地基加固施工中土体扰动问题的探讨说课讲解.doc

此文档收集于网络，如有侵权请联系网站删除同济大学硕士学位论文地基加固施工中土体扰动问题的探讨姓名：胡旭明申请学位级别：硕士专业：建筑与土木工程导教师：叶观宝;杨国祥20050801此文档仅供学习和交流An Approach on Disturbance during Ground ImprovementAbstractGround improvement is an integral part of technology in civil engineering where for recent years of a decade or so, its bustling development has gained significant progress. Especially in the big cities where，since a large scale urban construction has been going on, ground improvement technique is being applied in an ever-increasing numbers of projects. However，during the ground improvement execution, there often happens to be phenomena such as the surrounding buildings, pipelines, or underground facilities are squeezed, displaced, inclined or even damaged in some cases, all due to soil mass disturbances which are seen to be in contrary to the original intention.It is therefore to be a key importance under consideration as not only how to ensure the effect of ground improvement, but also effectively control soil mass disturbances during set-out of its design proposal and job organization. As a matter of fact that there are many ways of ground improvement and the cause of soil mass disturbance varies as well, there should have been no panacea of proposals, but a target -specific way of treatment measure at last.In this article, this presentation is focusing on three mainstays of ground improvement: grout injection, high pressure jet grouting and cement mixing Firstly by introducing their respective improvement mechanisms，process flows, material and equipment, then with emphasis on analyzing the cause of soil mass disturbance and counter-measures to be taken against, at the same time supplemented with typical case study, the theory has to be going in touch with praxis all the way. Regarding these three ways of ground improvement to overcome the soil mass disturbance, a comprehensive and in-depth analysis is made resulting in proposing some strong target-specific measures well-founded in practices， expected to be valuable to relevant constructors and designers in reference to ground improvement job.Meanwhile, in conjunction with nearly 10 years or so personal experience in ground improvement work, by the time to introduce the current frustrations and future tendency of it, I think that ground improvement business will be going more EP ftiendly, more mechanized in higher efficiency, and under stricter surveillance. In the light of implementing a strategy adopted by the state for a sustainable development of the society, ground improvement technique will face an outlook of a broader evolutionKeywords: ground improvement soil disturbance control grout monitoring关于学位论文的著作权声明论文题目：地基加固施工中土体扰动问题的探讨1、本论文作者及指导教师共同声明，本论文成果属于职务工作成果，成果归 同济大学、本论文作者和指导教师共有，本论文和指导教师依据本论文成果发 表论文、申报奖项和专利等，必须以适当形式注明该成果为同济大学所有。2、本论文作者声明：？I本论文全部成果均为本人和指导教师合作研究取得，本人和指导教师 都有权使用本成果学术内容（有第三方约定者除外)。口本论文成果中，下列内容为本论文作者独立研究取得，同济大学或指 导教师以任何名义公幵发表下列学术内容应征得本论文作者同意。这些内容 为：无3、指导教师声明：同意本论文作者上述声明。4、学位论文的著作权声明一式三份，研究生、指导教师、同济大学土木工程 学院各持一份。论文作者签名： 指导教师签名：Af2005 年 8 月 12声明本人郑重声明：本论文式在导师的指导下，独立进行研究工作说取得的成果，撰写成硕士 学位论文“地基加固中土体扰动问题的探讨”。除论文中已经注明引用的内容 外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均己在文中以明确方式标明。 本论文中不包含任何未加注明的其它个人或集体己经公开发表或未公开发表 的成果 一般都是按照固定孔距，排 距，在整个加固区域内，梅花形布置注衆孔位，是非常有规律的。为了能让注 楽后孔位附近的土体有足够的时间来消散孔隙水压力，我们可以考虑在一个孔位施工结束后，不立即进行附近孔位的施工，而是跳出刚方施工孔位的扩散半 径，选择另一孔位进行施工。具体地讲，就是在每排孔位施工时，按照先1, 3， 5，7孔，后2, 4，6，8孔进行操作。如果要求特别，甚至可以按照丨，4, 7， 10的方式进行跳孔。在排与排之间，也是相同处理，即先施工1, 3, 5排，后 施工2, 4, 6排。孔号 1 2 3 4 5 6 7 8 9第一排0 0 0 0 0 0 0 0 0 第二排 000000第三排0000 第四排 00 0注菜孔位布置示意图这种施工方法的优势是相当明显的，每个孔位施工结束后，其加固的区 域，都有一个比较充裕的时间段来消散孔隙水压力（合理安排顺序，基本上可 以保证3天左右的时间）。但是，这样的安排会影响施工效率，而且导致机械 设备来回移动，施工成本增加不少。另外，这种施工方法，需要有人专职进行 记录，在进度图上表示清楚。以防止出现孔位重复施工，漏施工的现象。在坚持执行跳孔，跳排施工的大原则的同时，对于靠近需要保护的建筑 物或管线的注装加固区域，可以考虑优先进行加固施工因为如果先施工这个 区域，那么这个区域的土体强度上来就比较快，当其它区域进行施工时，其产 生的土压力向四周扩散，存在一个“欺软怕硬”的效果，具体来讲，向四周扩 散的压力，会因为这个区域的土体强度比较高而少产生扰动，多向土体强度低的区域移动。进而起到保护建筑物和管线的作用。这种背离保护物的施工方法， 是非常有效的因为只要控制住这一E域的施工扰动，后继E域就比较容易施 工了，而且由于越来越远的背离，使得后面区域的施工能够适当加快速度，以 致也不用考虑跳孔，跳排施工等措施了，施工效率就可以上去了。3、在靠近需要避免扰动的建筑物，管线附近，打设土压力释放孔。上面己经提到，为了减少土体扰动，消散孔隙水压力，就釆用低速甚至 分次注入，跳孔注入等方法。但是工程建设中，往往时间安排上不允许（这个 现象在大型市政工程中显得尤为突出），所以这种方式来用起来，会存在一定 困难，需要寻找更加主动的方式来控制土体扰动的影响，打设压力释放孔就是 其中的有效方法之一。在注裝施工开始前。根据周围建筑物和管线与施工区域的相对位置，建 筑物的结构，基础形式，管线的种类，材质，埋设方法等信息，确定主要的保 护对象，即重点建筑物或者容易受损的建筑物。在建筑物靠近注装加固区域一 侧，选择合适的位置，打设土压力释放孔，孔的深度一般考虑略小于注楽加固 深度。孔径100mm左右，孔距Im为宜，为防止成孔后缩孔或将塌，需要在孔 内灌注膨润土泥菜护壁。根据注號施工情况，必要时可以考虑打设两排释放孔， 排间距为500700mm，与前排错孔布置。由于释放孔的存在，使得因为注裴而导致的加固区域的土体挤压，有一 处空间可以释放，就可以减少对释放孔后的土体的挤压扰动，从而起到保护建 筑物和管线的目的。从这个机理来讲，所打设的释放孔，在注桨施工过程中， 必须要经常地进行观察，如果发现孔位由于挤压而变小，填满或者自然姆塌， 则需要及时补打。由于注衆区域的土体扰动，除了水平方向的挤压外，还有向上拱起的效 应。大面积的土体隆起.仅仅依靠几个释放孔，是难以消除和隔断的。因此， 必要时，还可以在打设释放孔的区域，在地面上设置隔断沟，宽度l.Om左右， 深度1.21.5m。4、如果对土体扰动控制要求特别高，则在打释放孔的基础上，可以采用打桩隔断的方法。这里所谓的打桩隔断，主要是指用振动或静压设备，将适当长度的H型 钢插入打设释放孔附近的区域。这样，即使释放孔没有完全消解土层位移，H 型钢也将阻止土体的进一步位移。这种控制方法的使用，存在很多的限制条件和不确定因素，因为一方面 由于振动设备和H型钢的投入比较大，而且场地的要求也比较高，要有足够的 净空来施工，出于成本考虑，不到万不得已，一般不会采用。另一方面，打设 H型钢进行隔断，是一把双刃剑，如果操作不当，会导致打设区域的土体扰动， 虽然阻了注浆引起的土体位移，但最终仍得不偿失。因此如果要进行操作， 需请有经验的队伍来操作，其中最主要的，要在打桩部位和建筑物之间，预先 打设一排释放孔，以减少振动对建筑物的扰动。另外，本文只提到打设对象为 H型钢，其实槽钢，拉森板桩也是可以的，只是因为槽钢形状不规则，打设时 不容凝控制垂直度，效果不好，而拉森钢板桩，其刚度不够，振动打入比较困 难，而且起拔的时候，容易带出周围土体，因此本文只提到用打设H型钢来进 行隔断。上述四种控制扰动的方法，既可以单独使用，也可以相互组合。尤其四 释放孔和打桩隔离，这两种方法，最好组合使用。其中，经常使用的方法是跳 孔注楽和打释放孔，具体的使用，与工程性质，工期要求，场地情况和建筑物 保护要求都有密切的关系，不存在一个很固定的模式。注装施工和建筑物保护， 是一组紧密相关的事务，只考虑注浆施工而不考虑建筑物保护的设计和施工方 案，不是一个好的方案。只会进行注浆施工操作而不懂得如何保护周围建筑物 的施工队伍，不是一支优秀的队伍。2.6 工程实例：地铁二号线上海科技馆站四周地铁商城基坑，原水股份箱涵保护 一、 概况亚太胜汇地铁商城位于地铁二号线上海科技馆站四周，地铁基坑的平面 尺寸近似正方形，为200X200m。地铁二号线从基坑正中心垂直穿过，出于成 本方面的考虑，将2个项目同时施工。基坑采用400X400mm预制方桩作为工 程桩，SOOmm钻孔灌注桩作为基坑维护，外面施工2X700ram双轴水泥土揽 拌桩作为防水结构。基坑开挖深度78m，西侧有已建的上海原水股份引水箱 涵通过。箱涵距基坑最近距离为9m，具体方位见附图。原水股份箱涵 ZV+ 10260地铁商城围护结构预注衆加固带3000原水箱涵的尺寸为4X10111，根据原水股份的箱涵保护规定，在箱涵两侧30in 范围内进行任何打桩，开挖，穿越等土建施工，必须有保护原水箱涵的施工方 案，同时将施工方案上报原水股份公司认可。由于在预制方桩打入，横拌抽施 工以及基坑开挖这三个阶段的施工，都有可能会影响到原水箱涵，因此保护原 水箱涵是一个要考虑多重因素的综合方案。二、 保护方案保护方案分为2个阶段，第一阶段为预制打入和水泥土搅拌桩施工阶 段，这一阶段对箱涵的作用，主要是土体扰动产生的挤压和抬升作用。因此方 案以加固土体，打释放孔为主。第二阶段为基坑开挖阶段，主要是由于基坑维 护结构的位移，导致箱涵周围土体的位移，使箱涵有向基坑方向移动的倾向， 因此这个阶段的方案，以土体补偿为主。箱涵保护的具体步骤如下：1. 在箱涵上布置观测点，尤其是箱涵分节处，要加密布点。最终，根 据箱涵的外部尺寸，我们在每节箱涵上布置了 8个点。2. 在箱涵靠近基坑一侧，打设三排孔（具体布孔位置见附图），孔距 2.0m,排距1.5m,孔深7ni，根据跳孔注装的原理，进行预注浆，预 注衆的衆液配比如下：材料名称水水泥水玻璃膨润土规格自来水普挂525 #35Be200目重量比0.6I1.15