大型深基坑支护结构和施工新技术.ppt

1,大型深基坑支护结构 和施工新技术,孙汉清 15722971,2,1深基坑工程施工新设备和新工艺 2逆作法和利用“时空效应”的开挖技术 3结语,3,1深基坑工程施工新设备和新工艺,4,1）抓斗式成槽机 （适用软弱土层）,2）回转式多头钻成槽机 （适用较硬的土层）,1.1 地下连续墙成槽机械和工艺 常用的成槽机械,3） 双轮铣削式成槽机 （适用坚硬土层和岩石， 也适用软土及砂性土）,1深基坑工程施工新设备和新工艺,5,31,上海500kV世博地下变电站 （成槽1.2m厚、60m深）,1.1 地下连续墙成槽机械和工艺 铣削式成槽机 最大成槽深度可达150m，墙体厚度可达2.5m。,1深基坑工程施工新设备和新工艺,6,槽壁稳定,粉土、粉砂土等易坍塌土层的技术措施：, “夹心”地下连续墙（水泥土搅拌桩保护槽壁）； 改良泥浆性能。,1.1 地下连续墙成槽机械和工艺,水泥土搅拌桩保护槽壁,1深基坑工程施工新设备和新工艺,7,1）旋挖钻孔灌注桩,1.2 灌注桩施工新技术,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,8,1）旋挖钻孔灌注,旋挖成孔：通过桶状斗式钻头回转切削土体。 装土外运：直接将土装入钻斗，提升卸土。 泥浆护壁：,易坍塌土层采用静态泥浆护壁 （泥浆排量仅传统工艺的1/41/5）；,不易坍塌土层可采用干式或清水钻进工艺,（无需泥浆护壁）。,1.2 灌注桩施工新技术,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,9,2）钻孔咬合灌注桩 由间隔布置的混凝土 素桩和配筋桩相互咬合， 形成的 “桩墙”。,1.2 灌注桩施工新技术,咬合方法,旋挖钻机成孔、 冲抓钻成孔、,全套管成孔等。,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,10,2）钻孔咬合灌注桩,性能,与间隔式灌注桩排桩相比：,截水性能良好、,不需附加的截水帷幕。,与地下连续墙相比：,功能基本相同，但施工简便、造价低廉。,1.2 灌注桩施工新技术,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,11,2）钻孔咬合灌注桩,1.2 灌注桩施工新技术,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,12,2）钻孔咬合灌注桩 素桩和配筋桩,素桩的混凝土：（超缓凝） 初凝时间不小于4070h； 3d强度不大于3MPa； 28d强度不小于C15。,配筋灌注桩：,素桩混凝土初凝阶段施工，咬合素桩。,1.2 灌注桩施工新技术,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,13,2）钻孔咬合灌注桩,全套管成孔,适用：,除用于咬合桩外，还可用于：,淤泥、流砂、地下水富集等不良地层； 城市建筑物密集或有地下障碍的地区。,1.2 灌注桩施工新技术,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,14,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺 1）多轴柱列式水泥土搅拌墙 SMW工法（Soil Mixing Wall） 搅拌桩施工机械： 三轴（四轴或五轴）搅拌桩机械； 桩径6501000mm，最大深度可达60m。 型钢拔出机械： 液压式拔桩机。,三轴 搅拌桩机,液压式 拔桩机,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,15,高水灰比的必要性,？,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺 1）多轴柱列式水泥土搅拌墙 关于水泥土水灰比的讨论： 我国规范建议水泥掺量高达20%左右； 水灰比为1.52.0，砂砾土中为1.22.0。,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,16,高水灰比的必要性,？,不必要 对水泥土强度并无益处； 大量原土被置换，施工中难以实现 （实际施工中往往出现涌土时便停止注浆）； 置换排出的土为水泥含量较高的废土，造成污染。,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺 1）多轴柱列式水泥土搅拌墙,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,17,1）多轴柱列式水泥土搅拌墙,高水灰比必要性？,基于水泥土强度0.5MPa可满足要求的前提，,建议,水泥掺量取15%18%； 水灰比取0.81.0。 改用震动插入型钢的方法。,日本有关资料：,水泥掺量15%左右，水灰比0.81.0之间。,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺,1深基坑工程施工新设备和新工艺,18,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺 1）多轴柱列式水泥土搅拌墙 型钢插入： 震动沉入,自重下沉,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,19,型钢插入时间,？,规范规定：水泥土搅拌后30min内插入； 工程经验；水泥土搅拌后12h内插入，并无影响。,振动插入对型钢与水泥土的粘结力的影响,？,在搅拌桩施工后12h内（水泥初凝前），振动插入 型钢不会影响粘结力。,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺 1）多轴柱列式水泥土搅拌墙,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,20,2）水泥土搅拌连续墙,日本称TRD工法（Trench Cutting Re-mixing Deep Wall）,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,21,2）水泥土搅拌连续墙,特点,与多轴柱列式,水泥土搅拌墙相比：,成墙连续； 表面平整； 深度大。,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺,1深基坑工程施工新设备和新工艺,22,2）水泥土搅拌连续墙,搅拌连续墙施工机械,成墙：,采用链锯式搅拌刀具；,成墙深：,刀具用销栓连接，深度可达数十米；,高度小：,整体高低仅10m左右。,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,23,2）水泥土搅拌连续墙,施工工艺,主机所带的链锯式搅拌刀具沉入地基土中并沿,刀架移动，作往复运动，并在深度方向灌入水泥浆液， 与土体搅拌、混合成墙。,1.3 型钢水泥土搅拌墙施工工艺,1 深基坑工程施工新设备和新工艺,24,2.1 地下结构的逆作法建造,逆作法,地下工程由上向下施工的方法。,特别适用：,超深地下结构、,环境保护要求高。,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,25, ,以主体结构作为“支撑”，刚度大，基坑变形较小； 无需支撑，大大节约资源、降低能耗； 可实现上、下结构同步施工，不同程度缩短工期； 地下结构顶板较早形成，施工现场布置方便。,优点,2.1 地下结构的逆作法建造,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,26,全逆作法,逆作的几种方法 上下结构是否同步施工 半逆作法,2.1 地下结构的逆作法建造,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,27,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,28,逆作的几种方法顶板以下结构是否采用逆作,从顶板以下结构是否采用逆作的角度,2.1 地下结构的逆作法建造,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,29,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,30,逆作法的土方开挖,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,取土架（抓斗）挖土,31,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,32,逆作法的土方开挖,皮带运输机取土,2.1 地下结构的逆作法建造,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,33,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,34,2.2 软土地区利用“时空效应”的开挖技术,软土地区土的特点,含水率高、强度低，在开挖时有很大的流变性。 开挖易引起基坑过大变形，甚至危及周边环境。,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,35,基坑工程的“时空效应”,基坑支护结构的变形和周边地层的变形：,随时间推移而发展；,因开挖的空间尺度、坑底暴露面积而不同。,这在软土地基的条件下尤为突出。,2.2 软土地区利用“时空效应”的开挖技术,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,36,利用“时空效应”的开挖技术 “分层、分块、对称、平衡、限时”。,超大深基坑中，分块开挖是最基本的措施。,2.2 软土地区利用“时空效应”的开挖技术,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,37,分块开挖典型方式之一 ,超长线性基坑,采用分段分层开挖方法，及时设置支撑、,施工垫层。,在前区段的基础底板完成后进行后续区段的,开挖。形成线性的流水作业。,2.2 软土地区利用“时空效应”的开挖技术,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,38,分块开挖典型方式之二 ,无内支撑的大面积基坑,利用后浇带进行分块施工，在前一区块基础 底板施工完成后进行后一区块的土方开挖。,各块之间可采用跳仓施工法以加快进度。,2.2 软土地区利用“时空效应”的开挖技术,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,39,分块开挖典型方式之三,大面积采用内支撑的深基坑,采用分层盆式开挖或分层岛式开挖的方式。,2.2 软土地区利用“时空效应”的开挖技术,2 逆作法和利用“时空效应”的开挖技术,40,分块开挖典型方式之三,大面积采用内支撑的深基坑,2.2 软土地区利用“时空效应”的开