建筑施工技术《建筑业新技术概论》课件

建筑工程技术专业

《建筑业新技术概论》

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

注浆钢管安装灌注桩后注浆提高承载力的机理:一是通过桩底和桩侧后注浆加固桩底沉渣(虚土)和桩身泥皮,二是对桩底和桩侧一定范围的土体通过渗入(粗颗粒土)、劈裂（细粒土）和压密（非饱和松散土）注浆起到加固作用。从而增大桩侧阻力和桩端阻力，提高单桩承载力。适用于各类泥浆护壁和干作业钻孔灌注桩《建筑桩基技术规范》94—94规范已详细推荐了参数表，

见表部分

土的名称土的状态

桩的类型

混凝土预制桩水下钻冲孔桩沉管灌注桩干作业钻孔桩淤泥质土

20~28

18~26

15~22

18~26粘性土

IL﹥1

21~36

20~34

16~28

20~340.75﹤IL≤1

36~50

34~48

28~40

34~480.5﹤IL≤0.75

50~66

48~64

40~52

48~620.25﹤IL≤0.5

66~82

64~78

52~63

62~760﹤IL≤0.25

82~91

78~88

63~72

76~86

IL≤0

91~101

88~98

72~80

86~96中砂中密

54~74

50~72

42~58

50~70

密实

74~95

72~90

58~75

70~90

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

钻孔灌注桩静载试验——堆载试验第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

钻孔灌注桩静载试验——锚杆压桩法第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

试桩概况在基础施工中，由于钻孔施工过程中塌孔严重，成桩困难，其基础已不能满足承载力要求，故决定采用桩端后压浆工艺，即在成桩后向桩端注入水泥浆，以期达到桩侧桩端土体加固，提高单桩承载力。该工程所处场地地貌单元属于钱塘江Ⅱ级阶地地段。经勘探表明，地层自上而下：耕植土层厚0.35-0.56m，粉土层厚6.20-7.51m，粉质粘土层厚8.81-9.56m，砾砂层大于8.5m。该高层主体建筑的桩基础持力层为砾砂层，处于中密状态。经土工试验表明，该层土承载力标准值为350KPa。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

从A1桩Q-S曲线上能较明显地看出3600kN-4000kN段沉降为一陡降段，分析认为A1桩的竖向极限承载力约为3600kN，对应累计沉降量为10.04mm。A2桩和B桩虽然最终加荷量均大于A1桩，但从沉降量观测上分析，每增加一级荷载，沉降量增加值并不明显。从Q-S曲线看，也无明显陡降趋势。A2桩最后一级相对稳定历时仅为210min，对应单级沉降量1.54mm。从以上分析认为A2和B桩最终加载并未达到极限，但已超过设计标准值(原设计要求A型桩Quk=4000kN，B型桩Quk=2700kN)，单桩承载力均应大于其最终加载量，即A2桩和B桩竖向抗压承载力分别不小于4400kN和4200kN。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

分析认为，这两根桩承载力的提高主要是桩端后压浆的效果所致。原因：在桩端卵石层中注入水泥浆后，在一定范围内可形成具有一定强度的复合加固体，从而桩端即位于被加固后形成的“混凝土”持力层上。同时在压浆过程中，部分浆液上翻，注入桩侧土中，使整个桩的桩侧土层在一定程度上得以加固，增加了桩侧摩阻力。若按相同沉降量计算，A2压浆桩承载力较未压浆桩A1的承载力提高约40%；桩端压浆的B型桩比A1桩的承载力提高约30％。A2和B桩承载力的提高说明桩端压浆对提高单桩承载力有明显效果。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

下面举一个实例,工程为杭州采荷二小食堂、体育馆,介绍其中两个试桩（在同一地段￠400桩长5m），S1试桩为一般桩，它的各级荷载的沉降量见表，S2试桩为在桩底进行夯扩，即桩头扩大且有压实措施，它的各级沉降量见表3.3.2，两个试桩相对沉降量分别见下图。单桩极限承载力1100kN→1430kN,侧阻力747kN→1184kN第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

文献1所提对同一根桩所做的试验结果更证实了此现象。福建某工程，试桩长62.28m,桩径1.00m,桩端位于强风化岩层，采用正循环法施工，沉渣厚度39.67cm。静载荷试验采用慢速维持法分级加荷，由于沉渣厚度较大，决定在第一次循环测试卸荷之后再进行第二次试压。图2.3-6是两次试验测得的桩的载荷试验曲线，S3是正常桩载荷试验曲线。从这些试验结果中可以看出：(1)第二次试验时桩的承载力要比第一次试验时承载力有明显的提高(2)桩身不同位置，桩侧阻增加的幅度并不相同，桩顶以下25.0m的范围内，两次测试得到的侧阻力值相差不大；桩顶25.00以下，第二次试验测得的桩侧阻力是第一次试验测得值的1.3-2倍。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

1.1.4灌注桩后注浆工法要点⑴后注浆装置的设置应符合下列规定：1）后注浆导管应采用钢管，且应与钢筋笼加劲筋焊接，桩身内注浆导管可取代等承载力桩身纵向钢筋。2）桩底后注浆导管及注浆筏数量宜根据桩径大小设置。3）对于桩长超过15m且承载力增幅要求较高者，宜采用桩底、桩侧复式注浆。4）对于非通长配筋的桩，下部应有不少于2根与注浆管等长的主筋组成的钢筋笼通底。5）钢筋笼应沉放到底，不得悬吊，下笼受阻时不得撞笼、墩笼和扭笼。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

1.1.4灌注桩后注浆工法要点⑵后注浆管筏应具备的性能⑶浆液配比、终止注浆压力、流量、注浆量等参数设计规定⑷后注浆作业起始时间、顺序规定⑸当满足下列条件之一时可终止注浆⑹出现下列情况之一改为间隙注浆⑺施工出现异常应采取的措施⑻后注浆桩基工程质量检查和验收应符合要求⑼承载力估算第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基什么叫复合地基？与传统的桩基有什么区别？复合地基是在天然地基中设置一定比例的增强体（桩体），由原土和增强体共同承担由基础穿来的建筑物荷载，这样一种人工地基称为复合地基。它具有密实和置换的效应。通常复合地基的面积置换率一般在3%-25%之间。个别方法，如碎石桩用到过40%。应用比较广泛的有：1）振冲碎石桩复合地基2）振动沉管挤密碎石桩复合地基3）深层搅拌水泥土桩复合地基4）石灰桩复合地基5）粉喷桩或旋喷桩复合地基6）夯实水泥土桩复合地基第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基褥垫层材料多为粗砂、中砂或碎石或级配砂石，碎石粒径宜为8-20mm，但不宜选用卵石，卵石咬合力弱，施工扰动容易使褥垫层厚度不均匀。褥垫层厚度一般为10～30cm，由设计确定，施工时先虚铺。施工现场一般多采用平板振捣器，对较于干的砂石材料，虚铺后可适当洒水再行碾压或夯实。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基褥垫层作用3.减小基础底面的应力集中褥垫层厚度为0时，和桩基础一样需要考虑对基础的冲切破坏。当褥垫层厚度大于10cm时，桩对基础底面产生的应力集中已显著降低可以不考虑冲切，当褥垫层厚度大于30cm时已经很小。4.调整桩土水平荷载的分担。试验表明，褥垫层厚度越大，桩顶水平位移越小，即桩顶承受的水平荷载越小。大量工程实践和室内外试验表明，褥垫层厚度不小于10cm,桩体不会发生水平折断，桩在复合地基中不会失去工作能力。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基施工工艺CFG桩复合地基法于1988年提出，首先选用的是振动沉管CFG桩施工工艺，属于挤土成桩工艺，主要适用于粘性土、粉土、淤泥质土、人工填土及松散砂土等地质条件，尤其适用于松散的粉土、粉细砂的加固。它具有施工操作简便、施工费用低、对桩间土的挤密效应显著等优点。振动沉管CFG桩施工工艺第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺研究成果1.拔管速率1.2-1.5m/min2.合理桩距从桩土作用的发挥考虑，以桩距大于4倍桩径为宜。3.施打顺序在软土中，桩距较大，可采用隔桩跳打；在饱和松散粉土，如果桩距较小，不宜采用跳打。4.混合料坍落度大量工程实践表明,混合料坍落度过大,桩顶浮浆过多,桩体强度也会降低,混合料坍落度控制在3～5cm,和易性很好.第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基5.保护桩长，是指成桩时预先设定加长的一段桩长，基础施工时将其凿掉。保护桩长是基于以下几个因素而设置的：⑴成桩时桩顶不可能正好与设计标高完全一致，一般要高出桩顶设计标高一段长度。⑵桩顶一段由于混合料自重压力较小或由于浮浆的影响，靠桩顶一段桩体强度较差；而桩顶所受压应力却是最大的。⑶已打桩尚未结硬时，施打新桩可能导致已打桩受振动挤压，混合料上涌使桩径缩小。如果已打桩混合料表面低于地表较多，则桩径被挤小的可能性更大。保护桩长必须设置，设置原则：⑴设计桩顶标高离地表的距离不大时（不大于1.5m），保护桩长可取50～70cm,上部再用土封顶。⑵桩顶标高离地表的距离较大时，可设置70～100cm的保护桩长，上部再用粒状材料封顶，直到接近地表。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺优点1、机械设备普及，所用的振动沉管打桩机原本用于沉管灌注桩，拥有量最多，分布地区最普遍。2、施工操作简便成熟，施工费用低。3、由于是挤土桩，桩间土挤密效应显著。4、减少地基变形，振动还会自然消除地基液化。5、CFG主要施工方法，主要应用于地基处理要求对土质具有挤密作用或预震作用的工程，空旷地区或施工场地周围没有管线、精密设备以及不存在扰民的地基处理工程。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺DZ系列振动打桩锤第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基振动沉管CFG桩施工工艺存在问题⑴难以穿透厚的硬土层，如砂层、卵石层等。⑵振动及噪音污染严重。⑶挤土成桩工艺在饱和软土容易出现颈缩、断桩质量事故。⑷施工时，混合料的水平运输一般为翻斗车，效率相对较低。对于长桩，拔管时尚需空中投料，操作不便。⑸在靠近已有建筑物施工时，振动对已有建筑物可能产生不良影响。⑹施工扰动土的强度降低，密实的砂土或粉土反而会振松。⑺当采用活瓣桩靴成桩时有时会造成底部桩料与土的混合。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺流程钻机就位→混合料搅拌→钻进成孔→灌注及拔管→移机第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺优点⑴低噪音，无泥浆污染。⑵成桩不产生振动，可避免对已打桩产生不良影响。⑶成孔穿透能力强，可穿透硬土层诸如砂层、圆砾层和粒径不大于60mm的卵石层。⑷施工效率高。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基长螺旋钻管内泵压CFG桩施工常见问题1——堵管第1章：地基基础和地下空间工程技术1.3水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）复合地基长螺旋钻管内泵压CFG桩施工常见问题2——窜孔第1章：地基基础和地下空间工程技术1.9复合土钉墙支护技术1.9.1主要技术内容⑴复合土钉墙概念

复合土钉墙是将普通土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合合成的复合支护/截水体系,它的构成要素主要有土钉(钢筋土钉或钢管土钉),预应力锚杆(索),截水帷幕，微型桩(树根桩),挂网喷射混凝土面层,原位土体等。⑵基本原理1）普通土钉墙的受力机理

土钉墙系指利用钢筋土钉（或钢花管土钉）、挂网喷射混凝土面层与原位土体共同形成的支挡结构，是一种原位土体加固技术，是靠土体的变形而被动发挥挡土作用。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.9复合土钉墙支护技术1.9.1主要技术内容⑴复合土钉墙概念⑵基本原理1）普通土钉墙的受力机理

深基坑逐层开挖，逐层在边坡现场原位土体中以较密排列（上下左右）打入细长杆件（钢筋或钢管）、通常还外裹水泥砂浆或水泥净浆浆体来强化受力土体，并在坡面设置钢筋网，分层喷射混凝土，就是土钉支护，亦称喷锚支护、土钉墙。英文名SoilNailing。土钉作为一种原位加筋体，1、钻孔2、安放钢筋或钻花钢管3、灌浆4、绑扎钢筋网5、喷射混凝土武汉清江大厦深基坑工程（上部土钉下部桩锚工程）北京朝阳广场深基坑工程第1章：地基基础和地下空间工程技术1.9复合土钉墙支护技术1.9.1主要技术内容⑴复合土钉墙概念⑵基本原理1）普通土钉墙的构造和适用范围

在基坑开挖坡面，用机械钻孔或洛阳铲成孔，孔内放钢筋或钢管并注浆；在坡面安装钢筋网，喷射C20厚50～150mm的混凝土，使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合，成为深基坑土钉支护，如图1、图2所示实例。基坑坡面一般在70°～85°之间，钢筋或钢管的倾角一般在3°～15°之间，土钉长度按计算确定。土钉优点⑴施工所需的场地较小，能紧贴已有建筑物进行基坑开挖，这是桩、墙等其他支护难以做到的；土钉墙体位移小与撑式桩墙支护相当，一般测试约20mm，对相邻建筑影响小。⑵设备简单，易于推广。由于土钉（一般12m以内）比土层锚杆长度（一般至少10m以上）小得多，钻孔方便，注浆相对容易，喷射混凝土等设备，施工单位均易办到。⑶材料用量和工程量少，施工速度快。土钉支护的土方开挖量和混凝土工程量较少，用钢量甚为有限，材料用量远低于桩支护和连续墙支护；如能与土方开挖配合好，实行平行流水作业，则工期可缩短，噪音小。⑷经济效益好，一般成本低于灌注桩支护和锚杆支护。根据欧洲经验，土钉支护可比一般的锚杆支护节约造价20%～30%；据我国统计，土钉支护比起灌注桩支护可节约造价1/3～2/3。⑸因分段分层施工，易产生施工阶段的不稳定性，因此必须在施工开始就进行土钉墙体位移监测，以便于采取必要的措施。⑹适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土，一般认为可用于N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。⑺土钉支护应控制在用地红线范围内。2）复合土钉墙的构造和适用范围单一土钉墙缺点⑴只适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土。降水措施主要采用井点降水,坑外水头降低地面会沉降,渗透系数低水抽不出,不断电要求高.

截水帷幕:水泥搅拌桩或旋喷桩做截水帷幕的复合土钉墙.

单一土钉墙缺点⑴只适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土。降水措施主要采用井点降水,坑外水头降低地面会沉降,渗透系数低水抽不出,不断电要求高.

截水帷幕:水泥搅拌桩或旋喷桩做截水帷幕的复合土钉墙.

南京金鼎湾花园深基坑工程第1章：地基基础和地下空间工程技术1.9复合土钉墙支护技术截水帷幕:水泥搅拌桩或旋喷桩做截水帷幕的复合土钉墙.单一土钉墙缺点⑵

在淤泥质类软弱土及高地下水位的地层中应用因锚固力低难于实施.浙江沿海开挖深度为5-6m的土钉墙基坑支护结构而言,土钉墙的土钉长度一般为12-15m.由于温州的淤泥土层粘聚力较高,人工成孔可达10-12m深;而宁波的淤泥质粉质粘土,由于其塑性指数小于15,很难进行人工成孔,一般均采用钻花钢管击入土钉￠48×2.5-6mm.

对位于软弱地基中的基坑工程,当开挖深度大于5m时,常采用超前微型桩或树根桩来提高稳定性.在基坑开挖到一定深度时通过设置垂直注浆花管、小直径钢管（一般100-200mm）或D250-D400mm细小钻孔灌注桩。设计时应穿过最危险滑动面，有足够深度进入稳定土层，顶部与土钉焊接，称为超前微型桩或树根桩复合土钉墙。单一土钉墙缺点⑵

在淤泥质类软弱土及高地下水位的地层中应用因锚固力低难于实施.在复合土钉墙的设计和施工中应根据工程条件合理选择土钉种类.一般来说,地下水位以上,或有一定自稳能力的地层中,钢筋土钉和钢管土钉均可采用;但地下水位以下,软弱土层、砂质土层等，由于成孔困难，则应采用钢管土钉。

钢管土钉施工钢管土钉不需打孔，它是通过专用设备直接打入土层，并通过管壁与土层的摩阻力产生锚拉力达到稳定的目的。钢管施工应注意以下三点：⑴钢管土钉在土钉中严禁引孔（帷幕除外），由于设备能力不够而造成土钉不能全部被打进时，则应更换设备。⑵土钉外端应有足够的自由段长度，自由段一般不小于3m,不开孔，靠其与土层之间的紧密贴合保证里端有较高的注浆压力和注浆量，提高加固和锚固效果。⑶在帷幕上开孔的土钉，土钉安装后必须对孔口进行封闭，防止渗水漏水。

单一土钉墙缺点⑶适用开挖深度较小（一般5-12m),浙江地区一般在5m以内.，变形要求不太严格的边坡和基坑。但借助预应力锚杆（索）、微型桩等加强措施可以提高土钉对地层的加固和变形控制能力，在深度16m以内（浙江10m以内）的深基坑均可根据条件，灵活合理地推广使用。称为预应力锚杆（索）复合土钉墙或预应力锚杆（索）、超前微型桩复合土钉墙。预应力锚杆的主要特点：1）能在地层开挖后，立即提供支护能力，有利于保护地层的固有强度，阻止地层的进一步扰动，控制地层变形的发展，提高施工过程的安全性。2）提高地层软弱结构面、潜在滑移面的抗剪强度，改善地层的其他力学性能。3）改善岩土体的应力状态，使其向有利于稳定的方向转化。4）锚杆的作用部位、方向、结构参数、密度和施作时机可以根据需要方便地设定和调整。5）将结构物-地层紧密地连锁在一起，形成共同工作体系。6）伴随着结构物体积的减小，能显著节约工程材料，有效提高土体的利用率。7）对预防、整治滑坡、加固、抢修出现病害的岩土体结构物具有独特的功效，有利于保障人民生命财产。预应力锚杆的适用范围：广泛应用于各类岩土体支护及加固工程，如隧道与地下工程支护、岩土边坡加固、滑坡整治、深基坑支护、混凝土坝体加固、结构抗浮、抗倾覆、各类结构物稳定与锚固。杆体材料：高强钢丝和钢绞线、精轧螺纹钢筋、中空螺纹钢材等。单一土钉墙缺点⑶适用开挖深度较小（一般5-12m),浙江地区一般在5m以内.，变形要求不太严格的边坡和基坑。但借助预应力锚杆（索）、微型桩等加强措施可以提高土钉对地层的加固和变形控制能力，在深度16m以内（浙江10m以内）的深基坑均可根据条件，灵活合理地推广使用。称为预应力锚杆（索）复合土钉墙或预应力锚杆（索）、超前微型桩复合土钉墙。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.9复合土钉墙支护技术1.9.2复合土钉墙的施工要点土钉墙施工流程确定基坑开挖边线→按线开挖工作面→修整边坡→埋设喷射混凝土厚度控制标志→放土钉孔位线做标志→成孔、安设土钉（钢筋）、注浆→绑扎钢筋网，土钉与加强钢筋或承压板焊接连接或螺栓连接，设置钢筋网垫块→喷射混凝土面层（图6），当面层厚度超过100mm时，应分两次喷射；继续进行下一步土的开挖，并重复上述步骤，直至所需的深度。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.9复合土钉墙支护技术1.9.2复合土钉墙的施工要点复合土钉墙施工流程放线定位（包括确定基坑开挖边线）→施做截水帷幕或微型桩或树根桩处理→按线开挖工作面→修整边坡→埋设喷射混凝土厚度控制标志→放土钉孔位线做标志→成孔、安设土钉（钢筋）、注浆或预应力锚杆钻孔安装注浆→绑扎钢筋网，土钉与加强钢筋或承压板焊接连接或螺栓连接，设置钢筋网垫块→喷射混凝土面层（图6），当面层厚度超过100mm时，应分两次喷射；养护强度达到70%以上继续进行下一步土的开挖或（布置预应力锚杆部位）浆体强度达到设计要求并张拉锁定后继续进行下一步土的开挖，并重复上述步骤，直至所需的深度。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术SMW是SoilMixingWall的缩写，SMW工法也叫柱列式土壤水泥墙工法，即利用多轴型长螺旋钻孔机在土壤中钻孔，达到预定深度后，边提钻边从钻头端部注入适合不同工程连续墙的水泥浆，将其与原土壤进行搅拌，在原位置上建成一段土壤水泥墙。然后再进行第二段墙施工，使相邻的土壤水泥墙彼此有重合段，连续重叠搭接施工即可做成地下连续墙。同时根据不同需要，插入工字钢，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体，作深开挖基础维护或止水之用。第1章：地基基础和地下空间工程技术第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术3、主要特点

1)施工不扰动邻近土体，很少会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害(刚度大)；

2）钻掘和搅拌反复进行使墙体全长无接缝，其比传统的连续墙具有更可靠的止水性(结构抗渗性好)；4）工期较其他工法短，在一般地质条件下为地下连续墙的1/3(工期短)；5）废土外运量较其他工法少，四周可不作防护，型钢可回收(成本较低)；6）无钻孔灌注桩的施工减少了对周围环境和施工场地的污染，且此类搅拌桩不存在挤土作用；第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术3）可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用(运用范围广)；第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术SMW工法施工顺序（1）导沟开挖：确定是否有障碍物及做泥水沟；（2）置放导轨；（3）设定施工标志；（4）SMW钻拌：钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌；（5）置放应力补强材（H型钢）；（6）固定应力补强材；（7）施工完成SMW。SMW工法的应用范围（1）地下工事开挖中作防水挡土墙；（2）河流改造工程中作防水墙；（3）在大坝下面防止河流水的渗入；（4）埋设管道时作保护墙。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术1.成桩机理比较SMW工法与传统的深层搅拌桩施工的区别在于，深层搅拌桩是采用传统的双轴十字头搅拌钻机，施工时水泥浆液充填在原土间隙中；而新型三轴中空叶片螺旋式搅拌机则在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机对水泥土进行充分搅拌，并置换出大量原状土。由于采用的设备不同和成桩机理不同，新型的三轴钻机成桩的桩体强度及桩身均匀性明显优于传统的双轴钻机，桩体的垂直性、桩与桩的平行性和搭接程度都十分良好，保证了优良可靠的防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术2.与传统基坑围护工艺优缺点比较从2001年采用此工艺进行基坑围护以来，我们深刻体会到，这种工艺确实是一种占地面积小、挡水效果强、环境污染小、对周围地基影响小，又是多用途的省钱、省时的基坑围护新工艺。传统较深基坑围护（开挖深度>6m）目前主要采用两种方法。一种方法是钢混凝土连续墙，另一种方法是深层搅拌加钻孔灌注桩。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术3.SMW工法施工项目选介上海明珠线二期兰村路站（东方路口）SMW工法围护开挖后暴露2个多月无渗漏水现象。上海东新大厦由于采用SMW工法，节省围护桩用地，为大厦赢得了可贵的建筑面积约7200m2。南京珠江路地铁站桩长30.5m，创SMW工法国内最深的记录。南京市市长戴永宁到工地参观后，连声称赞“这个新工艺好”，并亲切慰问在场的施工人员。在南京玄武湖隧道（模范马路口段）SMW工法围护施工时，我们急用户所急，与总承包南京第二道路给排水公司结下了深厚的友谊。南京地铁几处盾构出洞口（端头井）采用旋喷注浆加固，都严重漏水，工人穿着雨衣也无法正常工作。珠江路站采用了SMW工法止水桩加固，开挖后不再发生漏水情况。南京地铁控制中心SMW工法围护预计最大开挖深度将达18.6m，目前正在施工中。总之，目前为止，所有SMW工法施工项目都取得了十分良好的社会效果。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术4.前景展望由于SMW工法具有明显的优势，已被更多的人们所认识和接受。上海同济规划建筑设计研究院、上海隧道轨道交通设计院、北京城建设计研究院、南京市政规划设计院、中国船舶第九设计研究院和上海特种基础工程设计所等越来越多的设计院所，都已经在深基坑的围护设计上普遍采用SMW工法工艺。南京地铁1号线原设计只有1个车站采用SMW工法围护，其他都采用传统工艺。经过经济性、可靠性等各种比较后，最近业主已决定1号线延伸段4个车站全部采用SMW工法围护新工艺。目前，地铁、隧道、房地产等投资商都越来越多地采用这种既省钱又省时的新工艺。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

3、施工技术要点

3.1场地平整及测量放线

由于DH558-110M三轴搅拌机接地比压为15t/m2左右，如机械施工区域有软土，则桩机施工道路需铺设30cm厚的碎石垫层，并在桩机施工时局部铺设30mm钢板，以确保桩机的安全与施工质量。并按照设计图进行定位及高程引测工作。

3.2开挖沟槽、设置导向架及定位卡

为使搅拌机施工时的涌土不冒出地面，根据基坑围护内边控制线，开挖宽1.0m，深1.5m左右的导沟。为确保搅拌桩及H型钢插入位置的准备，在沟槽旁边1.5m~2.0m处设置导向桩，同时设置钢围檩导向架及H型钢定位卡，如下图。导向架施工时要控制好轴线与标高，施工完毕后在导向架上标出桩位及插入型钢的位置，型钢定位卡间距比型钢宽度增加20~30mm。

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

3、施工技术要点

3.3三轴搅拌桩孔位定位、搅拌桩施工

三轴搅拌机三轴中心间距为600mm×2，根据这个尺寸在定位型钢上焊制标记，作为搅拌桩定位、移位的依据。

在确认地下无障碍物后桩机定位，桩机定位后，用随机的倾斜仪校正桩机导杆垂直度，偏差值应小于1/200。施工前必须进行工艺试桩，以标定各项施工技术参数，主要包括：①搅拌机钻进、提升速度及桩顶标高。②灰浆的水灰比。③灰浆泵的压力。④每米桩长或每根桩的输浆或送灰量，灰浆经输浆管到达喷浆口的时间等。

.第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

3.4H型钢插入

三轴水泥搅拌桩施工完毕后，移动桩机的同时吊机应就位，准备吊放H型钢。

①在沟槽上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢定位卡必须牢固、水平，而后将H型钢沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩内至设计标高。

②若H型钢插放达不到设计标高时，则采取提升H型钢，重复下插使其插到设计标高。

③待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将槽钢撤除。

3.5H型钢回收

①待地下主体结构完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。

②用6%~10%的水泥浆自流充填H型钢拔除后的空隙。

4.3型钢的插入

H型钢应在成桩之后30min内插入，若水灰比或水泥掺量较大时，插入时间允许适当延长。在插入过程中若发现H型钢倾斜时，应立即拔出一定的高度，然后再重新插入，若2~3次仍然不能纠正，应在原孔位用搅拌机重新搅拌一次，然后再插。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术4、关键技术控制

4.1控制水灰比

开机前应进行浆液的配制，根据设计要求和现场的土质情况，控制水泥浆液的水灰比为1.5。

4.2控制搅拌速度与注浆量

①三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时按照不同地层和后台浆液输送量等因素调整控制好下沉和提升速度。防止出现夹心层及断浆情况。

②钻进速度：粘性土在0.5m/min~1m/min，砂土1m/min~1.5m/min；提升速度为1m/min~2m/min，比钻进速度快1倍，但不宜过快。

③水泥浆液搅拌时间不少于3mim，滤浆后倒入存浆桶中并不断搅拌，防止水泥离析，压浆也要连续进行，不可中断。

④一般三轴搅拌机下钻搅拌时注浆的水泥用量约占总数的70%~80%，提升时为20%~30%。拌浆及注浆量以每根桩的加固土体方量换算（每米单桩水泥用量为每米加固土体重量×设计的水泥掺入量），注浆压力为4Mpa～8Mpa。

⑤施工中若出现意外中断注浆或提升过快再现象，应重新下钻至停浆面或少浆桩段以下1m的位置，重新注浆10s~20s后恢复提升，保证桩身完整，防止断桩。

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

沿型钢定位卡插入H型钢江苏太仓华能发电厂二期4#转运站基坑施工图片显示第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

压顶梁（冠梁）与第一道钢筋混凝土支撑绑扎钢筋施工图片显示第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

压顶梁（冠梁）与第一道钢筋混凝土支撑浇筑完成并一般养护80%后开始挖土施工图片显示第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

压顶梁（冠梁）与第一道钢筋混凝土支撑浇筑完成并一般养护80%后开始挖土施工图片显示第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

完成第一层挖土施工图片显示第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

施工图片显示安装第二道支撑和围檩第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

安装完第二道支撑和围檩第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

钢管支撑用千斤顶施加预应力钢管支撑固定端部构造第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

施工图片显示安装第二道支撑和围檩后开始挖土第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

第三道钢管支撑和围檩安装施工第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

第三层土方开挖第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

开挖土方到底后做基础外砖模和基础垫层第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

基础钢筋绑扎第1章：地基基础和地下空间工程技术1.12型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术

基础钢筋绑扎完毕第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

钢管支撑钢筋混凝土支撑第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

钢管支撑与钢筋混凝土支撑组合垂直向组合同水平层组合第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

钢桁架支撑第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

钢筋混凝土桁架支撑第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

底板浇筑完毕与钢筋混凝土内支撑爆破准备第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

钢筋混凝土内支撑爆破完毕第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

支撑立柱构造第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

绍兴中国轻纺城中心广场工程第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

基坑设计1钻孔灌注桩：本工程基坑支护采用Φ1000@1300mm钻孔灌注桩，有效桩长约24m，桩身混凝土等级为C25，灌注桩顶部钢筋锚入压顶梁的长度为800mm。2止水帷幕水泥搅拌桩：在钻孔桩外侧施工一排Φ600@400水泥搅拌桩止水，有效桩长约14m；水泥掺入量为15%,，外加水泥重量0.15%的SN-201A早强剂，水泥搅拌桩采用两上两下,两次喷浆复搅。在钻孔桩坑内侧施工5排格构式Φ600@450水泥搅拌桩进行被动土体加固，桩长约6m。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

3压顶圈梁、围檩及支撑：

压顶圈梁、围檩及支撑采用现浇混凝土结构,混凝土等级为C25,压顶梁为1500×400mm,面标高-0.60m；混凝土主梁为1000×800mm，混凝土次梁600×800mm，在坑内形成上下两道支撑(上下两道支撑的梁底标高分别位于-7.4m，-2.6m，如图1所示)，用于支撑灌注桩，减小坑体侧移。第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

4立柱及立柱桩：

竖向立柱上部为钢结构格构柱，下部为钻孔灌注桩，钢格构立柱伸入桩内2m,钢构柱穿过地下室底板处，应加焊止水钢板。挖土施工时应避免机械碰撞钢构柱。竖向立柱搁混凝土梁支撑处应加焊钢托架。（图3）第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

四、基坑工程施工（1）进行围护桩施工，埋设测斜管，水位井。严格施工，确保围护体质量；（2）基坑开挖必须在钻孔灌注桩强度达到设计强度的80%以上，同时水泥搅拌桩强度达设计值80%以上方可进行第一阶段土方开挖，挖土至第一道支撑面标高,施工钢筋混凝土压顶梁和支撑，埋设钢筋应力表；

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

（3）支撑结构混凝土强度达设计强度80%后，进行第二阶段土方开挖，挖土至第二道支撑面标高，施工钢筋混凝土围檩和支撑，埋设钢筋应力表，同理进行下一阶段挖土；基坑开挖应分层分段分块进行：先开挖基坑四角的土，再开挖基坑中间的土，在施工完-6.6m的混凝土支撑后，在基坑东西向回填部分土方形成运输通道，便于土方外运。在基坑开挖到坑底以上30cm处以及承台局部深处应采用人工开挖修整，开挖完毕后应及时浇筑垫层。

第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

（4）基坑开挖应严格控制基坑土方开挖的土坡高度及坡度，防止挖土过程中挤斜工程桩,严禁挖土机直接碾压压顶梁和支撑；（5）工地下室基础底板，底板与钻孔桩之间空隙应用400厚素砼或毛石混凝土灌实顶牢,形成坑底传力带2；（6）待地下室基础底板与钻孔桩之间传力带2强度完全达到设计要求后，拆除第二道内支撑；（7）同理施工地下一层楼板及该层楼板于围护桩之间的传力带1,并到其设计强度后，拆除第一道内支撑，进而施工以上部分。换撑说明第1章：地基基础和地下空间工程技术1.11组合内支撑技术

钢桁架支撑地下连续墙定义地下连续墙（diaphragmwallpaneltrench，slurrytrench，slurrywall，continuousdiaphragmwall，cut-offwall等）开挖技术起源于欧洲[1]。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先采用了护壁泥浆地下连续墙施工[2]，20世纪50~60年代该项技术在西方发达国家及前苏联得到推广，成为地下工程和深基础施工中有效的技术。由于目前挖槽机械发展很快，与之相适应的挖槽工法层出不穷；有不少新的工法已经不再使用膨润土泥浆；墙体材料已经由过去以混凝土为主而向多样化发展；不再单纯用于防渗或挡土支护，越来越多地作为建筑物的基础，所以很难给地下连续墙一个确切的定义[1]。一般地下连续墙可以定义为[1]：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。地下连续墙发展现状和应用范围经过几十年的发展，地下连续墙技术已经相当成熟，其中以日本在此技术上最为发达，已经累计建成了1500万m2以上，目前地下连续墙的最大开挖深度为140m，最薄的地下连续墙厚度为20cm。1958年，我国水电部门首先在青岛丹子口水库用此技术修建了水坝防渗墙，到目前为止，全国绝大多数省份都先后应用了此项技术，估计已建成地下连续墙120万~140万m2。地下连续墙已经并且正在代替很多传统的施工方法，而被用于基础工程的很多方面。在它的初期阶段，基本上都是用作防渗墙或临时挡土墙。通过开发使用许多新技术、新设备和新材料，现在已经越来越多地用作结构物的一部分或用作主体结构，最近十年更被用于大型的深基坑工程中。通常地下连续墙主要被用于[1]：1.水利水电、露天矿山和尾矿坝（池）和环保工程的防渗墙2.建筑物地下室（基坑）3.地下构筑物（如地下铁道、地下道路、地下停车场和地下街道、商店以及地下变电站等）。4.市政管沟和涵洞5.盾构等工程的竖井6.泵站、水池7.码头、护案和干船坞8.地下油库和仓库9.各种深基础和桩基地下连续墙优点地下连续墙之所以能得到如此广泛的应用和其具有的优点是分不开的，地下连续墙具有以下一些优点[1，3]：1.施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。2.墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉降或塌方事故，已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。3.防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使地下连续墙几乎不透水。4.可以贴近施工。由于具有上述几项优点，使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙5.可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大，易于设置埋设件，很适合于逆做法施工。6.适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。7.可用作刚性基础。目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水、深基坑维护墙，而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础、沉井或沉箱基础，承受更大荷载。8.用地下连续墙作为土坝、尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构，是非常安全和经济的。9.占地少，可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间，充分发挥投资效益。10.工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。

地下连续墙缺点但地下连续墙也存在一些不足[1]：1.在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大。2.如果施工方法不当或施工地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题3.地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其它方法所用的费用要高些。4.在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。

地下连续墙施工流程修筑导墙导墙制作

导墙作用：在地下连续墙成槽前，应浇筑导墙及施工便道，导墙制作必须做到精心施工，导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的轴线和标高，导墙的作用是为成槽设备导向、存储泥浆稳定液位、维护上部土体稳定和防止土体坍落。关键要求是必须座于原状土上。

导墙施工顺序：平整场地→测量放样→挖槽→浇筑导墙垫层砼→钢筋绑扎→立模板→浇筑砼→养护→设置横向支撑→施工便道。整个地下连续墙导墙分为多段施工，每段施工长度60m左右。导墙接缝采用错缝搭接，并且与地下墙接缝错开，由预留的水平钢筋连接起来，使导墙成为整体。

地下连续墙施工第一步——修筑导墙地下连续墙施工第一步——修筑导墙⑴导墙放线⑵导墙开挖⑶钢筋绑扎地下连续墙施工第一步——修筑导墙⑷导墙支模⑸导墙混凝土浇筑地下连续墙施工第二步——成槽机成槽准备工作——泥浆配置与测试

泥浆的作用不少，最主要的就是护壁，通过形成泥皮而防止土体坍落；还有就是平衡侧土压力、润滑钻头等。这里开挖深度为26米，所用的泥浆为超泥浆，目前国内最为先进的泥浆。国内多采用膨润土（亦即皂土，Bentontie）泥浆，随着科技材料的发展，国外与香港、台湾都已逐渐转换为高分子聚合物材料——聚丙烯醯胺（Polyacrylamide）超泥浆稳定液。这种液体是一种高浓缩性白色乳液，与水拌合后即产生膨胀作用，以提高水的粘滞度，在钻掘壁面形成一层富有韧性的胶质薄膜，防止钻掘平面之崩塌，达到稳定孔洞与沟槽之目的。这种超泥浆易于拌合，无粉尘污染，不需泥浆搅拌池、沉淀池，能促使悬浮泥沙产生凝絮，加速沉淀，并可多次循环使用。它突出的优点是无毒性、无污染，不影响环境生态。完工时的废液处理，仅需按水量1/750～1/500比例添加硫酸铝（明矾），充分搅拌后，水中酸碱值中和至6.0.～8.0之间，超泥浆之高分子链即断解、卷曲失效，稍置后即可排于下水道;

地下连续墙施工第二步——成槽机成槽苏州金泰35成槽机开挖地下连续墙施工第三步——钢筋笼吊装钢筋笼平台及钢筋对焊钢筋笼制作过程钢筋笼起吊钢筋笼制作完成地下连续墙施工第三步——钢筋笼吊装钢筋笼起吊钢筋笼入槽地下连续墙施工第四步——混凝土浇筑地下连续墙施工第五步——拔出接头管定位徐徐拔出第1章：地基基础和地下空间工程技术1.1灌注桩后注浆技术

钻孔灌注桩施工中的泥浆管钻孔灌注桩施工中的泥浆池第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

结论：不但要减小混凝土的收缩，而且还要降低混凝土的早期弹性模量和提高早期应力松弛能力。降低混凝土的早期弹性模量和提高早期应力松弛能力的有效途径是降低混凝土的早期强度。——有效防治混凝土裂缝的技术途径第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

防治途径制造低收缩高应力松弛混凝土降低自收缩增混凝土徐变松弛能力砂石的粒径和级配大掺量粉煤灰5．为什么混凝土骨料要有合适的级配？一般的普通水泥混凝土是以水泥为胶结材料，将砂、石所构成的骨料粘结成一个整体。为此，对骨料提出两方面的要求：为获得高强度，砂石必须是空隙小的密实体；为节约水泥、砂石的总表面积是、应是最小。因为骨料表面须由水泥浆包裹，水泥浆起粘结作用不是填充空隙。怎样才能使砂、石的空隙率最小呢？例如：把大小不同的鸡蛋堆积起来，蛋间会有较多的空隙，而若在蛋间加入黄豆，空隙就会小些，在黄豆与鸡蛋之间再加入小米，空隙率就会更小（见图2）可见空隙的大小与材料颗粒的粒径同各种粒径所占数量的比例有关。这种比例关系，叫做“级配”。如何使各种材料颗粒的总面积最小呢？如一个立方体（见图3）每边长2cm,其表面积为2*2*6=24cm2。若沿纵、横侧三面的中线各切一刀，将该立方体分成八个边长各为1cm的小立方体，其总表面积就变成48cm2,面积较前增加了一倍。由此可见，粒径越小，表面积就越大。所以，若全用大粒径的砂、石做骨料，空隙率小但表面积却很大，这就需要选择能兼顾两者的合适搭配。合适的级配应是大石子之间由小石子填充，小石子之间由较粗的砂子填充，粗砂之间由细砂填充，以达到最大的密实度和总表面积最小。第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应

碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后若干午(数年至二、三十年)逐渐反应，反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力，

膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布。所以一旦

发生碱骨料反应、混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂、发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。

第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

二、碱骨料反应的分类和机理

1．碱硅酸反应

1940年美国加利尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应问题，引起全世界混凝土工程界的重视，这种反应就是碱硅酸反应。碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固体体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂。发展严重的会使混凝土结构崩溃。

能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石、玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中。因而迄今为止世界各国发生的碱骨科反应绝大多数为碱硅酸反应第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

2.1.2技术内容2.1.2.1裂缝防治的设计措施⑴结构缝的设置⑵保温隔热技术措施⑶控制结构裂缝的设计措施2.1.2.2裂缝防治的材料措施⑴一般规定⑵混凝土原材料的选择⑶混凝土配合比主要参数的选择第2章：高性能混凝土2.1混凝土裂缝防治技术

2.1.2.2裂缝防治的材料措施⑷抗裂混凝土配合比优化设计方法A最小水泥(胶凝材料)用量原则B最大骨料堆积密度原则C适当水胶比原则(0.4～0.55)⑸目前抗裂混凝土现状⑹高性能混凝土2.1.2.3控制混凝土结构裂缝的施工措施⑴一般规定

⑵混凝土施工⑶混凝土施工缝施工⑷养护与成品保护⑸大体积混凝土和预应力混凝土第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介⑴清水混凝土定义清水混凝土（As-castFinishConcrete/BareConcrete）又称装饰混凝土，因其极具装饰效果而得名。它属于一次浇注成型，不做任何外装饰，直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，因此不同于普通混凝土，表面平整光滑，色泽均匀，棱角分明，无碰损和污染，只是在表面涂一层或两层透明的保护剂，显得十分天然、庄重。

第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介⑵清水混凝土的特点

清水混凝土的一个共同点是不抹灰，成型表面平整度已经达到抹灰标准，减少了大量抹灰湿作业，避免了抹灰质量问题，大大缩短了工期。清水混凝土是混凝土材料中最高级的表达形式，它显示的是一种最本质的美感，体现的是“素面朝天”的品位。清水混凝土具有朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅是一些现代建筑材料无法效仿和媲美的。材料本身所拥有的柔软感、刚硬感、温暖感、冷漠感不仅对人的感官及精神产生影响，而且可以表达出建筑情感。因此建筑师们认为，这是一种高贵的朴素，看似简单，其实比金碧辉煌更具艺术效果。

世界上越来越多的建筑师采用清水混凝土工艺，如世界级建筑大师贝幸铭、安藤忠雄等都在他们的设计中大量地采用了清水混凝土。悉尼那角如院、日本国家大剧院、巴黎史前博物馆等世界知名的艺术类公建，均采用这一建筑艺术。

第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介⑵清水混凝土分类

1）普通清水混凝土第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介⑶清水混凝土分类

2）饰面清水混凝土工程第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介2）饰面清水混凝土工程以混凝土本身的自然质感和精心设计、精心施工的对拉螺栓孔眼、明缝、蝉缝组和形成自然状态作为饰面效果的混凝土工程。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介⑹清水混凝土的蝉缝与明缝

1）蝉缝模板拼缝和面板拼缝在混凝土表面上留下的隐约可见、犹如蝉衣一样的印记。2）明缝明缝是凹入混凝土墙内的分格线或装饰线，明缝位置也可作为模板上下连接和分段、分块连接的施工缝。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介用清水混凝土作为建筑外表面的最终装饰层,与普通工程的相比,从施工角度考虑主要有以下几点不同:1、混凝土结构需达到的精度要求大幅度提高，由普通工程的结构验收标准提高至装修验收标准，施工精度有了较大幅度的提高；2、混凝土结构实体的内在质量由普通工程的只需达到设计强度提高至清水混凝土工程的表面光滑等具有一定的审美要求。如1）模板拼缝痕迹应具有规律性，墙面无错台；2）墙面无漏浆；3）墙面无蜂窝麻面、无露筋、无隐筋，光洁度达到手感光滑；4）墙面无过振、欠振、离析、夹渣、粉化且颜色均匀；5）结构尺寸准确，无缺棱掉角、无粘模；6）墙面无明显气泡，每平米不应出现多于8个直径大于2mm气孔。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.1清水混凝土简介因此，施工方案、施工管理水平将成为设计效果能否实现的关键因素。同时，设计师应了解施工过程的难点与不稳定因素，尽可能地通过降低节点设计的操作难度来提高成品混凝土结构的精度，设计师在设计较为复杂的建筑造型时应充分与施工单位进行沟通，在施工技术可以实现的前提下进行设计工作会更大地提高清水混凝土工程成功的可能性。下面介绍清水混凝土的设计与施工要点第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点一、取消非落地飘窗和层高中间设计空调板第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点二、落地窗有上翻的混凝土台处理。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点三、楼层间拉梁与墙体非同步浇筑。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点四、层间凹槽、导墙。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点五、女儿墙高度。清水混凝土设计施工要点八、门窗口侧边与丁字墙重合。清水混凝土设计施工要点九、管井部位的楼板厚度。（按构造设计）清水混凝土设计施工要点七、窗上口高度不一。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点十、阴角部位的平板。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点十一、墙面穿墙孔的排布。清水混凝土设计施工要点十二、钢筋均布影响穿墙对拉螺栓顺利通过最好将模板间的接缝设置在门窗口内第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点十三、空调板墙体模板上下开豁口第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点十四、减少模板接缝漏浆第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术清水混凝土设计施工要点十五、表面透明保护喷涂最早出现清水混凝土20世纪60年代的日本典型建筑日本奥林匹克体育场遇潮湿变黑→丙稀酸树脂及聚氨酯树脂→80年代中后期旭硝子涂料树脂株式会社（ACR）开发了防止潮湿变色的AC涂料新品种并且采用了常温固化型氟碳树脂涂料。氟碳树脂涂料是第二次世界大战后美国杜邦发明的，商品名特氟珑Teflon,当时市场公认性能最好，具有超耐候性和耐腐蚀性的高级涂料，缺点是必须经过高温烘烤才固化。常温固化型氟碳树脂涂料商品名鲁米氟珑Lumiflon,大大拓展了氟碳树脂涂料的应用范围。

1989年ACR公司开始采用常温氟树脂涂料BonnflonClear透明涂料→与防水剂结合创立BonnflonACDRY工法→加入浅色颜料形成消除砼色差的着色透明工法。第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.2清水混凝土模板技术⑴清水混凝土工程的施工准备

⑵清水混凝土模板选型依据⑶建议选择的模板类型⑷主要清水混凝土模板的构造⑸模板分块原则⑹面板分割原则⑺穿墙螺栓的排列第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.2清水混凝土模板技术⑺穿墙螺栓的排列第2章：高性能混凝土2.4清水混凝土及模板技术

2.4.3清水混凝土模板主要节点做法第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况12mm及以上热轧带肋钢筋定尺直条供应现在的热轧带肋钢筋可生产6、8、10mm的小直径，适宜用作箍筋、板、墙等构件的配筋，并可制作钢筋焊接网。它与光圆钢筋一样同样以小直径盘卷供应。由于两面带有纵肋，表面不对称、圆度差，给开盘绞直造成一定困难。第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况盘条供应热轧光圆钢筋冷轧带肋钢筋一、冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋是将热轧圆盘条利用冷轧工艺生产的一种三面（或二面）带有月牙形横肋的钢筋。该钢筋1968年首先在德国、荷兰、比利时研制成功，1973年在欧洲推广使用。至今已有30多年的历史，已广泛用于建筑工程、路面、桥面、机场跑道、隧洞、衬砌、输水管道以及各种构筑物中。

加工第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况冷轧带肋钢筋第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况冷轧带肋钢筋第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况钢筋的国家标准《冷轧带肋钢筋标准》GB13788-92已于1993年6月开始实施，对于进一步提高产品质量具有重要意义。钢筋的使用规程《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ95-95于1995年7月起正式施行，对于加速推广应用起积极的促进作用冷轧带肋钢筋直径为4～12mm,按强度级别分为550N/mm2、650N/mm2、800N/mm2、970N/mm2、1170N/mm2即CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170。

550级钢筋目前生产的直径为4～12mm，用于钢筋混凝土现浇板中多为6～12mm，已积累较多的使用经验，基本上为直条成捆供货。钢筋强度标准值是按实际抗拉强度标准值减去1.645倍标准差取整确定的。冷轧带肋钢筋的强度设计值定义为强度标准值除以钢筋材料分项系数gS。对于无屈服点的冷轧带肋钢筋，在构件强度设计时本规程以0.8倍抗拉强度标准值作为设计上取用的条件屈服强度

第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况二、冷轧带肋钢筋的优点冷轧带肋钢筋在预应力混凝土构件中是冷拔低碳钢丝的更新换代产品；在现浇混凝土结构中可代换Ⅰ级钢筋以节约钢材，是同类冷加工钢材中较好的一种。其优点如下：1.钢材强度高550级冷轧带肋钢筋与光面Ⅰ级钢筋相比，用在现浇混凝土楼、屋盖中，由于其设计强度提高了71%，360/210=1.71，当考虑一些构造措施后，仍可节约钢材35%～40%。如考虑不用弯钩，钢材节约量还要多一些。650级钢筋用于预应力空心板，平均节约预应力钢筋13%左右，且每立方米混凝土构件可节省水泥40kg.综合效益，每立方米构件节省生产费用15元左右。第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况2.钢筋的粘结锚固性能良好在钢筋混凝土结构中，可改善构件的裂缝状态，裂缝变得细而密，裂缝变得细而密，裂缝宽度比光面钢筋小，甚至比热轧螺纹钢筋还小。

冷轧带肋钢筋用于预应力构件中从根本上杜绝了冷拔钢丝的沾油滑丝问题，且提高了构件端部的承载能力和抗裂能力；尤其在挤压机成型空心板时，避免了构件端部预应力冷拔钢丝的回缩现象。3.钢筋伸长率大冷轧带肋钢筋与冷拔低碳钢丝同属冷加工钢筋，但由于冷加工工艺不同，冷轧带肋钢筋的伸长率较其它冷加工钢筋高。CRB550的d10≥8%，CRB650、CRB800的d100

≥4%第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况三、冷轧带肋钢筋的工程应用1.在预应力构件中的应用结合我国特点将冷轧带肋钢筋成功用到预应力构件中，用冷轧带肋钢筋代替冷拔低碳钢丝制作预应力空心板在国内得到广泛应用。很多地区到1998年已停止使用冷拔丝空心板，到1999年底全国已基本上停止使用。

国内绝大部分地区制作预应力空心板均采用直径5mm的650级钢筋。

上海地区在排水管中应用冷轧带肋钢筋已有10来年的历史，应用效果很好。在￠1200～￠2400的排水管中应用代替冷拔丝，节约钢材10%～31%

在预应力混凝土电杆标准图集中，650级和800级钢筋已用作长度6～10m的环行预应力混凝土电杆的配筋。第3章：高效钢筋与预应力技术3.2钢筋焊接网应用技术

3.2.1钢筋焊接网国内外发展概况三、冷轧带肋钢筋的工程应用2.在现浇混凝土结构中的应用CRB550级冷轧带肋钢筋已较多地应用在住宅、写字楼、商店、医院、学校以及一些构筑物中。与光面Ⅰ级钢筋相比可节省钢材35%左右，由于带有横肋，钢筋与混凝土有良好的粘结锚固