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1、会计学1深基坑工程施工及监测深基坑工程施工及监测(jin c)第一页，共91页。深基坑施工监测深基坑施工监测(jin c)及其模及其模拟拟n n深基坑施工监测n n监测新技术(jsh)和方法的应用n n施工过程控制要点n n施工过程模拟第1页/共91页第二页，共91页。现有成熟的施工现有成熟的施工(sh gng)技术技术n n1灌注桩后注浆技术n n(1)主要技术内容n n在钢筋笼上预埋注浆管和注浆阀,在成桩后一定时间内实施桩侧和桩底后注浆,一是加固桩底沉渣和桩侧泥皮;二是对桩底和桩侧一定范围的土体通过渗入(粗粒土)、劈裂(细粒土)和压密(非饱和松散土)注浆起到加固作用,从而增强桩侧阻力和桩端
2、阻力,提高单桩承载力,减小沉降。在优化工艺参数的条件下,可使单桩承载力提高40%120%,粗粒土增幅高于细粒土,软土增幅最小,桩侧桩底复式注浆高于桩底注浆;桩基沉降减小30%左右。n n(2)技术指标n n根据地层性质、桩长、承载力增幅和桩的使用功能(抗压、抗拔)等因素,灌注桩后注浆可采用桩底注浆、桩侧注浆、桩侧桩底复式注浆。主要技术指标为:浆液(jingy)水灰比:地下水位以下0.450.7,地下水位以上0.70.9最大注浆压力:第2页/共91页第三页，共91页。n n软土层软土层2 MPa,2 MPa,软土层软土层4 4 8MPa,8MPa,风化岩风化岩101016MPa16MPa。注浆水
3、泥量。注浆水泥量:Gc:Gc=pd(=pd(桩端桩端)+snd()+snd(桩侧桩侧)p=1.5)p=1.51.8,s=0.51.8,s=0.50.7n0.7n一桩侧注浆断一桩侧注浆断面数面数d d一桩径一桩径(m)(m)实际工程中实际工程中,以上参数根据土的类别、土的饱和度、桩以上参数根据土的类别、土的饱和度、桩的尺寸、承载力增幅等因素适当的尺寸、承载力增幅等因素适当(shdng)(shdng)调整调整,并通过现场试注浆最并通过现场试注浆最终确定。终确定。n n(3)(3)适用范围适用范围n n适用于泥浆护壁钻、挖孔灌注桩及干作业钻、挖孔灌注桩。适用于泥浆护壁钻、挖孔灌注桩及干作业钻、挖孔灌
4、注桩。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n该技术已在北京、天津、上海、福州、汕头、武汉、宜春、济南、廊该技术已在北京、天津、上海、福州、汕头、武汉、宜春、济南、廊坊、西宁、西安、德州、哈尔滨等地坊、西宁、西安、德州、哈尔滨等地200200余项高层、超高层建筑桩基工余项高层、超高层建筑桩基工程中应用程中应用,经济效益显著经济效益显著,据对据对8080项工程的初步统计项工程的初步统计,节约工程投资节约工程投资1.51.5亿元以上。对于单桩混凝土体积亿元以上。对于单桩混凝土体积8-20m3 8-20m3 的桩的桩,每根可节约造价每根可节约造价0.20.20.0.8 8万元万元,具
5、有极好的应用前景。该技术由中国建筑科学研究院地基基础具有极好的应用前景。该技术由中国建筑科学研究院地基基础研究所研发研究所研发,获获2 2项发明专利项发明专利,2000,2000年建设部认定其为国家工法。年建设部认定其为国家工法。第3页/共91页第四页，共91页。n n2长螺旋水下灌注(gunzh)成桩技术n n(1)主要技术内容n n长螺旋水下成桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高,利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出,边压灌混凝土边提钻直至成桩,然后利用专门振动装置将钢筋笼一次插入桩体,形成钢筋混凝土灌注(gunzh)桩。后插钢筋笼应与压灌混凝土宜连续进行。与普通水下灌注(gunzh)桩施工工
6、艺相比,长螺旋水下成桩施工,由于不需要泥浆护壁,无泥皮,无沉渣,无泥浆污染,施工速度快,造价低。n n(2)技术指标n n基桩承载力:设计要求;n n桩径:设计要求;n n桩长:设计要求;n n桩垂直度:1%;n n混凝土强度:满足设计要求,不小于C20;n n混凝土塌落度:宜为200220mm;n n提钻速度:宜为1.21.5m/min;n n钢筋笼:设计要求,应具有一定刚度。第4页/共91页第五页，共91页。n n(3)(3)适用范围适用范围n n适用于灌注桩水下施工适用于灌注桩水下施工(sh gng)(sh gng)。n n(4)(4)已应用典型工程已应用典型工程n n该技术为一项灌注桩
7、施工该技术为一项灌注桩施工(sh gng)(sh gng)新技术新技术,已在北京、天津、唐已在北京、天津、唐山等地山等地1010多项工程中应用多项工程中应用,受到建设单位、设计单位和施工受到建设单位、设计单位和施工(sh(sh gng)gng)单位的欢迎单位的欢迎,经济效益显著经济效益显著,具有极好的应用前景。该技术具有极好的应用前景。该技术由中国建筑由中国建筑n n 科学研究院地基基础研究所研发并获发明专利。科学研究院地基基础研究所研发并获发明专利。第5页/共91页第六页，共91页。n n3水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基成套技术n n(1)主要技术内容n n水泥粉煤灰碎石桩复合地基是由
8、水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩(简称CFG桩),通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层保证桩、土共同承担荷载,使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。桩端持力层应选择承载力相对(xingdu)较高的土层。水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提高幅度大,地基变形小等特点,并具有较大的使用范围。n n(2)技术指标n n根据工程实际情况,水泥粉煤灰碎石桩常用的施工工艺包括长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩、振动沉管灌注成桩和长螺旋钻孔灌注成桩。主要技术指标为:n n地基承载力:设计要求;n n桩径:宜取350600mm;n n桩长:设计要求,桩端持力层应选择承载力相对(xingd
9、u)较高的土层;第6页/共91页第七页，共91页。n n桩身强度桩身强度:混凝土强度满足设计要求混凝土强度满足设计要求,通常通常C15;C15;n n桩间距桩间距:宜宜3 35 5倍桩径倍桩径;n n桩垂直度桩垂直度:1.5%;:1.5%;n n褥垫层褥垫层:宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等宜用中砂、粗砂、碎石或级配砂石等,不宜选用卵石不宜选用卵石,最大粒径不宜大于最大粒径不宜大于30mm30mm。厚度。厚度150150300mm,300mm,夯填度夯填度0.90.9。实际。实际工程中工程中,以上参数根据地质条件以上参数根据地质条件(tiojin)(tiojin)、基础类型、结构、基础类型、结
10、构类型、地基承载力和变形要求等条件类型、地基承载力和变形要求等条件(tiojin)(tiojin)或现场试验确或现场试验确定。定。n n(3)(3)适用范围适用范围n n适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按当地经验或通过现场试验确定其适用性。就基对淤泥质土应按当地经验或通过现场试验确定其适用性。就基础形式而言础形式而言,既可用于条形基础、独立基础既可用于条形基础、独立基础,又可用于箱形基础、又可用于箱形基础、筏形基础。筏形基础。n n(4)(4)应用情况应用情况n n该技术已在北京、天津、廊坊、石家庄、唐
11、山、成都、南宁、该技术已在北京、天津、廊坊、石家庄、唐山、成都、南宁、深圳、德州、长春、哈尔滨、新疆等地多层、高层建筑、工业深圳、德州、长春、哈尔滨、新疆等地多层、高层建筑、工业厂房地基处理工程中广泛应用厂房地基处理工程中广泛应用,经济效益显著经济效益显著,具有极好的应用具有极好的应用前景。前景。第7页/共91页第八页，共91页。n n4夯实水泥土桩复合地基成套技术n n(1)主要技术内容n n夯实水泥土桩是用人工或机械成孔,选用相对单一的土质材料,与水泥按一定配比(pi b),在孔外充分拌和均匀制成水泥土,分层向孔内回填并强力夯实,制成均匀的水泥土桩。通过在基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层
12、,使桩、桩间土和褥垫层一起构成复合地基。由于夯实中形成的高密度及水泥土本身的强度,与搅拌水泥土桩相比,夯实水泥土桩桩体有较高强度。夯实水泥土桩复合地基具有桩身强度均匀、施工速度快、不受场地的影响、造价低、无污染等特点。n n(2)技术指标n n根据工程实际情况,夯实水泥土桩成孔可采用机械成孔(挤土、不挤土)或人工成孔,混合料夯填可采用人工夯填和机械夯填。技术指标为:n n地基承载力:设计要求;n n桩径:宜为300600mm;n n桩长:设计要求,人工成孔,深度不宜超过6m;n n桩距:宜为24倍桩径;第8页/共91页第九页，共91页。n n桩垂直度桩垂直度:1.5%;:1.5%;n n桩体干
13、密度桩体干密度:设计要求设计要求;n n混合料配比混合料配比:设计要求设计要求;n n混合料含水率混合料含水率:人工夯实土料最优含水率人工夯实土料最优含水率Wop+(1Wop+(12);2);n n机械夯实土料最优含水率机械夯实土料最优含水率Wop-(1Wop-(12);2);n n混合料压实系数混合料压实系数:0.93;:0.93;n n褥垫层褥垫层:宜用中砂、粗砂、碎石等宜用中砂、粗砂、碎石等,最大粒径不宜大于最大粒径不宜大于20mm20mm。厚度。厚度100100300mm,300mm,夯填度夯填度0.90.9。实际工程中。实际工程中,以上参数根据地质条件、基础类以上参数根据地质条件、基
14、础类n n型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。型、结构类型、地基承载力和变形要求等条件或现场试验确定。n n(3)(3)适用范围适用范围n n适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。处理深度不宜超过处理深度不宜超过10m10m。n n(4)(4)应用典型工程应用典型工程n n夯实水泥土桩技术自开发应用以来夯实水泥土桩技术自开发应用以来,就受到建设单位、设计单位的欢迎就受到建设单位、设计单位的欢迎,目前目前(mqin)(mqin)已在华北地区广泛应用已在华北地区广泛应用,已处理工程数千项已处理工程
15、数千项,取得了显著取得了显著的经济效益和社会效益。的经济效益和社会效益。第9页/共91页第十页，共91页。n n5真空预压法加固软基技术n n(1)主要(zhyo)技术内容n n真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置砂井或塑料排水板,然后在地面铺设砂垫层,其上覆盖不透气的密封膜使与大气隔绝,通过埋设于砂垫层中的吸水管道,用真空装置进行抽气,将膜内空气排出,因而在膜内外产生一个气压差,这部分气压差即变成作用于地基上的荷载。地基随着等向应力的增加而固结。抽真空前,土中的有效应力等于土的自重应力,抽真空后,土体完成固结时,真空压力完全转化为有效应力。n n(2)技术指标n n该加固方法的技术指标有
16、:密封膜内的真空度、加固土层要求达到的平均固结度、加固区的沉降值。当采用合理的施工工艺和设备,膜内真空度一般可维持相当于80kPa的真空压力;加固区要求达到的平均固结度,一般可采用80%的固结度,如工期许可,也可采用更大一些的固结度作为设计要求达到的固结度;先计算加固前建筑物荷载作用下天然地基的沉降量,然后计算真空预压期间完成的沉降量,两者之差即为预压后建筑物使用荷载作用下可能发生的沉降。第10页/共91页第十一页，共91页。n n(3)(3)适用范围适用范围n n该地基加固方法适用于软粘土的地基加固该地基加固方法适用于软粘土的地基加固,在我国广泛在我国广泛(gu(gu ngfn)ngfn)存
17、在着存在着海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层。这种土的特点是含水量大、压海相、湖相及河相沉积的软弱粘土层。这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、透水性差。在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉缩性高、强度低、透水性差。在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差。对于该种地基降和沉降差。对于该种地基,尤其是大面积处理时尤其是大面积处理时,如在该地基上建造码如在该地基上建造码头、机场等头、机场等,真空预压法是处理软粘土地基的有效方法之一。真空预压法是处理软粘土地基的有效方法之一。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n黄骅港码头、深圳福田开发区、天津塘沽开发区、深圳宝安大道等。黄骅
18、港码头、深圳福田开发区、天津塘沽开发区、深圳宝安大道等。第11页/共91页第十二页，共91页。n n6强夯法处理大块石高填方地基n n(1)主要技术内容n n强夯法处理大块石高填方地基方法主要是指强夯置换法,与其他地基处理方法相比具有费用低、施工简单等优点,分整式置换和桩式置换二种方法。整式置换法是用强夯的冲击能将软弱土挤开置换成块石层,其机理与换填垫层法作用相似。桩式置换法是采用(ciyng)巨大的夯击能n n量将块石夯穿被加固土层并使块石沉底形成桩体,并与周围土体形成复合地基。由于桩体的加筋作用,地基中应力向桩体集中,使其分担了大部分基底传来的荷载;同时桩体的存在也使得土体中由于强夯引起的
19、超静水孔隙水压力迅速消散,加快土体固结,提高土体抗剪强度,从而复合地基承载力相应提高。n n(2)技术指标n n夯击能量:单击夯击能量按Menard公式进行估算,锤底单位面积静压力不得小于100kN/m2。整式置换法单位夯击能不宜小于1500kN.m/m2;桩式置换法单位夯击能不宜小于300kNm/m2。第12页/共91页第十三页，共91页。n n夯击次数夯击次数:通过现场试验确定通过现场试验确定,整式置换法宜控制在最后一整式置换法宜控制在最后一击夯沉量不大于击夯沉量不大于50mm;50mm;桩式置换法宜控制在最后一击夯沉量桩式置换法宜控制在最后一击夯沉量不大于不大于200mm200mm。n
20、n夯点间距夯点间距:夯点位置可按三角形、正方形布置。夯点位置可按三角形、正方形布置。n n整式置换法的夯点间距整式置换法的夯点间距S=D+(0.3S=D+(0.30.4)H;0.4)H;桩式置换法的夯桩式置换法的夯点间距点间距S=2S=23D;D3D;D为锤径为锤径,H,H为加固深度。为加固深度。n n夯沉量夯沉量:每阵夯沉量不宜大于每阵夯沉量不宜大于0.80.8倍锤高倍锤高,累计夯沉量宜为累计夯沉量宜为1.1.5 52.0H2.0H。n n加固宽度加固宽度:每边应超出基础外边缘每边应超出基础外边缘(0.5(0.51.0)H,1.0)H,且不小于且不小于3m3m。n n(3)(3)适用适用(s
21、hyng)(shyng)范围范围n n强夯置换法适用强夯置换法适用(shyng)(shyng)于坐落在回填土、碎石土、湿陷性于坐落在回填土、碎石土、湿陷性黄土、粘土、粉土、淤泥质土、淤泥等多种土层的工业与黄土、粘土、粉土、淤泥质土、淤泥等多种土层的工业与民用建筑民用建筑,加固深度不宜超过加固深度不宜超过7m7m。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n已应用的代表性工程有深圳国际机场停机坪、深圳西部通已应用的代表性工程有深圳国际机场停机坪、深圳西部通道工程等。道工程等。第13页/共91页第十四页，共91页。n n7爆破挤淤法技术n n(1)主要技术内容n n通过爆炸冲击作用降低
22、淤泥结构性强度,同时利用抛石体本身的自重使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移,达到泥、石置换的目的。首先沿堤轴线陆上抛填达到爆炸处理(chl)的设计高程与宽度(见图1),形成爆前抛石堤纵断面线(1),然后在抛石堤前端“泥一石”交界面(2)前方一定位置、一定深度处的淤泥层内埋置单排群药包(3),引爆群药包,在淤泥内形成爆炸空腔,抛石体随即坍塌n n充填空腔形成“石舌”,同时抛石体前方和下方一定范围内的淤泥被爆炸弱化,强度降低,抛石体下沉滑移挤淤。随后进行抛石,当淤泥内剪应力超过其抗剪强度时,抛石体沿定向滑移线(6)朝前方定向滑n n移,达到新的平衡后滑移停止。继续加高抛填,从而又出
23、现新的定向滑移下沉,如此反复出现多次,直到抛石堤稳定为止,此时单循环结束。另外,当新的循环开始时,其爆炸作用对已形成的抛石体仍有密实和挤淤作用。第14页/共91页第十五页，共91页。n n(3)(3)适用范围适用范围:目前国内采用目前国内采用(c(c iyng)iyng)爆破挤淤法置换淤泥软基的爆破挤淤法置换淤泥软基的厚度一般在厚度一般在4 420m,20m,对于淤泥厚度小于对于淤泥厚度小于4m4m时时,可与抛石挤淤、强可与抛石挤淤、强夯挤淤比较夯挤淤比较,大于大于20m20m时时,须进行论证。须进行论证。n n(4)(4)已有的典型工程已有的典型工程n n该技术在海军该技术在海军166421
24、6642工程防波堤、连云港西大堤、浙江嵊泗中心工程防波堤、连云港西大堤、浙江嵊泗中心渔港防波堤、大连港东区围堤、珠海电厂陆域围堤、浙江玉环渔港防波堤、大连港东区围堤、珠海电厂陆域围堤、浙江玉环坎门渔港防波堤、深圳滨海大道、广东汕头华能电厂以及深港坎门渔港防波堤、深圳滨海大道、广东汕头华能电厂以及深港西部通道等上百项工程中被成功采用西部通道等上百项工程中被成功采用(c(c iyng)iyng)。该技术具有工。该技术具有工期短、造价少及工后沉降量小等特点期短、造价少及工后沉降量小等特点,技术经济效益极其显技术经济效益极其显n n 著著,具有极好的应用前景。具有极好的应用前景。第15页/共91页第十
25、六页，共91页。n n8复合土钉墙支护技术n n(1)主要技术内容n n复合土钉墙是20世纪90年代研究开发成功的一项深基坑支护新技术。它是由普通土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术(如预应力锚杆、竖向钢管、微型桩等)或截水技术(深层搅拌桩、旋喷桩等)有机组合成的支护截水体系,分为加强型土钉墙,截水型土钉墙,截水加强型土钉墙三大类。复合土钉墙具有支护能力强,适用范围广,可作超前支护,并兼备支护、截水等性能,是一项技术先进,施工简便,经济合理,综合性能突出的深基坑支护新技术。n n(2)技术指标n n复合土钉墙目前尚无技术标准,其主要组成要素普通土钉墙、预应力锚杆、深层搅拌桩、旋喷桩等应符合国家
26、行业标准建筑基坑支护技术规程JGJ120-99等技术标准的要求。另外,微型桩一般桩径250300,间距0.52.0m,骨架可采用(ciyng)钢筋笼或型钢,端头伸入坑底以下2.04.0m。竖向钢管一般4860,壁厚35mm。复合土钉墙在水位以下和软土中,采用(ciyng)48、厚3.5mm钢花管土钉,直接用机械打入土中,并从管中高压注浆压入土体。第16页/共91页第十七页，共91页。n n(3)(3)适用范围适用范围n n复合土钉墙可用于回填土、淤泥质土、粘性土、砂土、粉土等常复合土钉墙可用于回填土、淤泥质土、粘性土、砂土、粉土等常见土层见土层;可在不降水条件下采用可在不降水条件下采用,解决了
27、在城市建设中因环境限制不解决了在城市建设中因环境限制不宜人工降水的难题宜人工降水的难题;在无环境限制时在无环境限制时,可垂直开挖与支护可垂直开挖与支护,易于在场地易于在场地狭小的条件下方便施工狭小的条件下方便施工;在工程规模上在工程规模上,深度深度20m20m以内的深基坑均可以内的深基坑均可根据具体条件根据具体条件,灵活、合理地推广使用。灵活、合理地推广使用。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n复合土钉墙由于技术上和经济上的综合优势复合土钉墙由于技术上和经济上的综合优势,目前在北京、上海、目前在北京、上海、深圳、广州、浙江、南京、武汉等地得到了广泛的应用深圳、广州、浙江、南
28、京、武汉等地得到了广泛的应用,仅深圳、仅深圳、上海每年应用复合土钉墙支护的基坑工程都在上海每年应用复合土钉墙支护的基坑工程都在150150200200个个,典型的典型的工程如工程如n n深圳电视深圳电视(dinsh)(dinsh)中心中心(深深9.39.312.85m);12.85m);深圳长城盛世家园一期深圳长城盛世家园一期(深深11.65m),11.65m),深圳长城盛世家园二期深圳长城盛世家园二期(14.2(14.221.7m);21.7m);深圳凤凰大厦深圳凤凰大厦(深深14.14.0m);0m);深圳假日广场深圳假日广场(深深14.014.020.0m);20.0m);上海西门广场等
29、一批深上海西门广场等一批深5.05.07.7.0m,0m,并有深层软土的基坑并有深层软土的基坑;广州地铁新港站广州地铁新港站(深深9 914.1m)14.1m)等。等。第17页/共91页第十八页，共91页。n n9预应力锚杆施工技术n n(1)主要技术内容n n将拉力传递到稳定的岩层或土体的锚固体系。锚杆的一端与岩土体或结构物相连,另一端锚固在岩土体层内,并对其施加预应力,以承受岩土压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生(chnshng)的结构拉力,用以维护岩土体或结构物的稳定。它通常包括杆体(由钢绞线、钢筋、特殊钢管等筋材组成)、灌浆体、锚具、套管和可能使用的连接器。预应力锚杆施工包括:钻孔、预
30、应力钢筋制作安放、灌浆、外锚头制作及张拉与锁定。n n(2)技术指标n n预应力锚杆施工技术指标应符合标准锚杆喷射混凝土支护技术规范GB500862001、建筑基坑支护技术规程JGJ122-99、(岩土锚杆设计与施工规范(送审稿-2004)等的规定。通常锚杆钻孔直径为130 160mm,荷载设计值为200 3000kN。n n(3)适用范围n n预应力锚杆广泛的应用于各类岩土体加固工程,如:隧道与地下洞室的加固、岩土边坡加固、深基坑支护、混凝土坝体加第18页/共91页第十九页，共91页。n n固、结构抗浮、抗倾覆固、结构抗浮、抗倾覆,各种结构物稳定与锚固等。各种结构物稳定与锚固等。n n(4)
31、(4)已应用典型工程已应用典型工程n n预应力锚杆在国内的土建工程中预应力锚杆在国内的土建工程中,例如高层建筑深基础工程、水电工程、例如高层建筑深基础工程、水电工程、铁道工程、交通工程、矿山工程、军工工程等基础设施工程中逐渐得铁道工程、交通工程、矿山工程、军工工程等基础设施工程中逐渐得到广泛应用。比较到广泛应用。比较(b(b jio)jio)典型的工程有北京京城大厦深基坑支护工典型的工程有北京京城大厦深基坑支护工程、三峡永久船闸高边坡预应力锚杆加固工程、首都机场扩建工程地程、三峡永久船闸高边坡预应力锚杆加固工程、首都机场扩建工程地下车库抗浮工程、小浪底水利枢纽地下厂房支护工程、京福高速公路下车
32、库抗浮工程、小浪底水利枢纽地下厂房支护工程、京福高速公路边坡加固及滑坡整治工程。边坡加固及滑坡整治工程。第19页/共91页第二十页，共91页。n n10组合内支撑技术n n(1)主要技术内容n n组合内支撑技术是建筑(jinzh)基坑支护的一项新技术,它是在混凝土内支撑技术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系,主要利用组合式钢结构构件截面灵活可变、加工方便等优点,其具有以下特点:适用性广,可在各种地质情况和复杂周边环境下使用;施工速度快;支撑形式多样;计算理论成熟;可拆卸重复利用,节省投资。n n(2)技术指标n n(3)适用范围n n适用于周围建筑(jinzh)物密集,相邻建筑(jinzh)
33、物基础埋深较大,周围土质情况复杂,施工场地狭小,软土场地等深大基坑。n n(4)已应用典型工程n n北京国贸中心、广东工商行业务大楼、广东荔湾广场、广东金汇大厦。第20页/共91页第二十一页，共91页。n n11型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术n n(1)主要技术内容n n型钢水泥土复合搅拌桩支护结构同时具有抵抗侧向土水压力和阻止地下水渗漏的功能,主要用于深基坑支护。其制作工艺是:通过特制的多轴深层搅拌机自上而下将施工场地原位土体切碎,同时从搅拌头处将水泥浆等固化剂注入土体并与土体搅拌均匀,通过连续的重叠搭接施工,形成水泥土地下连续墙;在水泥土硬凝之前,将型钢插入墙中,形成型钢与水泥土的复合墙
34、体。实际工程应用中主要有两种结构形式:I型是在水泥土墙中插入断面较大H型,主要利用型钢承受水土侧压力,水泥土墙仅作为止水帷幕,基本不考虑水泥土的承载(chngzi)作用和与型钢的共同工作,型钢一般需要涂抹隔离剂,待基坑工程结束之后将H型钢拔除,以节省钢材。II型是在水泥土墙内外两侧应力较大的区域插入断面较小的工字钢等型钢,利用水泥土与型钢的共同工作,共同承受水土压力并具有止水帷幕的功能。该技术具有以下技术特点:施工时对邻近土体扰动较少,故不至于对周围建筑物、市政设施造成危害;可做到墙体全长无接缝施工、墙体水泥土渗透系数k 可达10-7cm/s,因而具有可靠的止水性;成墙厚度可低至550mm,故
35、围护结构占地和施工占地大大第21页/共91页第二十二页，共91页。n n减少减少;废土外运量少废土外运量少,施工时无振动、无噪声、无泥浆污染施工时无振动、无噪声、无泥浆污染(wr(wr n);n);工程造价工程造价较常用的钻孔灌注排桩的方法约节省较常用的钻孔灌注排桩的方法约节省20%20%30%30%。n n(2)(2)技术指标技术指标n n水泥土地下连续墙按地基处理技术规程水泥土地下连续墙按地基处理技术规程J220-2002 J220-2002 相关要求施工。水泥相关要求施工。水泥土强度宜大于土强度宜大于1MPa,1MPa,水泥土渗透系数水泥土渗透系数k k宜大于宜大于10-6mm/s10-
36、6mm/s。水泥土墙厚宜大于。水泥土墙厚宜大于550mm,550mm,且应符合当地对水泥土止水帷幕厚度的要求和施工技术的要求。型钢且应符合当地对水泥土止水帷幕厚度的要求和施工技术的要求。型钢的断面、长度和在水泥土墙中的位置应由设计计算确定。型钢材质须满足国的断面、长度和在水泥土墙中的位置应由设计计算确定。型钢材质须满足国家相关规范的要求。家相关规范的要求。n n(3)(3)适用范围适用范围n n该技术可在粘性土、粉土、砂砾土使用该技术可在粘性土、粉土、砂砾土使用,目前在国内主要在软土地区有成功目前在国内主要在软土地区有成功应用。该技术目前可在开挖深度应用。该技术目前可在开挖深度15m15m下的
37、基坑围护工程中应用。下的基坑围护工程中应用。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n型钢水泥土复合搅拌桩支护结构在许多基坑支护工程中得到了成功应用型钢水泥土复合搅拌桩支护结构在许多基坑支护工程中得到了成功应用,例例如如:上海静安寺下沉式广场、上海国际会议中心、和田路下立交引道、丁香上海静安寺下沉式广场、上海国际会议中心、和田路下立交引道、丁香花园大厦、地铁陆家嘴车站出入口、地铁花园大厦、地铁陆家嘴车站出入口、地铁2 2号线龙东路延伸段、上海梅山大号线龙东路延伸段、上海梅山大厦、上海怡沣丰基地等工程的基坑围护。厦、上海怡沣丰基地等工程的基坑围护。第22页/共91页第二十三页，共9
38、1页。n n12冻结排桩法进行特大型深基坑施工技术n n(1)主要技术内容n n基础冻结排桩法的基本思路是:以含水地层冻结形成的冻结帷幕墙为基坑的封水结构,以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的受力结构,充分发挥各自的优势特点。在施工深、大基坑时,采用排桩作为结构支撑体系工艺成熟,冻结帷幕具有良好的封水性能,两种技术的结合不仅解决了基础维护结构的嵌岩问题而且解决了封水问题,施工可操作性强。两种技术的结合既是优势互补,又是一种大胆的技术创新。为了保护冻结墙体,增加封水深度减少基底涌水量和扬压力,通过冻结孔外侧设置的多个注浆孔在一定标高范围内形成注浆帷幕。同时考虑到冻结过程中冻土体积膨胀会产生一定的冻
39、胀力,为降低冻胀力对排桩结构的影响,在冻结孔外侧距其中心一定位置处插花布设(b sh)多个卸压孔,施工中需要注意的问题:n n在冻结过程中土的体积膨胀将对排桩产生较大的水平冻胀压力。n n排桩靠基坑内侧在基坑开挖过程中与空气接触后,温度将急剧上升;而另外一侧与冻土墙体接触温度非常低,排桩因两侧巨大温差将产生的温度应力。第23页/共91页第二十四页，共91页。n n冻土墙体达到设计厚度后冻土墙体达到设计厚度后,如何对其进行有效控制从而避免产如何对其进行有效控制从而避免产生更大的冻胀力。生更大的冻胀力。n n岩土力学基本理论的不成熟岩土力学基本理论的不成熟,设计计算所采用的数学力学模型设计计算所采
40、用的数学力学模型(mxng)(mxng)岩土体的实际应力一应变状态常存在着较大的差距岩土体的实际应力一应变状态常存在着较大的差距,必必须加强工程监测须加强工程监测,通过信息化施工及时发现问题通过信息化施工及时发现问题,保证工程安全。保证工程安全。n n(2)(2)技术指标技术指标n n根据深大基坑施工的技术难点和特点冻结排桩法施工根据深大基坑施工的技术难点和特点冻结排桩法施工,各分项工各分项工程的主要技术指标如下程的主要技术指标如下:n n排桩垂直度排桩垂直度:1/200;:1/200;n n排桩充盈系数排桩充盈系数:5%;:5%;n n排桩平面位置偏差排桩平面位置偏差:2cm;:2cm;n
41、n冻结管垂直度冻结管垂直度:表土表土0.3%;0.3%;岩层岩层0.5%;0.5%;n n盐水温度盐水温度:积极冻结期积极冻结期-25-25-28-28;维护冻结期维护冻结期-22-222525;n n设计冷凝温度设计冷凝温度:30:30;n n冻结壁平均温度冻结壁平均温度:-7:-7;第24页/共91页第二十五页，共91页。n n(3)(3)适用范围适用范围n n冻结止水适用于各种不良地质情况冻结止水适用于各种不良地质情况,并且基坑越深并且基坑越深,其经济上、其经济上、工期上的优势也就越大工期上的优势也就越大,特别是地下水丰富的软土地层就更特别是地下水丰富的软土地层就更具有优越性。适用于具有
42、优越性。适用于25-5025-50米的大型和特大型基坑米的大型和特大型基坑(矩形、矩形、圆形和其他几何形状圆形和其他几何形状)的施工的施工(sh gng)(sh gng)。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n在润杨长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基础等项目的施工在润杨长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基础等项目的施工(sh gng)(sh gng)中得以应用中得以应用,并取得成功经验并取得成功经验,为今后特大型深基坑为今后特大型深基坑基础工程开创了新的技术手段。该项目由中国路桥集团第基础工程开创了新的技术手段。该项目由中国路桥集团第二公路工程局开发二公路工程局开发,是中国路桥集团重点
43、资助的科技开发项是中国路桥集团重点资助的科技开发项目。目。第25页/共91页第二十六页，共91页。n n13高边坡防护技术n n(1)主要技术内容n n经过采用极限平衡法、数值分析方法对边坡稳定性进行分析计算,得出保证高边坡稳定所需要的锚固力。通过在坡体内施工预应力锚索、打入一定数量的系统锚杆(土钉)或注浆加固对边坡进行处治。系统预应力锚索为主动受力,单根锚索设计锚固力可高达3000kN,是高边坡深层加固防护的主要措施。系统锚杆(土钉)对边坡防护的机理相当于螺栓的作用,是一种对边坡进行中浅层加固的手段。根据滑动面的埋深确定边坡不稳定块体大小及所需锚固力,一般多用预应力锚(索)杆有针对性的进行加
44、固防护。为防治边坡表面风化(fnghu)、冲蚀或弱化,主要采取植物防护、砌体封闭防护、喷射(网喷)混凝土等作为坡面防护措施。n n(2)技术指标n n根据边坡高度、岩体性状、构造及地下水的分布,判断潜在滑移面的位置。选择适宜的计算方法确定所需的锚固力并给出整体安全系数。采用加固防护措施提高边坡的稳定性。主要技术指标为:n n锚索锚固力:5003000kN；锚杆锚固力:100500kN第26页/共91页第二十七页，共91页。n n喷射混凝土喷射混凝土:强度不低于强度不低于C20C20n n锚锚(索索)杆固定方式杆固定方式:可采用机械固定、灌浆可采用机械固定、灌浆(胶结材料胶结材料)固定、固定、扩
45、张基底固定方式扩张基底固定方式,根据粘结强度确定锚固力设计根据粘结强度确定锚固力设计(shj)(shj)值。值。n n在实际工程中在实际工程中,要结合边坡坡度、高度、水文地质条件、边坡要结合边坡坡度、高度、水文地质条件、边坡危害程度合理选择防护措施危害程度合理选择防护措施,提高地层软弱结构面、潜在滑移提高地层软弱结构面、潜在滑移面的抗剪强度面的抗剪强度,改善地层的其他力学性能改善地层的其他力学性能,并加固危岩并加固危岩,将结构将结构物一地层形成共同工作的体系物一地层形成共同工作的体系,提高边坡稳定性。提高边坡稳定性。n n(3)(3)适用范围适用范围n n高度大于高度大于30m30m的岩质高陡
46、边坡、高度大于的岩质高陡边坡、高度大于15m15m的土质边坡、水的土质边坡、水电站侧岸高边坡、船闸、特大桥桥墩下岩石陡壁、隧道进出口电站侧岸高边坡、船闸、特大桥桥墩下岩石陡壁、隧道进出口仰坡等。仰坡等。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n高边坡加固防护技术在交通、铁道、水电、矿山等行业应用规高边坡加固防护技术在交通、铁道、水电、矿山等行业应用规模不断扩大模不断扩大,展示了广阔的发展前景。在三峡永久船闸高边坡、展示了广阔的发展前景。在三峡永久船闸高边坡、李家峡水电站侧岸边坡、小浪底水利枢纽高边坡、小湾水电站李家峡水电站侧岸边坡、小浪底水利枢纽高边坡、小湾水电站高边坡、宜昌下涝
47、溪特大桥桥墩下岩石陡壁锚固、大连港矿石高边坡、宜昌下涝溪特大桥桥墩下岩石陡壁锚固、大连港矿石码头高边坡、京福国道、京珠高速等项目中应用高边坡加固防码头高边坡、京福国道、京珠高速等项目中应用高边坡加固防护技术护技术,取得了良好的工程效果。取得了良好的工程效果。第27页/共91页第二十八页，共91页。n n14非开挖埋管技术n n(1)主要技术内容n n非开挖埋管技术即人们通常所说的顶管法施工技术。顶管法是直接在松软土层或富水松软地层中敷设中、小型管道的一种施工方法。它无须挖槽,可避免为疏干和固结土体而采用降低水位等辅助措施,从而大大加快施工进度。在特殊地层和地表环境下施工,具有很多优点。顶管法已
48、有百年历史。短距离、小管径类地下管线工程施工,广泛采用顶管法。近几十年,中继接力顶进技术的出现使顶管法已发展成为可长距离顶进的施工方法。顶管法的主要技术内容包括:n n顶管法的基本构成,包括顶进设备、顶管机头、中继环、工程管及吸泥设备;n n顶管法顶力计算;n n 顶管法综合施工技术,包括顶管工作坑的开挖、穿墙管及穿墙技术、顶进与纠偏技术、陀螺仪激光(jgung)导向技术、局部气压与冲泥技术及触变泥浆减阻技术。第28页/共91页第二十九页，共91页。n n(2)(2)技术指标技术指标n n顶管法的技术指标应符合国家行业标准顶管施工规范顶管法的技术指标应符合国家行业标准顶管施工规范的规定。的规定
49、。n n(3)(3)适用范围适用范围n n适用于直接在松软土层或富水松软地层中敷设中、小型管适用于直接在松软土层或富水松软地层中敷设中、小型管道。道。n n(4)(4)已应用的典型工程已应用的典型工程n n近几十年近几十年,中继接力顶进技术的出现使顶管法已发展成为可中继接力顶进技术的出现使顶管法已发展成为可长距离顶进的施工方法长距离顶进的施工方法,使顶管技术在长距离穿越江河、湖使顶管技术在长距离穿越江河、湖泊及地面交通工程等的地下管道的敷设工程中逐渐得到普泊及地面交通工程等的地下管道的敷设工程中逐渐得到普遍遍(p(p bin)bin)应用。比较典型的工程有应用。比较典型的工程有:浙江镇海穿越甬
50、江的顶浙江镇海穿越甬江的顶管工程、上海穿越黄浦江的顶管工程、西气东输穿越黄河管工程、上海穿越黄浦江的顶管工程、西气东输穿越黄河顶管工程等。顶管工程等。第29页/共91页第三十页，共91页。n n15土工合成材料应用技术n n(1)主要技术内容n n土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等种。土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等六大功能及作用。在我国不仅已经广泛应用于建筑工程的各种领域,而且已成功地研究、开发了成套的应用技术。该项技术里可细分为:n n土工织物滤层应用技术;n n土工合成材料加筋垫层应用技术;n n土工合成