第二章明挖法施工基坑围护.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 明盖挖施工,一、施工特点及工序,二、基坑种类及对土质的适应性,三、地下连续墙围护结构,四、土钉墙围护,五、排桩围护,六、案例,1,施工方法简介,开挖时保证基坑稳定和,周边建筑物,构筑物沉降监测信息反馈是本工程的重点,.,本工程含,土钉墙、钢筋混凝土支撑,等，结构类型较多；施工方法含,明挖,、暗挖等,.,2,一、特点及施工工序,（一）定义,明挖：在地铁施工时挖开地面，由上向下挖开土石方至设计标高，自基底由下向上进行结构施工，当完成地下主体结构后回填基坑、恢复地面的施工方法。,盖挖：由地面向下开挖至一定的深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工的方法。,两者的适用性？,3,明挖法,是指挖开地面，完成隧道,(,或车站,),主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。简单地说就是从地面上直接挖掘再盖上钢筋混凝土层。,明挖法施工模拟图,4,（二）明挖特点,放坡明挖,不放坡明挖,优点：施工难度小，容易保证质量、工期短、造价低,缺点：占地多、拆迁量大、影响交通、噪声污染严重,5,（四）、明挖法施工流程及工序,围护结构施工,内部土方开挖,结构施工及防水,管线恢复及覆土,6,1.,围护结构,施工,2.,第一层开挖,支撑,明挖法,7,3.,第,n,层开挖,支撑,4.,浇捣底板,混凝土,明挖法,8,5.,浇捣中板及,顶板混凝土,6.,结构车站,主体完成,明挖法,9,（五）盖挖法特点,盖挖法：先用地下连续墙、钻孔桩等形式做维护结构和中间桩，然后做钢筋混凝土盖板，在盖板、围护墙和中间桩的保护下进行土方开挖和结构施工的方法。,逆作：按土方开挖的顺序从上层开始往下进行主体结构施工,半逆作,顺作：土方全部开挖完成后，从底板开始做主体结构,（,1,）简化工序、降低造价,（,2,）占地少、无震动和噪声,（,3,）对地面交通影响小,（,4,）减少或免去明挖时水平支撑,（,5,）工程结构容易实现,10,（,6,）盖挖施工工序,盖挖顺作：,P8,，八个基本步骤,盖挖逆作：,P9,，八个基本步骤,盖挖半逆作：,P10,，八个基本步骤,11,二、基坑的种类及其对土质的适应性,根据基坑所处的位置、地下建筑物的埋置深度、工程地质、水文地质等，明盖挖施工基坑分为两种：,（,1,）,敞口放坡基坑,边坡面不加支护基坑,：,优点：施工简单、速度快、噪声小，无需做围护结构,条件：基坑所处地面空旷、周围无建筑物或距建筑物间距足够大，地面有足够多的空地，可满足施工要求、不影响周围环境。,喷混凝土面和锚杆护坡基坑：,条件：场地限制，基坑边坡坡度稍小于规范规定，可采取适当的当挡土结构,本次课的重点,12,（,2,）有围护结构的基坑,基坑很深，地质条件差，地下水位高，特别是处于繁华市区，地面建筑物密集，交通繁忙，五无足够的空地满足施工需要。常见类型：,工字钢桩围护基坑、钢板桩围护基坑、钢筋混凝土钻孔灌注桩围护基坑、人工挖孔桩围护基坑、地下连续墙围护基坑、土钉墙围护基坑,以下章节详细讲解,该部分内容有三大部分：,（一）敞口放坡基坑边坡坡度的,确定,（二）敞口放坡基坑边坡稳定性影响因素,（三）稳定措施,13,明挖法基坑类型,敞口放坡基坑,钢筋混凝土钻孔,灌注桩围护基坑,有围护结构基坑,边坡面不加,支护的基坑,喷混凝土面和锚杆,护坡基坑,工字钢桩围护基坑,钢板桩围护基坑,人工挖孔桩围护基坑,地下连续墙围护基坑,土钉墙围护基坑,14,（一）敞口放坡基坑边坡坡度的确定,计算法、图解法、查表法,要求：掌握基本原理、推导公式,15,（二）敞口放坡基坑边坡稳定性影响因素,（,1,）没按设计坡度开挖,（,2,）附加负荷,（,3,）水的影响,（,4,）暴露时间长，土体变松散,（,5,）未及时刷坡、或反坡,（三）稳定措施,（,1,）坡度处理,（,2,）降排水、防洪，干燥,（,3,）护面,（,4,）避免附件负荷,（,5,）随挖随刷边坡，不得挖反坡,（,6,）暴露时间,1,年以上，护坡,16,三、地下连续墙围护结构,盖挖法产生的背景：,在开挖面较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近，为尽量防止开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结构，可采用盖挖逆作法施工。,17,工程概况,北京地铁四号线菜市口车站位于广安大街与菜市口大街、宣武门外大街的交叉路口，呈南北走向，线路中心与道路中心基本一致，与规划地铁七号线,(,东西走向,),形成“十”字换乘关系。土建工程,(K6+590.1,K6+766.2),项目为：车站主体结构及风井、风道、出入口、安全通道等附属结构；车站主体结构采用盖挖逆作法修建。,引入案例,18,北京地铁四号线菜市口车站位置示意图,19,地铁车站开挖时，基坑边坡稳定性如何保证？,引入问题,20,1.,地下连续墙的定义,是连续构筑在地下的一道钢筋混凝土墙。具有挡土、防水抗渗及承重等功能。,在地下利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料形成一道联系地下墙体。,21,连续墙施工机械,22,优点：,（,1,）可减少工程施工时对环境的影响。（,2,）防水抗渗性能好。,（,3,）地下连续墙刚度大，能承受较大的侧压力。,（,4,）适用于多种地基条件。,（,5,）在建（构）筑物密集地区可以施工。,2.,地下连续墙的特点,缺点：,（,1,）施工后对废泥浆要进行处理。（,2,）墙面虽可保证垂直度，但比较粗糙。（,3,）造价较高。,23,地下连续墙在工程中的应用：,早在,1958,年，地下连续墙已在北京郊区密云大型水库白河主坝中应用，作为,大坝地基的防渗墙,；密云水库蓄水运行多年，大坝地基不漏水，情况良好。,1979,年，上海基础工程公司应用地下连续墙，建造上海港船厂港池试验成功。,1980,年应用地下连续墙为上海钢铁一厂的一号高炉解决沉碴池工程。虎门大桥是我国第一次设,计建造的现代化大跨度悬索桥，其主航道悬索桥跨径,880m,。此桥西侧锚碇基础采用外径,61m,、内径,59.4m,、墙厚,80cm,的圆形地下连续墙，,1993,年,9,月,16,日开工，采用了冲击钻成槽，泥浆护壁，仅用,3,个月时间就完成了地下连续墙施工。,24,上海环球金融中心,基础工程,第一阶段：,54,幅,地下连续墙施工,（,2004,年,2,月,18,日,4,月,23,日）；,第二阶段：几个槽段的地下连续墙补强（,5,月,5,日,6,月,4,日）；,第三阶段：基坑开挖（,5,月,18,日,9,月,5,日）；,第四阶段：桩头处理（,9,月,8,日,11,月,25,日）；,第五阶段：深坑开挖（,11,月,25,日）。,工程施工实践证明：,最大变形只有,0.03,米,，仅是同等基坑的,30,50%,，工程整体稳定性良好，对周边环境的影响也在规范规定的限值之内。,25,中国银行总部大厦,北京市西单路口西北角。,占地面积,13158,平方米，总建筑面积,174869,平方米，地下,4,层，局部,6,层，地上,15,层，屋顶高,57.5m,。,工程于,2001,年,4,月建成。,大厦由著名建筑大师贝幸铭担任设计顾问，美国贝氏建筑师事务所,(PPA),主持设计。,大厦曾获得中国建筑工程总公司科学技术奖一等奖；美国石材协会,2001,年度最考究建筑奖。第三届詹天佑土木工程大奖获奖工程。,26,中国银行总部大厦,建筑西侧、北侧主楼部分为钢筋混凝土结构，东侧、南侧附楼部分为钢、混凝土结构。,因建筑功能要求，四个区段间没有设缝，全部整体连接，整个结构为板柱框架,-,剪力墙体系。,地下室墙为,800mm,厚地下连续墙结构，地下室四周设置预应力锚杆。采用筏基，底板厚,16,23m,。,27,北京地铁复八线工程防水技术,北京地铁复八线工程是北京地铁一号线的中段，西起复兴门，东至八王坟，全长,12.7km,。其中地下线,10,余,km,，地面线近,2km,。,在大北窑车站、热电厂站施工中采用厚,0.6m,、深约,22m,、,C30,钢筋混凝土地下连续墙，有效阻截了地下水及流砂，给施工创造了较好的条件。,28,28,润扬大桥“神州第一锚”地下连续墙,2001,年,10,月,28,日，润扬大桥北锚碇地下连续墙顺利合龙，在地下形成,1.2,米厚,的钢筋混凝土矩形墙，为北锚碇超深基坑开挖提供了坚固的围护结构。施工过程中地下连续墙要穿过上部,16.5,米的原流塑态淤泥、疏松的粉细砂层、着床在花岗岩裂隙发育层。,29,1.,第一大跨径,:1490,米,2.,第一大锚碇,:6.8,万吨,3.,第一特大深基坑,:69,米,50,米,50,米,4.,第一高塔,:215.58,米（,73,层楼高,),5.,第一长缆,:,缠丝总长度近,3200,公里,6.,第一重钢箱梁,:21000,余吨,7.,第一大面积钢桥面铺装,:70800,平方米,8.,第一座刚柔相济的组合型桥梁,润扬长江公路大桥,创国内八个第一,(,世界第三,),(,缠丝相当于,3,倍北京至上海的距离。完成的两根主缆每根长,2600,米，为国内第一长缆，分别由,184,股、每股,127,丝、每丝直径,5.3,毫米的镀锌钢丝组成，所用钢丝总数达,23368,根，总长度,6075,万,6800,米，可以绕地球,3,圈。,),造价,:57.8,亿元,30,3,、地下连续墙施工,(2),地下连续墙的施工工艺,地下连续墙的施工，要经过筑,导墙,、,成槽,、吊放接头管、吊放钢筋笼、浇筑水下混凝土及拔出接头管成墙等环节。,(1),地下连续墙的类型,1.,按,墙的用途,可分为临时挡土墙、用作主体结构一部分兼作临时挡土墙的地下连续墙、用作多边形基础兼作墙体的地下连续墙。,2.,按,成墙方式,可分为桩排式、壁板式、组合式。,3.,按,挖槽方式,大致可分为抓斗式、冲击式、回转式。,31,铣槽机,32,带高压水喷头的铣轮,33,钢筋笼,34,(3),地下连续墙的施工,现浇地下连续墙,施工工艺流程,如下图所示。,35,地下连续墙施工技术,36,37,38,(4),地下连续墙施工工艺流程,39,(5),地下连续墙各施工工序技术要点,1.,施工准备,2.,修筑导墙,3.,护壁泥浆制备,护壁泥浆对槽壁的压力略大于地下水土压力，可平衡地层水土压力，稳定井壁。,洗槽利用泥浆当介质进行循环排渣，钻机钻下的土（岩）屑及时由泥浆携带排出槽外，钻头始终切削新土，提高了机械钻进效率。,冷却钻头泥浆的循环降低了由于钻头与土（岩）层所作机械功而产生的温升。,润滑泥浆又是一种润滑剂，从而降低了钻机的磨损。,40,4.,挖槽与清槽,槽段划分即确定单元槽段的长度，它既是进行一次性挖掘的长度，也是一次性浇筑混凝土的长度，应综合考虑地质条件，对邻近建筑物的影响、钢筋笼吊装和混凝土供应能力。,槽段开挖常用钻抓机挖槽或多头钻成槽机开挖两种形式。,清槽无论采用何种施工方法，必须对残留在槽底的土渣、杂物进行清除。清防方法一般采用吸力泵、空气压缩机和潜水泵等排渣。,5.,吊放钢筋笼,6.,灌注混凝土,7.,槽段连接,41,42,43,单元槽段,指地下连续墙的施工时，沿着墙体长度方向把地下墙分成某种长度的施工单元。,地下连续墙单元槽段长度取决于以下因素：设计所要求的构造、形状,(,拐角和端头等,),、墙的厚度和深度。施工所要求的挖槽壁面的稳定性、对相邻结构物的影响、挖槽机的最小挖槽长度、混凝土拌和站的供应能力、泥浆储备池的容量、钢筋笼的质量和尺寸、作业场地占用面积和可以连续作业的时间限制。,一般情况下以,5,8m,居多，但也可取,10m,或更大一些的情况,。,(6),单元槽段划分,44,以下边的一些图为例，说明,按结构物形状划分,的单元槽段。图,(a),单元槽段为挖槽机的最小挖掘长度，它适用于减少对邻近结构物的影响，或必须特别注意槽壁的稳定性等情况。,45,图,(b),单元槽段为地下连续墙与柱子相连的一段，,地下墙的接头设在柱和柱的中间。,46,图,(c),单元槽段为,直角形拐角,，钢筋笼整体插入为佳，但也可将钢筋笼分割开插入槽内。,图,(d),单元槽段为间隔布置的槽段，尽量不影响相邻结构物而缩短单元槽段的长度，避免大面积槽壁承受侧向土压力。,47,图,(e),单元槽段为十字形，不宜采用,大的单元槽段,，由于在这种情况下导墙不易稳定，所以对导墙要进行加固，必须特别,注意槽壁的稳定和挖槽精度,。,图,(f),单元槽段为间隔布置的圆周形式或曲线形式的槽段，如用冲击钻法挖槽，可按曲线形式施工。,48,修筑导墙是地下连续墙施工的第一道工序，导墙是重要的,临时结构物,。导墙混凝土等级一般采用,C15,。,(1),导墙的作用和要求。,控制地下墙的平面位置、墙体厚度和垂直程度,。,导墙位于地下连续墙的墙面线两侧，和地下墙中心线平行，深度一般为,1,2m,，顶面高于施工地面,5,10cm,，内墙面竖直，二导墙的内壁间净距为地下墙的宽度另加,4,6cm,。导墙指示挖槽位置，为挖槽起竖直导向作用。导墙的位置、尺寸、竖向的垂直精度直接影响地下墙的平面位置、墙体厚度和垂直程度。导墙顶部应平整，以利导向钢轨的架设和定位。,(7),导墙,49,保持地面土体稳定。,由于地基表层比深层土质差，而且经常受到邻近地面荷载的影响，槽壁顶部容易坍塌。,导墙相当于挡土墙，且常在导墙之间每隔,1,3m,加添临时木支撑,，可有效地支承土压力及施工期间钢筋笼、浇筑混凝土用的导管、钻机等静、动荷载的作用，防止槽壁顶部坍塌，保持地面土体稳定。,维持泥浆液面。,为了保持槽面地基的稳定，需要保持泥浆液面极少变化。在地下水位很高的地段，为了,维持稳定液面高出地下水位,1m,的要求,，需使浇筑的导墙顶面高出地面。,50,(2),导墙的断面形式和适用条件。,钢筋混凝土导墙分为,现浇与预制,两种，目前使用现场浇筑较多。但预制的导墙比现场浇筑的节省材料用量；在地下水位很高时，预制的导墙比现场浇筑的好。,51,图,(a),、,(b),为最简单的断面形状，一般在,导墙上的荷载不大，表层地基土良好,(,如密实的黏土,),的工程中采用。,图,(c),所示断面形状，一般在地下水位高而又难以用井点排水降低水位的工程中采用；,制作顶端高出地面的导墙，确保泥浆液面高于地下水位,0.6,1.0m,以上,，一般在导墙的周边堆土至导墙的上边缘。,52,图,5.21(d),、,5.21(e),所示断面形状，一般在表层地基土强度不够，特别是易坍塌的砂土或回填土地基的工程中采用；需,将导墙做成,L,形或上下两端都向外伸出的,“,匚,”,形,。,图,5.21(f),所示断面形状，一般在防止泥浆溢流的工程中采用，在导墙外侧埋置,U,形预制块，,导墙顶端高出地面,5,10cm,，以防地面水流入导沟。,53,采用蚌式抓斗挖槽时，在地下连续墙的放样轴线位置上，每隔一定距离用冲击钻或回转抓头钻抓成的垂直孔洞，称之为,导孔,，如图所示。一般孔径与墙厚相同。对坚硬的地基，需钻抓导孔，而软弱地基，可以不钻抓导孔。,(8),导孔,54,导孔的作用是保证在坚硬的地基上，采用蚌式抓斗挖槽机挖出槽段的垂直精度，使单元槽段的两端头垂直，便于接头施工。,地下连续墙的挖槽方法虽有很多，但各种方法的施工顺序都基本相同，如图所示。,(9),槽段开挖,55,深圳地铁,5,号线头号工程太安站成功浇注地下连续墙第一槽段,56,槽段式开挖连续墙施工顺序,57,挖槽方法,大致可归纳为以下三种。,方法一,是先以一定间隔挖掘导孔，再用抓斗将导孔间的地段挖掉整修成槽形，如图所示。,先钻导孔，再用抓斗挖掘成槽形,58,方法二,是先在施工槽段两端钻导孔到设计深度，两导孔间各圆孔只钻,0.5,0.8m,，就是,说在钻孔到,0.5,0.8m,时，把钻头提到原来位置，把钻机横向移动，一遍一遍重复钻挖直,到设计深度，完成第一个槽段开挖，如图,5.25,所示。用同样的方法钻挖下一槽段。此法的,缺点,是钻挖工作重复，效率较低。,先钻导孔，再重复钻圆孔成槽形,59,方法三,是从一开始就将沟槽挖到设计深度，并挖成槽形，把钻头提到地面，横向移动钻机，连续钻挖，完成第一个槽段开挖，如图所示。用同样的方法钻挖下一槽段。此法是一次钻挖成槽形。从地下连续墙施工来说，这种方法是,最理想,的形式。,一次钻挖成槽形,60,挖槽过程中残留在槽内的土渣以及吊放钢筋笼时从槽壁上刮落的泥皮等都要堆积在槽底。挖槽结束后，悬浮在泥浆中的土颗粒也将逐渐沉淀到槽底。浇筑地下连续墙之前，必须清除以沉渣为主的槽底沉淀物，这项工作称为,清底,。,清底的基本方法有,置换法和沉淀法,两种。,置换法,是在挖槽结束之后，立即对槽底进行认真清扫，在土渣还没有沉淀之前就用新泥浆把槽内泥浆置换出槽外。,沉淀法,在土渣沉淀到槽底之后进行清底，一般是在插入钢筋笼之前或之后清底，但后者受钢筋笼妨碍，不可能完全清理干净。,(10),清底,61,清除槽底沉渣的方法,有：吸泥泵排泥法；空气升液排泥法；带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法；水轮冲射排泥法；抓斗直接排泥法。在这些方法中，前三种是常用的方法，如图所示。,清底方法,62,(1),钢筋笼制作。,根据单元槽段的规格与接头形式等设计钢筋笼的尺寸，按设计图纸要求对钢筋下料加工，并在平台上制作钢筋笼，预留插放混凝土导管的位置，为使水平钢筋不妨碍导管的下入，将纵向钢筋布置在水平筋的内侧。,纵向钢筋采用焊接或用,0.8mm,的退火铁丝绑扎。,在钢筋重叠处要有确保混凝土流动所必需的间隙，并注意不要影响设计要求的保护层。,为保证钢筋保护层的厚度，可采用水泥砂浆滚轮，固定在钢筋笼两面的外侧。,(11),钢筋笼制作与吊装,63,钢筋笼制作现场,64,钢筋笼制作现场,65,钢筋笼制作现场,66,(2),钢筋笼的吊入与接长。,钢筋笼在堆放、运输、装卸、吊入作业过程中，易发生变形，为此对钢筋笼要采用有一定刚性的纵向钢筋桁架，并用,箍筋、主筋平面内加斜拉筋及连接钢筋等措施补强,。使钢筋笼在吊运过程中具有足够的刚度，不致使巨大的钢筋笼变形而影响入槽。,钢筋笼起吊前，,要仔细检查起吊架的钢索长度，使之能够水平地吊起,。在起吊时使用,H,型钢或工字钢作为起吊扁担，为防止钢筋笼变形，在钢筋笼的头部及中间部两点进行双索或四索同时起吊，吊离地面后再逐渐转换成垂直状态。钢筋笼的下端不得在地面上拖引或碰撞其它物体。并在钢筋笼下端系上拖绳以人力操纵，防止起吊后在空中摆动或吊入时碰撞槽壁。起吊方法如图所示。,67,起吊钢筋笼的方法,68,采用连接钢板分段接长钢筋笼。上下段连接时，先制作连接钢板，在加工平台上，将钢筋笼上的纵向钢筋准确地焊接到连接钢板上。由于钢筋笼的端部已有了连接钢板，所以分段吊放时只要将上、下段钢筋笼的连接钢板对齐，用夹板和高强度螺栓将上下段连接起来，用扭矩扳手拧紧高强螺栓，如图所示。采用这种方法无需将钢筋笼搭接也可以制成有足够长度的钢筋笼。虽然必须用,连接钢板及夹板,等，但因施工时间短，又减少了搭接长度，仍可以降低总造价，提高施工质量。,69,用螺栓联结器连接钢筋笼实例,(mm),70,地下连续墙墙段长度大多是,7,8m,，最大不超过,10m,。为了使各个墙段连成一个整体，施工中必须采用一定形式的接头,(,缝,),措施。,(13),墙段接头,(,缝,),(14),混凝土浇筑,(1),混凝土配合比要求,：水灰比不宜大于,0.6,；水泥用量不少于,370kg/m3,；混凝土坍落度宜为,18,20cm,。混凝土的骨料宜选用中砂，粗砂及粒径不大于,40mm,的卵石或碎石。海水拌和会损坏含筋混凝土，因此禁用海水配制混凝土。,71,(2),混凝土浇筑导管,。,墙段接头管,(,构件,),就位后，应检查槽底沉渣厚度并在,4h,以内浇筑混凝土，浇筑混凝土必须使用导管。,一般使用内径为,150,250mm,的圆形导管，长度有,l,、,1.5,、,2,、,3m,不等,，根据沟槽深度及浇筑混凝土时的导管提升情况分别选用，依次接长。用起重机吊入槽内，插到槽底。,导管的连接要牢固,，并要用橡胶密封圈做到完全水密，防止漏水。在使用前要检查导管是否变形、接头连接情况和防水密封性能等，使用后要及时冲洗干净。,72,(3),混凝土的浇筑。,导管的底端埋入混凝土的深度。,在槽段中的接头管和钢筋笼就位后，用导管浇灌混凝土，导管的底端埋入混凝土的深度必须在,1.5m,以上，否则混凝土流出时会把混凝土上升面附近的浮浆卷入混凝土内。但导管的埋入深度也不宜过大，否则混凝土不易从导管内流出，一般埋深不超过,6m,。,浇灌混凝土时，导管的运动。,浇灌混凝土时，要使导管作,30cm,左右的竖向运动，以利混凝土密实，尤其在混凝土不易流动的墙体接头部分更需如此。但上下运动不要过快，过快的运动会增加混凝土与泥浆的接触机会，使泥浆卷入混凝土内影响墙的质量，同时还会使泥浆的性能变坏。,73,混凝土面的上升速度。,混凝土搅拌好之后，一般应在,1.5h,内浇灌入槽，但在高温天气下，由于混凝土凝结较快，所以必须在搅拌好后,1h,以内尽快浇灌完。根据混凝土搅拌能力及各种因素，为了能够高效率地浇灌混凝土，必须准备好运输车辆。要求槽内混凝土面的上升速度不应小于,2m/h,；一个单元槽段应一次连续浇筑混凝土，直至混凝土顶面高于设计标高,300,500mm,为止。凿去浮浆层后的墙顶标高应符合设计要求。,74,上述地下连续墙施工方法是一种机械化的快速施工方法，,工效高、成本低、安全可靠，在地面工作，劳动条件得到改善。,国际上采用综合指标，即每一日工完成地下连续墙,(,包括做导墙、挖槽、制作与吊放钢筋笼、浇筑混凝土全过程,),的方量来计算工效。如上钢一厂的地下连续墙，该工程长,60m,，宽,18m,，深,12.5m,，墙厚,0.6m,，总体积,8100m3,，施工队全队,48,人，只用,4,个多月时间，工效达到国际一般标准。据有关资料分析，如将大型沉井改用地下连续墙，可降低造价,25%,45%,，值得推广。,(15),工效,75,(16),成槽设备,成槽机分类,76,抓斗式成槽机开槽抓土过程,77,(17),泥浆系统,1.,泥浆制备,主要设备为泥浆搅拌机，按搅拌方法分为两种，一是以螺旋桨高速旋转造成快速涡流进行搅拌的高速旋转式搅拌机，另一种是利用高压射流的喷射引力吸入膨润土进行搅拌的喷射式搅拌机，一般以第一种使用较多。,2.,泥浆处理设备,一般情况下，泥浆从沟槽里排出地面以后，在流入沉淀池之前要经过振筛处理，由振筛分离出来的土渣和泥浆，分别自然地落入排渣槽和沉淀池。,3.,泥浆循环系统,泥浆循环系统主要由循环泵、循环泥浆池及排渣设备等组成。,78,基本流程,79,四、土钉墙支护结构,利用加固和锚固现场原有土体的细长杆（土钉）作为受力构件，与被加固的原有土体、喷射混凝土面层共同组成的支护体系。,方法,（,1,）从上到下分段开挖土方，每段高度一般为,1-2m,（,2,）在开挖面上设置土钉，然后挂网喷混凝土。,80,（一）土钉墙的作用机理,土压 分布,墙,锚 杆,81,密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层、必要的防水系统,土钉与锚杆的不同？,土钉墙的工作性能：,（,1,）支护变形小,（,2,）土钉内的拉力分布不均,（,3,）密集型类似重力挡土墙,（,4,）整体破坏前，面层和土钉不会破坏,（,5,）压力分布,82,（二）土钉墙支护的特点,土钉墙支护是通过沿土钉通长与周围土体接触形成复合体，在土体发生变形的条件下，通过土钉与土体接触面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉并通过受拉工作面给土体约束加固，提高整体稳定性和承载能力，增强土体变形的延性。,土钉墙是原位土体中的加筋技术，是在从上至下的开挖过程中，将钉置入土中形成以土钉和它周围加固了的土体为一体的类似重力式挡土墙结构。,土钉墙支护是边开挖边支护，流水作业，不占独立工期，施工快捷。,设备简单、操作方便、施工所需场地小，材料用量和工程量小，经济效果好。,土体位移小，采用信息化施工，发现墙体变形过大或土质变化，可及时修改、加固或补救，确保施工安全。,83,（三）土钉墙支护设计计算,（）土钉墙支护设计的主要步骤,现场调查及收集资料，设计前查明场地附近环境条件（包括已有建筑物、构筑物、地下管网等）、有关地质条件及地下水情况。,根据基坑开挖深度、工程地质条件与工程性质选择土钉墙支护形式，确定土钉墙支护的平面、剖面尺寸及分段开挖长度和高度。,根据土钉抗拔试验或工程经验，确定土钉设计参数，如直径、长度、间距、倾角等。,确定浆体材料、配比及注浆方式。,设计喷射混凝土面层及支护顶部防护措施。,土钉墙支护稳定性分析。,进行施工图设计、结构构造设计，编制施工质量控制要求和现场监测要求。,84,（）土钉墙支护设计参数,土钉设计参数,a,土钉长度,b,土钉间距,c,土钉直径,d,土钉倾角,喷混凝土面层,85,（）土钉墙支护稳定性验算,土钉墙支护和破坏有三种情况：即滑动、倾覆和基坑隆起，现将抗滑动稳定性验算介绍如下。,土钉墙支护墙体内部稳定性验算,86,87,土钉墙外部（整体）稳定性分析土钉墙与土体组成组合土体，其整体稳定工作性能类似于重力式挡土墙，整体稳定性包括,抗滑稳定、抗倾覆稳定及抗基坑隆起稳定等三方面，计算简图如图,2-3-45,所示。,88,根据地质划分,开挖高度,初喷底层混凝土,钻 设 钉 孔,开挖土方并修整边坡,土 钉 安 装,注 浆,挂钢筋网并与,土钉尾部焊牢,安装注水管,复喷表层混凝土,至设计厚度,1,、土钉墙施工工艺流程图,（四）土钉墙施工,工艺流程,89,2,、施工工艺,（,1,）准备工作（,4,步）,（,2,）开挖（,5,步）,（,3,）清理边坡,（,4,）孔位布点,（,5,）成孔,（,6,）置钉及注浆（,2,步）,（,7,铺设钢筋网片,（,8,）喷射混凝土面层（,4,步）,（,9,）排水系统（,3,步）,90,五 排桩围护结构,基坑开挖时,条件限制不能放坡或场地受限、开挖深度在,6-10m,的基坑时，采用。,(,一,),结构类型,（,1,）按基坑土质分,柱列式,连续排桩,组合式排桩,91,（,2,）按基坑开挖深度分,悬臂式支护结构,当基坑开挖深度不大时，即可利用悬臂作用挡住坑壁土体。,单支撑支护结构,当基坑开挖深度较大时，不能采用无支撑支护结构，这时可以在支护结构顶部附近设置一支撑（或拉锚）。,多支撑支护结构,当基坑开挖深度较深时，可设置多道支撑，以减少支护结构的内力。,92,（二）围护结构施工,基本桩：工字钢桩、钢板桩、挖孔桩、钻孔桩、水泥土搅拌桩。,（,1,）工字钢桩围护结构,施工机械主要有：冲击式打桩机、静力压桩机、震动打桩机,基坑开挖前，沿基坑设计边线每隔,1-1.2m,逐根打入地下，开挖过程中桩间插入,5cm,厚的水平背板，支撑土体。基坑开挖至一定的深度后，桩刚度、强度都不够时，加设腰梁、横撑、锚杆（索），其位置确定如下：,顶部：浇帽梁，使桩连为一个整体,第一道横撑：土方开挖,2-3m,深处,第一道锚杆：距地面以下,4m,处,其他受力计算后，随挖随设,考虑拆除的问题,93,锚杆的布置与施工：基坑面积大时采用，土质软弱、松散时比较困难，由锚头、锚杆、锚固体组成，一般为钢筋、钢绞线,锚杆长度：,15-30m,最上层锚杆离地面不少于,4m,，上下层间距,4-5m,，水平间距,1.5-3m,，倾角,13-35,度，锚固体位于滑动体,1m,以外。,锚杆施工：钻孔,-,锚杆制作、安装,-,注浆,-,锚杆试验与张拉,（,2,）钢板桩围护,强度高、桩与桩之间连接紧密、隔水效果好、可重复使用,U,型、,Z,型,U,型地下铁道施工较常用，使用、拆除、机械同工字钢,基坑的形状和尺寸，开挖深度。,工程所在处的工程地质和水文地质条件：土层分布及其物理力学性质，地下水情况。,基坑周围的环境条件及建筑，道路交通和地下管线情况。,施工中地面堆载，施工车辆机械的影响。,97,C,搅拌桩的破坏模式,倾覆式,如图,2-3-34a,所示,地基整体破坏,如图,2-3-34b,所示,墙趾外移破坏,如图,2-3-34c,所示,98,根据经验：一般最危险滑弧在墙底以下,0.5-1.0 m,位置，当墙底土层很差时，危险滑弧的位置还会深一些。,水泥土桩采用格栅布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于,0.8,，淤泥质土不宜小于,0.7,，一般粘性土和沙土不宜小于,0.6,。,水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于,150mm,，当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于,100mm,99,d,深层搅拌桩支护结构的施工简介,施工机械,施工工艺,桩架定位,预搅下沉,制备水泥浆,喷浆并搅拌,重复搅拌或重复喷浆,移位,施工记录,强度检验,基坑开挖期的检验,f,缺点,抗拉强度低,改进：其中插入型钢进行改良,（,6,）劲性水泥土搅拌桩,在水泥土搅拌桩中插入型钢或其他芯材形成具有承载力和防,渗透两种功能的围护形式。,优点：占地少、速度快、影响小、成本低,施工要点：开挖导沟，设置围护导向架；施工。,101,区庄站,为五号线与六号线换乘站,位于环市东路与农林下路交叉的丁字路口处，五号线区庄站沿环市东路东西走向，地铁六号线沿农林下路南北走向。,区庄站,102,五号线区庄站全长,134.1,米，六号线区庄站全长,213.1,米。,五号线站厅为地下明挖四层结构,，基坑形状不规则，最宽达,50.1m,，最深达,33.22m,.,103,五号线隧道穿越地层为,、,、,、,地下水位在现有地面以下,2m,。,地下水对地铁构筑物中的混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。,104,