu)是為了減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形 控制墻體的彎矩 分為內(nèi)撐和外錨兩種 本條文主要以地鐵車站為主介紹基坑開挖支護(hù)與變形控制 一 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 三 明挖基坑施工 1 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括板 樁 墻 圍檁 冠梁 及其他附屬構(gòu)件 板 樁 墻主要承受基坑開挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力 并將此壓力傳遞到支撐 是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu) 2 5 明挖基坑施工2 地鐵基坑所采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式很多 其施工方法 工藝和所用的施工機(jī)械也各異 因此 應(yīng)根據(jù)基坑深度 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 地面環(huán)境條件等 特別要考慮到城市施工特點(diǎn) 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定 二 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型1 在我國(guó)應(yīng)用較多的有板柱式 柱列式 重力式擋墻 組合式以及土層錨桿 逆筑法 沉井等 2 不同類型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)見下表 三 明挖基坑施工 三 明挖基坑施工 1 工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體的工字鋼 基坑開挖前 在地面用沖擊式打樁機(jī)沿基坑設(shè)計(jì)邊線打人地下 樁間距一般為1 O 1 2m 若地層為飽和淤泥等松軟地層也可采用靜力壓樁機(jī)和振動(dòng)打樁機(jī)進(jìn)行沉樁 基坑開挖時(shí) 隨挖土方隨在樁間插入50mm厚的水平木板 以擋住樁間土體 基坑開挖至一定深度后 若懸臂工字鋼的剛度和強(qiáng)度都?jí)虼?就需要設(shè)置腰梁和橫撐或錨桿 索 腰梁多采用大型槽鋼 工字鋼制成 橫撐則可采用鋼管或組合鋼梁 工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于黏性土 砂性土和粒徑不大于lOOmm的砂卵石地層 當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí) 必須配合人工降水措施 打樁時(shí) 施工噪聲一般都在lOOdB以上 大大超過環(huán)境保護(hù)法規(guī)定的限值 因此 這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般宜用于郊區(qū)距居民點(diǎn)較遠(yuǎn)的基坑施工中 當(dāng)基坑范圍不大時(shí) 例如地鐵車站的出入口 臨時(shí)施工豎井可以考慮采用工字鋼做圍護(hù)結(jié)構(gòu) 三 明挖基坑施工 2 鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼板樁強(qiáng)度高 樁與樁之間的連接緊密 隔水效果好 可重復(fù)使用 因此 沿海城市如上海 天津等地區(qū)修建地下鐵道時(shí) 在地下水位較高的基坑中采用較多 北京地鐵一期工程在木樨地過河段也曾采用過 鋼板樁常用斷面形式 多為U形或Z形 我國(guó)地下鐵道施工中多用U形鋼板樁 其沉放和拔除方法 使用的機(jī)械均與工字鋼樁相同 但其構(gòu)成方法則可分為單層鋼板樁圍堰 雙層鋼板樁圍堰及屏幕等 由于地鐵施工時(shí)基坑較深 為保證其垂直度且方便施工 并使其能封閉合龍 多采用帷幕式構(gòu)造 3 鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁一般采用機(jī)械成孔 地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機(jī) 沖擊式鉆機(jī)和正反循環(huán)鉆機(jī)等 對(duì)正反循環(huán)鉆機(jī) 由于其采用泥漿護(hù)壁成孔 故成孔時(shí)噪聲低 適于城區(qū)施工 在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應(yīng)用 4 深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)深層攪拌樁是用攪拌機(jī)械將水泥 石灰等和地基土相拌合 從而達(dá)到加固地基的目的 作為擋土結(jié)構(gòu)的攪拌樁一般布置成格柵形 深層攪拌樁也可連續(xù)搭接布置形成止水帷幕 三 明挖基坑施工 5 SMW樁SMW樁擋土墻是利用攪拌設(shè)備就地切削土體 然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的擋墻 最后 在墻中插入型鋼 即形成一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu) 這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在止水性好 構(gòu)造簡(jiǎn)單 型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度 施工速度快 型鋼可以部分回收 重復(fù)利用 三 明挖基坑施工 6 地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻主要有預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻和現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻兩類 通常地下連續(xù)墻一般指后者 地下連續(xù)墻有如下優(yōu)點(diǎn) 施工時(shí)振動(dòng)小 噪聲低 墻體剛度大 對(duì)周邊地層擾動(dòng)小 可適用于多種土層 除夾有孤石 大顆粒卵礫石等局部障礙物時(shí)影響成槽效率外 對(duì)黏性土 無(wú)黏性土 卵礫石層等各種地層均能高效成槽 地下連續(xù)墻施工采用專用的挖槽設(shè)備 沿著基坑的周邊 按照事先劃分好的幅段 開挖狹長(zhǎng)的溝槽 挖槽方式可分為抓斗式 沖擊式和回轉(zhuǎn)式等類型 在開挖過程中 為保證槽壁的穩(wěn)定 采用特制的泥漿護(hù)壁 泥漿應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地面沉降控制要求經(jīng)試配確定 并在泥漿配制和挖槽施工中對(duì)泥漿的相對(duì)密度 黏度 含砂率和pH等主要技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和控制 每個(gè)幅段的溝槽開挖結(jié)束后 在槽段內(nèi)放置鋼筋籠 并澆筑水下混凝土 然后將若干個(gè)幅段連成一個(gè)整體 形成 個(gè)連續(xù)的地下墻體 即現(xiàn)澆鋼筋混凝土壁式連續(xù)墻 三 明挖基坑施工 二 支撐結(jié)構(gòu)類型 一 支撐結(jié)構(gòu)體系1 內(nèi)支撐一般由各種型鋼撐 鋼管撐 鋼筋混凝土撐等構(gòu)成支撐系統(tǒng) 外拉錨有拉錨和土錨兩種形式 2 在軟弱地層的基坑工程中 支撐結(jié)構(gòu)承受圍護(hù)墻所傳遞的土壓力 水壓力 支撐結(jié)構(gòu)擋土的應(yīng)力傳遞路徑是圍護(hù) 樁 墻 圍檁 冠梁 支撐 在地質(zhì)條件較好的有錨固力的地層中 基坑支撐可采用土錨和拉錨等外拉錨形式 3 在深基坑的施工支護(hù)結(jié)構(gòu)中 常用的支撐系統(tǒng)按其材料可分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐體系和鋼支撐體系兩類 其形式和特點(diǎn)見下表 三 明挖基坑施工 二 支撐結(jié)構(gòu)類型 一 支撐結(jié)構(gòu)體系 三 明挖基坑施工 二 支撐結(jié)構(gòu)類型 一 支撐結(jié)構(gòu)體系 現(xiàn)澆鋼筋混凝土支攆體系由圍檁 圈梁 支撐及角撐 立柱和圍檁托架或吊筋 立柱 托架錨固件等其他附屬構(gòu)件組成 鋼結(jié)構(gòu)支撐 鋼管 型鋼支撐 體系通常為裝配式的 由圍檁 角撐 支撐 預(yù)應(yīng)力設(shè)備 包括千斤頂自動(dòng)調(diào)壓或人工調(diào)壓裝置 軸力傳感器 支撐體系監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置 立柱樁及其他附屬裝配式構(gòu)件組成 二 支撐體系布置1 能夠因地制宜 合理選擇支撐材料和支撐體系布置形式 使其技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)得以優(yōu)化 2 支撐體系受力明確 充分協(xié)調(diào)發(fā)揮各桿件的力學(xué)性能 安全可靠 經(jīng)濟(jì)合理 能夠在穩(wěn)定性和控制變形方面滿足對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)的要求 3 支撐體系布置能在安全 可靠的前提下 最大限度地方便土方開挖和主體結(jié)構(gòu)的快速施工 三 明挖基坑施工 三 基坑的變形控制 一 基坑變形特征1 基坑開挖時(shí) 由于坑內(nèi)開挖卸荷造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)在內(nèi)外壓力差作用下產(chǎn)生水平向位移 近而引起圍護(hù)外側(cè)土體的變形 造成基坑外土體或建 構(gòu) 筑物沉降 同時(shí) 開挖卸荷也會(huì)引起坑底土體隆起 可以認(rèn)為 基坑周圍地層移動(dòng)主要是由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和坑底土體隆起造成的 2 圍護(hù)墻體水平變形當(dāng)基坑開挖較淺 還未設(shè)支撐時(shí) 不論對(duì)剛性墻體 如水泥土攪拌樁墻 旋噴樁墻等 還是柔性墻體 如鋼板樁 地下連續(xù)墻等 均表現(xiàn)為墻頂位移最大 向基坑方向水平位移 呈三角形分布 隨著基坑開挖深度的增加 剛性墻體繼續(xù)表現(xiàn)為向基坑內(nèi)的三角形水平位移或平行剛體位移 而一般柔性墻如果設(shè)支撐 則表現(xiàn)為墻頂位移不變或逐漸向基坑外移動(dòng) 墻體腹部向基坑內(nèi)凸出 三 明挖基坑施工 三 基坑的變形控制3 圍護(hù)墻體豎向變位在實(shí)際工程中 墻體豎向變位量測(cè)往往被忽視 事實(shí)上由于基坑開挖土體自重應(yīng)力的釋放 致使墻體產(chǎn)生豎向變位 上移或沉降 墻體的豎向變位給基坑的穩(wěn)定 地表沉降以及墻體自身的穩(wěn)定性均帶來(lái)極大的危害 特別是對(duì)于飽和的極為軟弱的地層中的基坑工程 當(dāng)圍護(hù)墻底下因清孔不凈有沉渣時(shí) 圍護(hù)墻在開挖中會(huì)下沉 地面也隨之下沉 另外 當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)下方有頂管和盾構(gòu)穿越時(shí) 也會(huì)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)突然沉降 4 基坑底部的隆起隨著基坑的開挖卸載 基坑底出現(xiàn)隆起是必然的 但過大的坑底隆起往往是基坑險(xiǎn)情的征兆 過大的坑底隆起可能是兩種原因造成的 基坑底不透水土層由于其自重不能夠承受不透水土層下承壓水水頭壓力而產(chǎn)生突然性的隆起 基坑由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入坑底土層 三 明挖基坑施工 三 基坑的變形控制 一 基坑變形特征深度不足而產(chǎn)生坑內(nèi)土體隆起破壞 基坑底土體的過大隆起可能會(huì)造成基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn) 另外 由于坑底隆起會(huì)造成立柱隆起 進(jìn)一步造成支撐向上彎曲 可能引起支撐體系失穩(wěn) 因此 基坑底土體的過大隆起是施工時(shí)應(yīng)該盡量避免的 但由于基坑一直處于開挖過程 直接監(jiān)測(cè)坑底土體隆起較為困難 一般通過監(jiān)測(cè)立柱變形來(lái)反映基坑底土體隆起情況 5 地表沉降圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形及坑底土體隆起會(huì)造成地表沉降 引起基坑周邊建 構(gòu) 筑物變形 根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 基坑圍護(hù)呈懸臂狀態(tài)時(shí) 較大的地表沉降出現(xiàn)在墻體旁 施加支撐后 地表沉降的最大值會(huì)漸漸遠(yuǎn)離圍護(hù)結(jié)構(gòu) 位于距離圍護(hù)墻一定距離的位置上 三 明挖基坑施工 二 基坑的變形控制1 當(dāng)基坑鄰近建 構(gòu) 筑物時(shí) 必須控制基坑的變形以保證鄰近建 構(gòu) 筑物的安全 2 控制基坑變形的主要方法有 1 增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐的剛度 2 增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的人土深度 3 加固基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體 加固方法有抽條加固 裙邊加固及二者相結(jié)合的形式 4 減小每次開挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)處土體的尺寸和開挖支撐時(shí)間 這一點(diǎn)在軟土地區(qū)施工時(shí)尤其有效 5 通過調(diào)整圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度和降水井布置來(lái)控制降水對(duì)環(huán)境變形的影響 三 坑底穩(wěn)定控制1 保證深基坑坑底穩(wěn)定的方法有加深圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度 坑底土體加固 坑內(nèi)井點(diǎn)降水等措施 2 適時(shí)施作底板結(jié)構(gòu) 四 降水施工 關(guān)于水的常識(shí)地下水 根據(jù)埋藏條件和賦存的形式主要分為 氣帶水 潛水 承壓水 孔隙水 裂隙水 巖溶水 潛水 位于包氣帶下第一個(gè)自由水面的含水層中的水 承壓水 充滿于兩個(gè)隔水層之間的含水層中的水 詳見視頻 流沙 土的松散粒被地下水飽和后 由于水頭差的存在 動(dòng)水壓力使松散顆粒產(chǎn)生懸浮流動(dòng) 四 降水施工 關(guān)于水的常識(shí) 土中粒徑在0 01mm以下的顆粒含量在30 35 以上 并含有較多的片狀 針狀礦物和附有親水膠體顆粒 水力梯度較大 流速增大 動(dòng)水壓力超過了土顆粒的重量時(shí) 就能使土顆粒懸浮流動(dòng)形成流沙 土的參透系數(shù)較小時(shí) 排水條件不通暢 砂土中孔隙比愈大 愈容易產(chǎn)生流沙 流沙形成的基本條件 四 降水施工 關(guān)于水的常識(shí) 突涌 當(dāng)基坑下有承壓含水層存在時(shí) 開挖基坑減少了含水層上不透水層的厚度 當(dāng)它減小到一定程度時(shí) 與承壓水的水頭壓力不能平衡時(shí)能頂裂或沖毀基坑底板 突涌的表現(xiàn)形式為 基坑頂裂 出現(xiàn)網(wǎng)狀或樹狀裂縫 地下水從裂縫中涌出 并帶出下部土體顆粒 基坑坑底發(fā)生涌水涌砂現(xiàn)象 從而造成邊坡失穩(wěn) 基坑發(fā)生類似于 沸騰 的噴水的現(xiàn)象 使基坑積水積砂 地基土擾動(dòng) 四 降水施工 4 1 降永方法選擇 一 基本要求1 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨娱_挖面 需要采用降低地下水方法疏干坑內(nèi)土層中水 疏干水有增加坑內(nèi)土體強(qiáng)度的作用 有利于控制基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形 在軟土地區(qū)基坑開挖深度趣過3m 一般就要用井點(diǎn)降水 開挖深度淺時(shí) 亦可邊開挖邊用排水溝和集水井進(jìn)行集水明排 2 當(dāng)基坑底為隔水層且層底作用有承壓水時(shí) 應(yīng)進(jìn)行坑底突涌驗(yàn)算 必要時(shí)可采取水平封底隔滲或鉆孔減壓措施 保證坑底土層穩(wěn)定 當(dāng)坑底含承水層上部土體壓重不足以抵抗承壓水水頭時(shí) 應(yīng)布置降壓井降低承壓水水頭壓力 防止承壓水突涌 確?；娱_挖施工安全 3 當(dāng)因降水而危及基坑及周邊環(huán)境安全時(shí) 宜采用截水或回灌方法 4 2 常見降水方法 一 明溝 集水井排水明溝 集水井排水 視水量多少連續(xù)或間斷抽水 直至基礎(chǔ)施工完畢 回填土為止 當(dāng)基坑開挖的土層由多種土組成 中部夾有透水性能的砂類土 基坑側(cè)壁出現(xiàn)分層滲水時(shí) 可在基坑邊坡上按不同高程分層設(shè)置明溝和集水井構(gòu)成明排水系統(tǒng) 分層阻截和排除上部土層中的地下水 避免上層地下水沖刷基坑下部邊坡造成塌方 二 井點(diǎn)降水1 當(dāng)基坑開挖較深 基坑涌水量大 且有圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí) 應(yīng)選擇井點(diǎn)降水方法 即用真空 輕型 井點(diǎn) 噴射井點(diǎn)或管井深入含水層內(nèi) 用不斷抽水方式使地下水位下降至坑底以下 同時(shí)使土體產(chǎn)生固結(jié)以方便土方開挖 2 井點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)基坑平面形狀與大小 地質(zhì)和水文情況 工程性質(zhì) 降水深度等而定 當(dāng)基坑 槽 寬度小于6m且降水深度不超過6m時(shí) 可采用單排井點(diǎn) 布置在地下水上游一側(cè) 當(dāng)基坑 槽 寬度大于6m或土質(zhì)不良 滲透系數(shù)較大時(shí) 宜采用雙排井點(diǎn) 布置在基坑 槽 的兩側(cè) 當(dāng)基坑面積較大時(shí) 宜采用環(huán)形井點(diǎn) 挖土運(yùn)輸設(shè)備出入道可不封閉 間距可達(dá)4m 一般留在地下水下游方向 四 降水施工 4 2 常見降水方法 二 井點(diǎn)降水水上游一側(cè) 當(dāng)基坑 槽 寬度大于6m或土質(zhì)不良 滲透系數(shù)較大時(shí) 宜采用雙排井點(diǎn) 布置在基坑 槽 的兩側(cè) 當(dāng)基坑面積較大時(shí) 宜采用環(huán)形井點(diǎn) 挖土運(yùn)輸設(shè)備出入道可不封閉 間距可達(dá)4m 一般留在地下水下游方向 3 井點(diǎn)管距坑壁不應(yīng)小于1 0 1 5m 距離太小 易漏氣 井點(diǎn)間距一般為0 8 1 6m 集水總管標(biāo)高宜盡量接近地下水位線并沿抽水水流方向有0 25 0 5 的上仰坡度 水泵軸心與總管齊平 井點(diǎn)管的人士深度應(yīng)根據(jù)降水深度及儲(chǔ)水層所有位置決定 但必須將濾水管埋入含水層內(nèi) 并且比挖基坑 溝 槽 底深0 9 1 2m 井點(diǎn)管的埋置深度應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定 三 基坑的隔 截 水帷幕與坑內(nèi)外降水 一 隔 截 水帷幕1 采用隔 截 水帷幕的目的是切斷基坑外的地下水流人基坑內(nèi)部 截水帷幕的厚度應(yīng)滿足基坑防滲要求 截水帷幕的滲透系數(shù)宜小于1 0 10 6cm S 四 降水施工 4 3 基坑的隔 截 水帷幕與坑內(nèi)外降水 一 隔 截 水帷幕1 采用隔 截 水帷幕的目的是切斷基坑外的地下水流人基坑內(nèi)部 截水帷幕的厚度應(yīng)滿足基坑防滲要求 截水帷幕的滲透系數(shù)宜小于1 0 10 6cm S 2 當(dāng)?shù)叵潞畬訚B透性較強(qiáng) 厚度較大時(shí) 可采用懸掛式豎向截水與坑內(nèi)井點(diǎn)降水相結(jié)合或采用懸掛式豎向截水與水平封底相結(jié)合的方案 3