逆作法在地鐵盾構(gòu)井深大基坑的應(yīng)用與分析PPT課件

1、一、逆做法原理及特點1 1、原理：、原理： 逆做法通常應(yīng)用在高層建筑結(jié)合多層地下室（深基坑）的逆做法通常應(yīng)用在高層建筑結(jié)合多層地下室（深基坑）的情況，由于地下室基坑較深，基坑施工工期和地面建筑施工工情況，由于地下室基坑較深，基坑施工工期和地面建筑施工工期均較長，采用逆做法可以地下、地面同時施做，減少總工期。期均較長，采用逆做法可以地下、地面同時施做，減少總工期。 另外，逆做法也用在地面交通繁忙，無法采用明挖的條件另外，逆做法也用在地面交通繁忙，無法采用明挖的條件下采用蓋挖逆做法，以減少對地面的影響。下采用蓋挖逆做法，以減少對地面的影響。2 2、逆做法工序、逆做法工序 先沿建筑物地下室輪廓施工基

2、坑圍護結(jié)構(gòu)，同時也施做中先沿建筑物地下室輪廓施工基坑圍護結(jié)構(gòu)，同時也施做中間支承柱，做為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和間支承柱，做為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的豎向支撐。然后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下施工荷載的豎向支撐。然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。結(jié)構(gòu)，直至底板封底。第1頁/共39頁臨時立柱臨時立柱逆做法施工結(jié)束逆做法施工結(jié)束 重復(fù)工序至第七次開挖重復(fù)工序至第七次開挖至底板底，鋪設(shè)防水層，至底板底，鋪設(shè)防水層，施做底板及負五層側(cè)墻、施做底板及負五層側(cè)墻、柱子；柱子；降水至第三次開挖面降水至第三次開挖面 設(shè)計監(jiān)控值設(shè)計監(jiān)控值 第二次開

3、挖土方、施第二次開挖土方、施做牛腿做牛腿1，鋪設(shè)防水層，鋪設(shè)防水層，施做第二道支撐施做第二道支撐進行第三次開挖，施做進行第三次開挖，施做牛腿牛腿2，鋪設(shè)防水層，鋪設(shè)防水層，施做第三道支撐及負一施做第三道支撐及負一層側(cè)墻、柱子層側(cè)墻、柱子 地下三層側(cè)墻地下三層側(cè)墻 地下四層側(cè)墻地下四層側(cè)墻 降水至第二次開挖面降水至第二次開挖面降水至底板下降水至底板下2.0m,底板施做前底板施做前封堵處理降水井封堵處理降水井管。管。 第一次開挖土方、施第一次開挖土方、施做冠梁及第一道支撐做冠梁及第一道支撐 地上建筑地上建筑 降水至第一次開挖面降水至第一次開挖面施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備 鉆孔樁鉆孔樁 降降 水水 觀測監(jiān)控值

4、觀測監(jiān)控值 符合要求符合要求一、逆做法原理及特點第2頁/共39頁2 2、逆做法優(yōu)點、逆做法優(yōu)點 1 1）采用明挖逆做法施工，每層結(jié)構(gòu)板都為內(nèi)支撐，整個基）采用明挖逆做法施工，每層結(jié)構(gòu)板都為內(nèi)支撐，整個基坑支撐體系為封閉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性較好。而且所形成坑支撐體系為封閉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性較好。而且所形成的框架支撐體系為永久結(jié)構(gòu)，其剛度比臨時鋼支撐大很多，基的框架支撐體系為永久結(jié)構(gòu)，其剛度比臨時鋼支撐大很多，基坑變形可以降到最低，基坑安全更有保障?？幼冃慰梢越档阶畹?，基坑安全更有保障。 2 2）用地下結(jié)構(gòu)自身樁、柱、梁、板做為支撐，節(jié)省了基坑）用地下結(jié)構(gòu)自身樁、柱、梁、板做為支撐，節(jié)省了基

5、坑支撐的施工及拆除時間，節(jié)省工期和費用。支撐的施工及拆除時間，節(jié)省工期和費用。 3 3）對控制地面沉降以及對臨近地面建筑和地下管線的保護）對控制地面沉降以及對臨近地面建筑和地下管線的保護具有良好的效果。具有良好的效果。 一、逆做法原理及特點第3頁/共39頁3 3、逆做法缺點、逆做法缺點 1 1）出土及出土口是施工瓶頸；）出土及出土口是施工瓶頸； 2 2）由于主體結(jié)構(gòu)從下往上澆筑側(cè)墻混凝土?xí)r，接口位置混）由于主體結(jié)構(gòu)從下往上澆筑側(cè)墻混凝土?xí)r，接口位置混凝土很難澆筑密實，澆筑質(zhì)量控制較難；凝土很難澆筑密實，澆筑質(zhì)量控制較難； 3 3）逆做法支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，）逆做法支撐位置

6、受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時需另設(shè)臨時水平支撐或加大圍護如遇較大層高的地下室，有時需另設(shè)臨時水平支撐或加大圍護結(jié)構(gòu)的斷面及配筋。結(jié)構(gòu)的斷面及配筋。 4 4）逆做法需要利用圍護結(jié)構(gòu)和中立柱做為豎向支承，主體）逆做法需要利用圍護結(jié)構(gòu)和中立柱做為豎向支承，主體結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)及中立柱節(jié)點一般為剛性連接，導(dǎo)致施做難度結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)及中立柱節(jié)點一般為剛性連接，導(dǎo)致施做難度大，節(jié)點防水效果較差。大，節(jié)點防水效果較差。 一、逆做法原理及特點第4頁/共39頁二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）1、工程概況 本工程為廣州地鐵2、8號線會南區(qū)間盾構(gòu)井，一端為盾構(gòu)始發(fā)井，一端為盾構(gòu)吊出井，永

7、久結(jié)構(gòu)為會南區(qū)間中間風(fēng)井。 主體結(jié)構(gòu)為5層雙柱3跨結(jié)構(gòu)，中間風(fēng)井主體外包總長39.0米，總寬22.80米，基坑開挖深度約為31m。二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）第5頁/共39頁3.2 周邊環(huán)境條件 位于南浦廣州碧桂園南側(cè)，場地及周邊主要是農(nóng)田及香蕉園，鄰近大石水道，無大型管線及建筑物；會南區(qū)間盾構(gòu)井總平面布置圖如下：二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）第6頁/共39頁 周邊現(xiàn)場照片：二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）第7頁/共39頁2 2、 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計（平面）主體結(jié)構(gòu)設(shè)計（平面） 為滿足盾構(gòu)吊入、吊出要求，主體結(jié)構(gòu)兩端預(yù)留盾構(gòu)井。主體結(jié)構(gòu)施工完成后盾構(gòu)施工，盾構(gòu)施工完后，再封閉各層板。盾構(gòu)施工期間，各

8、層環(huán)框梁作為支撐。二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）第8頁/共39頁2 2、 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計（剖面）主體結(jié)構(gòu)設(shè)計（剖面）二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）第9頁/共39頁3、地質(zhì)概況 基坑上部約15m為淤泥和淤泥質(zhì)砂，往下有約5m中粗砂層，再往下有約9m殘積土，再往下分別為全、強、中、微風(fēng)化砂巖。上部地質(zhì)條件較差，主要為軟弱地層，基底主要位于中風(fēng)化砂巖地層。地下水豐富，水位在地面以下不到1m位置。二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井）第10頁/共39頁4、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計 ( (最初方案）最初方案） 二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井） 施工工法采用明挖順做法。 基坑支護方案采用A1200鉆孔樁+內(nèi)支撐的支護形式。1、2

9、道為砼內(nèi)支撐，37道為鋼支撐，8道為第7道的換撐。 樁間采用A800雙管旋噴樁止水,旋噴樁進入硬塑殘積土層不少于1.0米。第11頁/共39頁4、圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計 ( (最初方案）最初方案） 二、工程實例（會南區(qū)間盾構(gòu)井） 施工工法采用明挖順做法。 基坑支護方案采用A1200鉆孔樁+六道砼內(nèi)支撐的支護形式。每道支撐基本都位于各層板上方。 樁間采用A800雙管旋噴樁止水,旋噴樁進入硬塑殘積土層不少于1.0米。第12頁/共39頁1、原圍護結(jié)構(gòu)方案分析 三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 原方案有以下幾個特點： 1）由于采用明挖順做法，基坑開挖過程中施做砼支撐和鋼支撐，回筑過程中再拆除支撐，混凝土支撐的施做和拆除

10、時間較長，根據(jù)原方案，基坑工期約19個月，工期較長，無法滿足工期要求，因此迫切希望優(yōu)化方案，節(jié)省工期。第13頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用2）原方案的內(nèi)支撐與各層環(huán)框梁幾乎位于同一位置，如果能夠用主體結(jié)構(gòu)各層環(huán)框梁代替內(nèi)支撐，則可以節(jié)省內(nèi)支撐施做和拆除時間，節(jié)省總工期，滿足工期要求。根據(jù)測算，可以節(jié)省5個月工期，滿足工期要求。第14頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用原圍護結(jié)構(gòu)支撐平面主體結(jié)構(gòu)環(huán)框梁平面3）主體結(jié)構(gòu)環(huán)框梁和砼內(nèi)撐平面布設(shè)基本一致，采用主體結(jié)構(gòu)環(huán)框梁作為支撐可以滿足設(shè)計要求。第15頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用4）明挖順做工法施工過程中，樁間失水或流砂、流土?xí)?/p>

11、基坑安全造成很大的潛在風(fēng)險，鋼支撐體系容易失穩(wěn)，基坑周邊微小的變形都會引起支撐受力的改變，都會引起基坑變形加大，增大了基坑施工安全風(fēng)險。第16頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 根據(jù)對原方案分析，結(jié)合逆做法特點，優(yōu)化原方案為明挖逆做法施工。利用主體結(jié)構(gòu)的每道環(huán)框梁作為圍護結(jié)構(gòu)支撐，從上往下逆做每層結(jié)構(gòu)。3、逆做法在本工程的可行性第17頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 1）減少了原第28道支撐的施做及回筑拆除，節(jié)省了費用和工期。 2）由于基坑開挖過程中，每層結(jié)構(gòu)均已完成，整個基坑支撐體系為封閉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性較好。而且所形成的框架支撐體系為永久結(jié)構(gòu)，其剛度比臨時鋼支撐大很多，基坑

12、變形可以降到最低，基坑安全更有保障。2、逆做法在本工程的優(yōu)點 第18頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用基坑涌砂現(xiàn)場第19頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用基坑涌砂現(xiàn)場第20頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用基坑涌砂處理 涌砂及處理過程中，支護結(jié)構(gòu)變形及其它監(jiān)測結(jié)果均第21頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 3）與通常逆做法相比，本工程采用明挖逆做法施工，由于預(yù)留了盾構(gòu)井等通道可以最為出土孔，克服了影響逆做法施工工期的主要因素，出土與明挖法沒有區(qū)別,提高了出土效率。第22頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用基坑施工過程第23頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用土方開挖第24頁

13、/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用土方開挖第25頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 1）常規(guī)逆做法需要先施做中立柱，中立柱與主梁為剛性連接，樓板與圍護結(jié)構(gòu)為植筋連接。3、逆做法在本工程設(shè)計、施工要點 主體結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)連接植筋連接鋼管柱第26頁/共39頁600600鋼管柱，鋼管柱，通過可調(diào)式螺通過可調(diào)式螺桿進行調(diào)節(jié)固桿進行調(diào)節(jié)固定。定位達到定。定位達到精度后，進行精度后，進行杯口砼第三次杯口砼第三次澆筑，澆筑頂澆筑，澆筑頂標(biāo)高為底板底標(biāo)高為底板底標(biāo)高上標(biāo)高上500500mmmm。杯口砼第三次澆筑，頂標(biāo)高在底板底標(biāo)高上500mm。600鋼管柱可調(diào)式螺桿調(diào)節(jié)固定 鋼套管卡具 頂板 底板150

14、0鉆孔灌注樁基礎(chǔ)三、逆做法在本工程中的應(yīng)用第27頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 從以上可以看出，常規(guī)逆做法需要支承各層樓板及結(jié)構(gòu)自重，立柱需要滿足永久使用的要求，承載能力和變形要求高，對施工定位精度要求就高，主體結(jié)構(gòu)無法滿足全包防水，施工難度大。 在本工程中，每層結(jié)構(gòu)為環(huán)框梁和側(cè)墻自重，自重較輕，主體結(jié)構(gòu)要求全包防水。因此考慮采用臨時中立柱支承結(jié)構(gòu)自重，為保證立柱垂直精度，待底板完成后再從下往上澆筑永久立柱。第28頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用臨時鋼立柱平面布設(shè)第29頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用臨時鋼立柱施工現(xiàn)場第30頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用 如果采用全

15、包防水，主體結(jié)構(gòu)與圍護結(jié)構(gòu)不能剛性連接。本工程采用施做在圍護結(jié)構(gòu)上的牛腿來支持主體結(jié)構(gòu)，防水包繞過牛腿，則巧妙的實現(xiàn)了全包防水，也滿足結(jié)構(gòu)受力的需要。通過預(yù)埋注漿管及澆筑微膨脹混凝土來解決側(cè)墻和柱頂部混凝土密實的問題。主體與圍護結(jié)構(gòu)連接大樣第31頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用牛腿第32頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用側(cè)墻鋼筋綁扎第33頁/共39頁三、逆做法在本工程中的應(yīng)用柱鋼筋綁扎第34頁/共39頁3.5 中間風(fēng)井基坑圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計第三道支撐、側(cè)墻及柱柱拆模后三、逆做法在本工程中的應(yīng)用第35頁/共39頁四、總結(jié) 1、對于盾構(gòu)井深大基坑，結(jié)合本工程，采用明挖逆做法施工優(yōu)點主要有以下幾點： 1）采用逆做法施工，每層結(jié)構(gòu)都為內(nèi)支撐，整個基坑支撐體系為封閉結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性較好。而且所形成的框架支撐體系為永久結(jié)構(gòu)，其剛度比臨時鋼支撐大很多，基坑變形可以降到最低，基坑安全更有保障。對于涌砂、涌水、涌泥的險情，有利于搶險施工，基坑仍可處于安全、穩(wěn)定的可控狀態(tài)，減小施工風(fēng)險。 2）主體結(jié)構(gòu)為盾構(gòu)井時，支撐間空間大，土方開挖不受影響，與明挖沒有區(qū)別，工期不受土方開挖影響。 3）明挖逆做法大大減少了支撐的施做及拆除時間，大大節(jié)省工程費用和工期。第36頁/共39頁四、逆做法在本工程