基坑工程施工--内支撑结构施工.ppt

第五章 基坑工程施工 o5.1 概述 o5.2 地下连续墙施工工法 o5.3 支撑结构的施工 o5.4 逆作法施工工法 5.3 支撑结构的施工 o5.3.1 支撑结构种类和结构形式 o1、按其材料分：钢管支撑、型钢支撑、 钢筋混凝土支撑，钢和钢筋混凝土的组合 支撑 5.3 支撑结构的施工 o2、按受力形式分 n1) 单跨压杆式支撑 n2）多跨压杆式支撑 n3）对撑式双向多跨 压杆式支撑 n4）钢筋混凝土的水 平封闭式框架支撑 5.3 支撑结构的施工 o二、支撑组 成成分和施 工要求 o1、支撑结 构体系: 围 檩, 水平支 撑，立柱， 立柱桩 围檩 立柱 连系杆 角撑 对撑 立柱桩 5.3 支撑结构的施工 o支撑组成成分 o 1）围檩的刚度对整个支撑刚度影 响很大； o2）支撑杆由于自重及施工荷载要 求，为一压弯杆件； o3）立柱用型钢或钢格构柱在钢立 柱与混凝土底板的连接处下要设止 水带，止水带通常用钢板满焊； o4）立柱可以借用工程桩，也可单 独设计用于支承立柱。 5.3 支撑结构的施工 o支撑结构的施工要求 o1）相邻支撑之间水平距离应满足土方工程施工要求， 通常不小于4m，当采用机械挖土时，不宜小于8m。 o2）上、下各层水平支撑的轴线应尽量布置在同一竖向 的平面内，竖向相邻支撑的净距不宜小于3m，当采用 机械下坑开挖及运输不宜小于4m。 o3）当为多层支撑时，最下一层支撑的标高在不影响主 体结构底板施工条件下，应尽可能降低。 5.3 支撑结构的施工 o施工步骤： o 一、支撑结构的安装 o 二、考虑时空效应的土方开挖 o 三、支撑的拆除 5.3 支撑结构的施工 o5.3.2 支撑结构的施工 o一、支撑结构的安装与拆除顺序 o 应同基坑支护结构的设计工况相一致 5.3 支撑结构的施工 二、支撑的安装 1、在基坑竖向的平面内，土方施工应严格遵守 分层开挖、先支撑后开挖的原则 5.3 支撑结构的施工 o2 钢支撑预加压力 o 目的：可以较有效的进行基坑变形的主动控 制。 o1） 在支撑安装完毕后，经检查确认各节点连接 状况符合要求后方可施加预压力。 o2）预压力的施加宜在支撑两端同步对称进行。 o3）预压力应分级施加重复进行、一般情况下， 预压力为50%80%支撑设计轴力。 o4）预压力加至设计要求额定值后，应检查各连 接点，待额定压力稳定后予以锁定。 o5）支撑端部八字撑可在主支撑施加压力后安装 。 5.3 支撑结构的施工 o三、考虑时空效应的土方开挖 o选择基坑分层、分步、对称、平衡、限时开挖，并确定各 工序的时限在施工组织设计中定出如下的施工参数： oNi-开挖分层的层数； oni-每层分部的数量； oTCI-分部开挖的时间限制； oTsI-分部开挖后完成支撑的时间限制； oNi-支撑预加轴力（采用钢支撑时） oB、h-紧靠挡土墙的支承土堤每步开挖的宽度和高度； oTr-开挖卸载后无支撑暴露时间。 o土方开挖的顺序、方法必须遵循“开槽限时支撑、先撑后挖 、分层分段、留土护壁、严禁超挖”的原则 5.3 支撑结构的施工 o工程实例： o 上海香港广场北拱基坑工程：位于淮 海路，基坑面积约5800平方米，距地铁一 号线下行区间隔约8-9m，开挖深度约 12.55m，围护采用厚800，深约23.66m 地下连续墙，支撑为3道钢支撑（ 260916），加50%的预应力。 5.3 支撑结构的施工 5.3 支撑结构的施工 o施工工艺参数： o 1）在基坑中间部分采取盆式开挖至该层支撑底面标高; o 2) 安装后该范围内设钢支撑； o 3）基坑周边土按如图顺序，分块、对称地开挖和支撑。每层 每块土的机械开挖底面，控制在钢支撑顶面，以便开挖下一层 土挖机始终在钢支撑两侧原状土上行驶； o4）每两块对称的土堤开挖后，即在暴露的两处对面的地下墙 上装两幅钢围檩和带八字撑的支撑，以与基坑中间已安装的一 根支撑相连接； o5）支撑安装完毕后，施加预压力至设计轴力50%； o6）每两块土堤的开挖及支撑安装要在24h内完成。 o钢支撑安装时间不超过24h，钢筋混凝土支撑安装时间不 超过48h。 5.3 支撑结构的施工 o四、支撑的拆除（主体结构换 撑） o1、主体结构的楼板或底板混凝土强 度达到设计强度的80%以上才可拆除 支撑； o2、主体结构与围护墙之间应设置可 靠的换撑传力构造。 o1）一般填砂，但在变形严格要求高 的地区慎用； o2）设后浇带； o3）设短撑。 5.4 逆作法施工工法 |传统的基坑施工方法是敞开式顺作法 问题： 基坑施工占总工期的四分之一，甚至 三分之一 内支撑只作为临时结构 有时难以满足地面交通或商业的要求 5.4 逆作法施工工法 o逆作法施工，是将常规的地下结构施工方 法（顺作法）的次序颠倒过来，待施工完 基坑围护结构及将工程桩接升到地面的中 间支撑柱后，直接施工地下结构的顶板或 先开挖坑内土体至基坑一定深度再进行地 下结构的顶板、中间柱的施工，然后再依 次逐层向下进行向地面以下的挖土和各层 楼板的建造，直至底板施工。在顶板施工 完毕以后，施工地下结构的同时，可进行 地上结构的施工。 逆 作 法 施 工 工 法 |上海机场城市航站楼逆作法施工工序 盆式开挖 到-7.0m 施工地下墙 ，格构柱 施工B0板 对称开挖 盆边土 盆式开挖 到-10.7m 施工B1板 逆 作 法 施 工 工 法 逆 作 法 施 工 工 法 施工大底 板 施工后包柱 、剪力墙 5.4 逆作法施工工法 |逆作法的特点： 减少工程造价； 缩短施工 工期； 施工对周围环境影响小 工程名称 节省 投资 总额 缩短 工期 （天 ） 管线累计最 大水平/垂 直位移（ mm） 地下墙累计 最大水平位 移（mm） 相邻柱累计 最大差异沉 降（mm） 恒积大厦11%9014.6/173313.7 明天广场 12% 150 18.4/24.9198.5 京沙住业 大厦 10%120 23.5/16.537.57 上海已完成的三个逆作法工程经济效益统计表 5.4 逆作法施工工法 |逆作法的发展概况 |在国外的发展 |在国内的发展 5.4 逆作法施工工法 |逆作法在国外的发展 1935年首次应用于日本 1950年地下连续墙工法 60年代机械化施工 70年代立柱被用作永久柱 5.4 逆作法施工工法 |逆作法在国内的发展 1955年首次在哈尔滨地下人防工程 中应用 1985年首次在上海采用全逆作法施 工 1993年首次在上海应用于地铁车站 1997年首次在天津应用于市政工程 1999年首次在上海应用于钢结构工 程 5.4 逆作法施工工法 o发展趋势：覆盖了高层建筑地下室、多层 建筑地下室、地铁车站、地下变电所、及 旧建筑地下室扩建等多个领域。 |广泛应用于大平面、大深度及周边环境要求严 格的工程 |机械化程度较高 |广泛采用信息化施工 |具有明显的地域特点 5.4 逆作法施工工法 晴海岛商住楼平面图 5.4 逆作法施工工法 山王帕科达大厦逆作法机械挖土示意图 5.4 逆作法施工工法 1 监测对象监测项目比较对象 监测预警值 1次预警值2次预警值 地下连续 墙 水平变位设计允许值100% 水压、土 压力 设计侧压力100% 应力允许应力 80%100%弯矩允许弯矩 立柱轴力允许压缩轴力 周边构筑物 、周边地层 沉降、倾斜 、水平位移 与构筑物业主或相应管理部门协 商确定 地铁隧道 沉降 影响计算值70%100% 水平变位 我国地域辽阔，按地质情况基本可分为：深 基岩的软土地区，包括上海、杭州、福州、 天津等城市，以上海为典型；浅基岩的软土 地区，包括广州、深圳、厦门、南京等城市 ，以广州为典型；粘土、砂土地区，以砂卵 石或砂砾作持力层，包括北京、青岛、石家 庄、沈阳、哈尔滨、重庆等城市，以北京为 代表。持力层的不同导致围护结构、立柱桩 施工方法等方面存在明显的差异，使逆作法 施工在各城市间呈现较明显的地域特点。 钢立柱水下安装就位示意图 底部结构示意图孔口定位器 天安门地铁站半逆作法主要施工步骤 |逆作法施工呈现明显的地域特点 逆 作 法 施 工 工 法 |逆作方法的灵活多样 |全逆作法 |半逆作法 |半开敞逆作法 |顺逆结合逆作法 全逆作法指施工好分界楼板（ 0.00板、地下1层楼板（B1板） 、或地下2层楼板（B2板）后， 向下开挖，进行地下结构的施工， 同时向上进行上部结构的施工。全 逆作法是最能体现逆作法优点的施 工方法，也是我国在高层建筑逆作 法施工中用得最多的施工方法。 半逆作法（又称盖挖法）是指施工过程 中从分界楼板层底向下开挖，由上而下 逐层进行地下结构施工，而不向上进行 上部结构的施工。半逆作法特别适用于 顶板行车、行人或堆场有要求的工程， 如市政中的地铁工程、城市绿地工程、 地下广场工程。 半开敞式逆作法分为利用主体结构框架 梁作支撑向下施工与中间大开口半逆作 法两类。当结构体系是框架结构时，利 用主体结构的框架梁作为开挖施工的支 撑，施工工艺流程与顺作法无太大差异 。 顺逆结合可以使顺作法和逆作法发挥各 自的优势。目前采用过的两种形式有： 中筒顺作，周边楼体逆作，如广州粤海 进出口公司综合楼、深圳庐山大厦等； 主楼顺作，裙房逆作，如上海明天广场 、深圳地王大厦等。 中筒顺作，周边楼板逆作施工示意图 （广州粤海进出口公司综合楼（20） l立柱设计与施工特点 |立柱承受上部荷载的支承方式 |立柱施工偏心的影响 |立柱与立柱桩的连接处理 |地下连续墙防渗施工要点 |梁柱节点施工 |逆作条件下模板施工工艺 逆作法施工逆作法施工 关键技术的分析关键技术的分析 钢管砼柱安装初偏心对极限承载力的影响 在地下水位较深的地区，立柱安装的垂直度 控制并不困难，因此应尽可能提高立柱安装 精度，如广州四建制定的地下室逆作法施工 工法（YJGF07-98）规定中间逆作柱每层的垂 直度偏差不应大于柱长的1/1000，平面位置 偏差不大于5mm。在地下水位较高的地区，如 上海，立柱安装是在水下进行，垂直度较难 控制，过分强调立柱的垂直度往往会影响到 施工进度，而且对立柱的承载力提高意义不 大。上海二建制定的高层建筑多层地下室结 构逆作法施工工法（YJGF02-96）规定中柱的 控制垂直度为1/300，平面偏差为50mm。 逆作法施工逆作法施工 关键技术的分析关键技术的分析 逆作法施工逆作法施工 关键技术的分析关键技术的分析 |逆作条件下地下连续墙的防水 、防渗措施 |逆作条件下地下连续墙水平接 头的构造处理 逆作法施工逆作法施工 关键技术的分析关键技术的分析 地下连续墙接头缝的渗漏原因： 1）、因各单元槽幅施工定位达不到应有精度 而导致墙体接头平面错位，渗水通道因此而 缩短。 2）、成槽后，附着在前幅墙端部的泥皮、淤 泥沉渣和悬浮固形物及固化物等，因没有被 刷壁机清理干净而裹夹在新老混凝土接缝区 ，形成渗漏的隐患。 3）、浇筑混凝土时，导管位置设计不当或没 保持连续浇注，使得远离导管的接缝处混凝 土密实性受到影响，另外，由于泥浆固化物 在接缝区得不到混凝土的大力托举，从而可 能卷入混凝土中，形成渗漏隐患。 4）、混凝土浇筑时，突然的槽壁土体坍 塌往往会形成贯通墙体的大小孔洞，造成 以后开挖时的大量渗漏。 5）、槽壁坍塌使混凝土绕流至邻近槽段 ，影响下一槽段的正常施工，形成防渗的 薄弱环节。 6）、采用柔性接头的墙段（相邻单元墙 段无搭接钢筋），无论是接头管接头还是 波形接头，接头壁面光滑而不能凿毛，会 使新老混凝土咬合、挤密不好，从而致使 该处成为防渗的薄弱环节。 逆作法施工逆作法施工 关键技术的分析关键技术的分析 7）、具有搭接钢筋的