深基坑施工(含地连墙等施工工艺).ppt

深大基坑施工安全及变形控制技术要点 内容提要 深大基坑施工特点 1 基坑施工方法 2 上海地区土层特点 3 车站基坑施工规程 4 深大基坑控制措施 5 结语 6 1 深大基坑施工特点 开挖深面积大 周期长风险高 1 深大基坑施工特点 开挖深 4号线修复段基坑示意挖深达41m 50万伏变电站基坑示意挖深达34m 1 深大基坑施工特点 面积大 长泰国际广场项目用地面积约82300m2 月星环球商业中心项目用地面积约65500m2 1 深大基坑施工特点 周期长 夜间作业限制 出土控制 作业面限制 民生压力 设备资源限制 基坑开挖出土受到严格限制 某车站基坑周边复杂的环境 1 深大基坑施工特点 风险高 环境的复杂性 地质风险因素 施工管理不足 勘察设计失误 4号线董家渡事故 2号线科技馆站基坑事故 2号线人民公园站事故 新加坡某地铁基坑事故 内容提要 深大基坑特点 1 基坑施工方法 2 上海地区土层特点 3 车站基坑施工规程 4 深大基坑控制措施 5 结语 6 2 基坑施工方法 顺作法逆作法盖挖法顺逆结合 最常见 最普遍施工方法 施工工艺成熟 支护结构体系与主体结构相对独立 相比逆作法 其设计 施工均比较便捷 相对来讲 与逆作法相比 对施工单位管理和技术水平的要求不时特别高 当然 另有要求或环境保护的工程例外 相对于逆作法而言 其基坑支护结构设计与主体结构设计关联性较低 受主体设计进度的制约相对较小 2 1顺作法 2 2逆作法 逆作法是每开挖一定深度的土体后 即支设模板浇筑永久的结构梁板 用以代替常规顺作法的临时支撑 以平衡作用在围护墙上的土压力 地下结构自上而下浇筑 有全逆作和半逆作之分 优点 缺点 1 板撑刚度大于临时支撑 2 地面楼板形成后 可作为施工作业面 施工受天气影响较小 3 一般情况下课不必架设内撑及栈桥 可降低施工费用 4 地上与下部结构可同时施工 可缩短总工期 1 无法调整高度 且形成时间较长 2 挖土作业空间狭小 效率相对较低 3 技术复杂 施工难度大 接头处理复杂 4 与主体结构设计关联度大 进度易受制约 在工程实践中 有时采用顺作法与逆作法结合的方案 通过充分发挥顺作法与逆作法的优势 取长补短 从而实现部分特殊工程的建设目标 工程中常用的顺逆结合方案主要有 1 主楼先顺作 裙楼后逆作 2 裙楼先逆作 主楼后顺作 3 中心顺作 周边逆作 4 大坑先逆做 小坑后顺做 2 3顺逆结合 2 3顺逆结合 基坑面积约24280m2 裙楼挖深约为22 47m 主楼挖深约为22 97m 基坑划分为一大一小两个基坑 小坑为靠近地铁8号线的区域 大小基坑中间以钻孔灌注桩分隔 大坑面积约22880m2 小坑面积约1400m2 先逆作施工大坑 待大坑底板全部完成后再顺作施工小坑 虹口商城基坑大坑先逆作 小坑后顺做方案示意 上海月星环球商业中心基坑开挖面积约56705m2 普遍挖深约17 4m 为减小开挖对地铁影响 将整个基坑分为 区开挖施工 其中 区采用逆作法先施工 区待13号线车站主体结束后采用明挖顺作法施工 工程以逆作施工为主 2 3顺逆结合 盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后 将顶部封闭 其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工 对于占用道路区域的基坑施工 为减轻交通压力 可选用盖挖法 2 4盖挖法 内容提要 深大基坑特点 1 基坑施工方法 2 上海地区土层特点 3 车站基坑施工规程 4 深大基坑控制措施 5 结语 6 3 上海地区土层特点 常见地层组合典型土层物理力学特性特殊地质现象 3 1常见地层组合组合一 典型地层 该类地层为上海地区最常见的地层组合 标志层包括第 层灰色淤泥质粘土以及第 层暗绿色粉质粘土等 1 如坑底位于第 层灰色淤泥质粘土层顶附近时 易发生因被动区抗力不足引起的基坑失稳问题 当墙底产生较大踢脚时 应特别当心 设计时应加强坑内土体加固 提高围护刚度 施工期间应增加支撑等 3 1常见地层组合组合一 典型地层 地层危害性 2 如坑深达到一定程度 涉及降承压水时 易发生因降压控制不当导致的坑底突涌事故 3 当基坑深度范围内存在粉 砂性土时 围护间隙易发生漏砂现象 并形成渗漏通道 进一步引发基坑事故 如未对勘探钻孔实施良好的封闭 同样会引起较大危害 3 1常见地层组合组合一 典型地层 地层危害性 故河道区域以存在第 3层灰色粉性土 粉砂为标志 3 1常见地层组合组合二 故河道地层 第 3层主要分布于吴凇江故道 呈条带状延伸于苏州河以北地区 由西向东经长宁 普陀 黄浦 虹口以及杨浦五角场地区 至浦东高桥一带 在彭浦 江湾 北蔡有零星分布 吴淞江故河道区第 3层具有河流沉积特点 两侧厚度相对较薄 中部厚度大 最大厚度一般约为10 15m 在共青森林公园附近最大厚度达20m 第 3层厚度等值线分布 3 1常见地层组合组合二 故河道地层 分布 1 如坑底位于第 3层灰色粉土 粉砂层中 易发生流砂或管涌现象 2 围护间隙易发生漏砂现象 并形成渗漏通道 进一步引发基坑事故 3 如坑深达到一定程度 涉及降承压水时 易发生因降压控制不当导致的坑底突涌事故 注意 围护结构的隔断和止水是关键 加强降水对围护施工 开挖施工十分重要 3 1常见地层组合组合二 故河道地层 地层危害性 含 2层微承压含水层地层剖面 含 2层微承压含水层地层剖面 3 1常见地层组合组合三 微承压水地层 其中 第 2层主要分布于古河道区或古河道与正常区的交界地带 在市区南部分布范围较大 且有一定连续性 层顶标高一般为 15 0 20 0m 闵行梅陇地区层顶埋深较浅 约为 10 15m 在市中心及北部地区呈零星状分布 层顶标高一般为 15 20m 第 2层厚薄不一 一般为4 10m 局部厚度可达15 20m以上 第 2层厚度等值线分布 3 1常见地层组合组合三 微承压水地层 分布 1 围护间隙易发生漏砂现象 并形成渗漏通道 进一步引发基坑事故 2 如基坑开挖深度达到一定程度 涉及降 微 承压水时 易发生因降压控制不当导致的坑底突涌事故 尤其要关注微承压水与 层联通的情况 3 1常见地层组合组合三 微承压水地层 地层危害性 古河道区域第 层暗绿色粉质粘土层缺失 如图左半部分所示 上海市区南部自西向东有古河道穿过 宽度约6 8km 并在瑞金路及河南路一带有支流向北延 另外还有许多零星区域缺失第 层 3 1常见地层组合组合四 古河道地层 层土缺失易引起上下土层的联通 尤其在含砂量高的土层且富含承压水的地区 需要围护结构做的很深才能阻断承压水 甚至不能阻断 仅能降低降压影响 当开挖深度较大时 需要考虑围护结构阻断承压水问题 以减少施工对环境影响 3 1常见地层组合组合四 古河道地层 地层危害性 第 层广泛分布 在市区南部呈条带状缺失 缺失带自西南角的莘庄地区 经植物园 南浦大桥 世纪公园 直至金桥出口加工区 缺失带宽度约6 8km 3 1常见地层组合组合五 第 层缺失地层 该类地层组合 第一承压含水层第 层与第二承压含水层第 层相连 如需降承压水 对于基坑施工风险大 3 1常见地层组合组合五 第 层缺失地层 地层危害性 3 2典型土层物理力学特性 注 表中数据仅供参考 3 3特殊地质现象 沼气囊 上海地区第四纪普通发育有浅层沼气 自上而下可分为上部海相层 受中部陆相层控制的沉积层及下部滨海河口相沉积层三个含气层系 其中 第一合气层系埋深相对较浅 分布也最广 是工程建设遇到的最多的层系 对工程安全影响最大 其次是第二含气层系 而第三含气层系对工程建设一般不会有影响 3 3特殊地质现象 暗埋储水体地下障碍物废弃管线 内容提要 深大基坑特点 1 基坑总体施工方案 2 上海地区土层特点 3 车站基坑施工规程 4 深大基坑控制措施 5 结语 6 车站基坑施工规程 开挖准备工作基坑开挖 施工组织设计编制围护结构施工土体加固基坑降排水支撑体系 4 1开挖准备工作 4 1开挖准备工作 围护结构施工 为防止地下连续墙槽壁失稳坍塌而导致周围环境的安全问题 可采用以下措施 1 减小槽幅长度 2 加固槽壁土体 3 抬高泥浆液面或降水以加大墙槽内外的液面高差 4 提高泥浆比重 5 尽量缩短成槽到砼浇灌的时间 6 在保护对象和墙槽之间设置隔离桩 4 1开挖准备工作 土体加固 加固项目包括 1 对地墙墙底沉渣较厚或地墙承受上部荷载及逆作法施工的车站地墙等情况 进行地下墙底注浆加固 2 为提高基坑挡墙内侧被动土压力 采用水泥搅拌桩或注浆等方法进行土体加固 3 在粘性土夹薄层粉砂或与砂性土互层中 对坑内地面至坑底以下一定厚度的土体 采用超前降水法加固被动区土体 4 由基坑转角处斜撑产生的平行墙面的分力可能会引起挡墙转角处外侧土体产生较大抗力 为防止转角结构转动 应在转角处抗力较大的被动区进行可靠加固 4 1开挖准备工作 土体加固 通常在水泥搅拌桩 旋喷桩 注浆等施工时会由于挤土效应而出现邻近管线 建筑物先隆后沉的现象 因此在靠近保护对象施工时 要通过地面变形的跟踪监测数据 调整和优化以下施工参数 1 单位深度浆液量 2 注浆管提升速度 3 掺入适量速凝剂 4 注浆压力等 4 1开挖准备工作 基坑降排水 排水 1 必须在开挖前准备好排水设备 以保证开挖后开挖面不浸水 基坑周边必须有防止地表水倒灌的措施 坑内长期积水不但影响开挖和场地清洁 更会引起坑内被动区土体的软化 降低被动抗力 从而导致基坑挡墙位移和坑外地表沉降增大 甚至引发基坑坍塌事故 2 必须查明并排除基坑开挖范围的储水体 废旧水管等内的积水 1 坑内井点降水应在开挖前20天进行 降水深度应达到设计要求 并不得少于开挖面以下1m 2 降水必然会形成降水漏斗 从而造成对周围环境的影响因此要结合地下水位和周围环境监测 合理使用井点降水 3 在邻近保护对象附近一定要形成封闭的隔水帷幕后才能开始降水 4 在降水期间 还要随时注意抽出的地下水是否浑浊 防止抽水带走土层中的细颗粒 5 当建 构 筑物 地下管线的变形速率或变形量超过警戒值时 可用回灌水法或隔水法来控制降水对周围环境的有害影响 4 1开挖准备工作 基坑降排水 坑内疏干 4 1开挖准备工作 基坑降排水 漕宝路地铁试验段101 端头井降水试验 如图所示 以及工程实测数据证明 夹薄层粉砂 KH 10e 5cm sec 的粘性土层 在降水3周后 土体抗剪强度增加30 50 含水量减少30 4 1开挖准备工作 基坑降排水 延安东路隧道工程盾构进2 工作井时 在邻近工厂建筑物边线10m外设喷射井点 而在建筑边线外2m处设一排1 5m间距的回灌水管 用水泵加压灌水 并在距建筑边线外4m处打设水泥搅拌桩止水帷幕 如图所示 最终达到了预期的保护效果 4 1开挖准备工作 基坑降排水 地铁二号线河南路车站4 出入口 157 地块 紧靠该基坑的东海商都荷载为7t m2 基坑开挖前降水近5个月 东海商都沉降约7 8mm 如果在基坑底以下的不透水层较薄 而且在不透水层下面具有较大水压的滞水层或承压水层 上覆土重不足以抵挡下部的水压时 基底就会隆起破坏 墙体就会失稳 因此 必须采取降低承压水头 必要时辅以坑内满堂加固 4 1开挖准备工作 基坑降排水 降压 4 1开挖准备工作 基坑降排水 降压 4 1开挖准备工作 支撑体系 1 开挖前必须备齐检验合格的钢支撑 围檩 预应力设备 支撑配件以及支撑轴力量测组件等所需的器材和设备 对一级基坑 必须准备好复加预应力的装置 2 必须按设计要求设置立柱 立柱的垂直度偏差应小于1 300 立柱可有效地保证支撑的稳定性 但立柱的沉降或回弹会引起支撑次应力 降低支撑稳定性 a 支撑在节点处要受到三维约束 以防止侧向弯曲后轴向承载力下降 通常用U型抱箍约束支撑构件 而提高支撑承载力 b 支撑的三维约束节点构造只应约束垂直于支撑轴线的各向外力所引起的支撑弯曲 而不应约束支撑轴向伸缩 c 在立柱支托和支撑之间 抱箍和支撑之间要塞硬木楔 以便在桩身发生沉降或隆起时可释放过大的次应力 4 1开挖准备工作 支撑体系 3 立柱与支撑连接构造应对支撑有三维约束作用而又不影响施加支撑预应力 4 2基坑开挖 基本程序 在地铁车站深基坑中 基坑开挖和支撑应按一定长度分段开挖和浇筑结构 在每段开挖中再分层 分小段开挖和支撑 随挖随撑 并施加支撑预应力 每小段开挖和支撑时间应予以限制 4 2基坑开挖 基本程序 车站标准段基坑 地铁二号线某车站深基坑 原设计开挖支撑方案 1 Ii IIi IIIi IVi和Vi表示第1 2 3 4 5各层开挖及支撑施工中每一步的施工范围 2 Ii IIi IIIi和IVi所表示的每步开挖小段为6m宽3 3 5m深 每步开挖后安装好两根支撑并加预应力 这一步的开挖和支撑工作在24小时内完成 3 Vi表示第5层开挖中的每步工作要求 每步开挖12m宽2m厚土方 并立即浇好混凝土垫层支撑 每步均在24小时内完成 1 Ii IIi IIIi IVi表示第1 2 3 4各层开挖及支撑施工中每一步的施工范围 2 Ii用小型反铲机挖3m宽5m深的斜条土方 每步开挖后立即安装支撑并加预应力 每步开挖和支撑在8小时内完成 3 IIi和IIIi用小型反铲机及抓斗结合挖土 每步开挖3m宽约3m深的斜条土方 挖后立即安装好支撑并加预应力 每步在12小时内完成 4 IVi 每步开挖6m宽2m厚土方 并立即浇好混凝土垫层 每步在12小时内完成 地铁二号线某车站深基坑 优化后开挖支撑方案 4 2基坑开挖 基本程序 车站标准段基坑 原设计采用分层 分小段开挖方案 后经设计同意改进了施工参数 并精心按此方案施工 结果不但达到了和原设计方案同样的变形控制标准 还节省了地基加固费100多万元 且加快施工进度近2个月 4 2基坑开挖 基本程序 车站标准段基坑 4 2基坑开挖 基本程序 车站端头井基坑 第二层土方开挖步序 第三层土方开挖步序 该端头井基坑开挖第二层土时最大水平位移达到6mm 超过警戒值 经研究对第三层土方开挖步序进行了调整 将靠近地铁隧道的东端墙在每步开挖中暴露宽度减少50 并将每步开挖无支撑暴露时间由24小时减至16小时 因此第三层土方开挖中的变形增量减至3mm 采用此调整的开挖施工参数进行第4 5 6层的开挖 最终按预计要求控制了基坑挡墙的位移 达到了保护邻近地铁隧道的要求 4 2基坑开挖 支撑体系 1 钢支撑安装必须确保支撑端头与地下连续墙或围檩均匀接触 并设防止钢支撑端部移动脱落的构造措施 2 支撑就位后应及时准确地施加预应力 所施加支撑预应力的大小应由设计单位根据设计轴力予以确定 通常取值为 第一道支撑预加轴力约为设计轴力的50 第二道及其下各道支撑预加轴力为设计轴力的100 3 斜支撑和地下连续墙 或围檩 的连接构造必须满足抗剪要求 4 在开挖过程中应按监测方案定时测量立柱的回弹 并及时调节立柱与支撑拉紧装置上的木楔 以释放桩回弹后作用于支撑的向上顶力 4 2基坑开挖 基坑开挖及底板施工 1 对设计坑底标高以上30cm的土方 应采用人工开挖 局部洼坑应用砾石砂填实至设计标高 2 应设集水坑以及时排除坑底积水 集水坑距基坑挡墙内侧应大于1 4基坑宽度 3 挖至设计坑底标高后 应立即定时量测坑底的土体回弹情况 并确定为保证浇筑底板达到设计标高所需额外开挖的土方量 4 在开挖到底后 必须在设计规定时间内浇筑混凝土垫层 包括砼垫层以下的砾石砂垫层或倒滤层 5 必须在设计规定的时间内浇筑钢筋混凝土底板 应按设计规定时限完成底板浇筑 若基坑变形或变形速率过大 超过设计允许值 则可考虑用分块浇筑的办法来控制沉降 内容提要 深大基坑特点 1 基坑总体施工方案 2 上海地区土层特点 3 车站基坑施工规程 4 深大基坑控制措施 5 结语 6 5 深大基坑控制措施 控制措施 5 2 指导原则 5 1 施工管理 5 4 新设备新工艺 5 3 工程案例 5 5 5 1指导原则 设计分区 为控制深大基坑施工环境影响 通常根据基坑体量及与保护对象空间位置关系 将基坑划分成远处 大 基坑以及近处 小 基坑组合 即 远大近小 视基坑影响程度大小 通常将大基坑面积控制在10000m2以内 小基坑宽度控制以不设立柱为准 通常远处基坑深度可略深 而近处基坑挖深须得到控制 即 远深近浅 对于邻近地铁基坑项目 按照远深近浅原则进行 地下室基坑挖深靠近地铁部位避免超过隧道顶埋深和车站底板深度 一般来讲 一层地下室应退离隧道边线6m以上 2 3层地下室应退至隧道边线10m以上 5 1指导原则 设计分区 按照 先易后难 先远后近 对称平衡 原则 确定分区施工顺序 开挖前所有分区围护及加固均须完成 并要求大区出 0 00后方可进行下一分区的施工 邻保护对象侧各小坑 下一小坑开挖施工须待上一小坑底板浇筑完成 满足跳区开挖要求 由于大基坑距离保护对象相对较远 以及小基坑隔断作用 可将大基坑开挖引起的坑底隆起以及侧向变形对周围环境的影响控制在一定程度内 由于小基坑开挖面积有限 基本可略去坑内隆起的影响 此外 由于小坑宽度较小 通过混凝土对撑甚至轴力补偿等措施 侧向变形对周围环境影响同样可得到较好控制 5 1指导原则 施工顺序 严格按照时空效应原理 根据 分区 分层 分块 对称 平衡 限时 原则制定开挖支撑施工参数 1 大坑开挖时 在有保护对象侧预留宽度不少于4倍单层开挖高度的土堤 挖除中间部分及无保护对象侧的土方 并及时安装其间支撑 2 当支撑一侧有保护对象时 应将预留土堤限时分段开挖并架设支撑 当支撑两侧有保护对象时 应依次将每根支撑两端的土堤限时 对称挖除并架设支撑 单块预留土体的开挖支撑时间严格控制在24小时以内 3 小坑单撑开挖支撑时间严格控制在16小时以内 5 1指导原则 开挖支撑 开挖支撑步序示意 5 1指导原则 开挖支撑 5 2控制措施 围护体系 1 对于深大基坑 围护结构通常可采用刚度较好的地下连续墙 必要时墙趾注浆 2 对于坑中各分区中隔墙 可采用钻孔灌注桩或地下连续墙 对于不以受弯控制的中隔墙 可仅以构造配筋 下部视情况可不配筋 3 对于坑底上下范围存在含水承压层的基坑 可考虑采用旋喷桩对地墙接缝处进行加强止水 4 尽可能控制地下连续墙施工时间 并做好防绕流处理措施 5 墙深通常由受力验算控制 对于涉及降压基坑 如环境保护要求高 可考虑以下两种处理方法 墙底进入隔水层2 3m 直接隔断承压水 仅起隔水作用不受力的墙深部分 可采用素砼浇筑 如隔水层顶较深 考虑到经济性及设备能力限制 通过增加地墙进入承压含水层深度 增加其渗流路径 尽可能地减轻降压对环境的影响 5 2控制措施 围护体系 6 对于环境保护压力较大侧地墙 视情况可采用三轴搅拌桩 对第 层暗绿色粉质粘土层以上土体进行两侧 夹心 预加固 规避成槽坍塌风险 7 要求三轴搅拌桩严格按照 均匀慢速 低水灰比 低扰动 的要求施工 水灰比1 2 掌握适当跳打等原则 8 基坑围护结构与已有结构交接处 可采用灌注桩补强 并三重管高压旋喷桩止水 5 2控制措施 围护体系 9 对于邻近重要保护对象的灌注桩施工 可采用钢护筒防止成桩期间槽壁坍塌 5 2控制措施 围护体系 5 2控制措施 围护体系 A 素混凝土桩B 钢筋混凝土桩 咬合桩工艺采用素混凝土桩 A桩 及钢筋混凝土桩 B桩 间隔布置 先施工A桩 后施工B桩 A桩混凝土采用超缓凝型混凝土 要求必须在A型桩混凝土初凝之前完成B桩的施工 使其共同终凝 形成无缝 连续的 桩墙 B桩施工时 利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩的部分混凝土 实现咬合 10 咬合桩由于无需泥浆护壁 止水性能较好以及相比地墙等围护形式经济性相对较好等特点 在上海地区部分工程中得到应用 在作业面允许的情况下 通常可采用对周围环境扰动相对较小且造价相对较低的三轴水泥土搅拌桩 MJS由于其单价较高 往往应用于作业场地狭窄的特殊工程 5 2控制措施 土体加固 1 对于旋喷桩 应根据桩体与保护对象之间相互关系 采用定喷 摆喷等工艺 来控制旋喷施工对周围环境的影响 2 对于搅拌桩以及旋喷桩加固 宜在围护结构形成封闭后进行施工 并掌握成桩方向平行于保护对象 适当跳打以及由近及远等原则 但须注意避免形成冷缝 3 可根据支撑位置抽条加固 单桩施工要求同槽壁加固 4 原则上要求先施工加固 再套打工程桩 保证加固土体的连续性 5 2控制措施 土体加固 1 垂直地铁边一般采用井字形对撑 布置原则为在受力合理的基础上要利于后续分块挖土 支撑间距9m左右 如基坑形状无特殊 优先采用大对撑 2 原则上不允许爆破拆撑 3 为控制邻近重要保护管线 地铁设施结构等小坑侧向变形 可采用钢撑轴力自动伺服系统 5 2控制措施 支撑 1 有承压水问题的基坑 围护或止水帷幕尽量隔断承压水 墙底或桩底进入隔断层2 3m 如无法隔断承压水 尽量增加墙深或桩深 使其与降水井滤管高差大于10m 2 如需降压 对承压水的情况应勘探清楚 采用真空深井降水 基坑内降水应按照 适时 适量 避免过量降水 坑内外均要设置观测井 加强对水位的观测 5 2控制措施 降水 3 正式开挖前 应进行试降承压水试验 掌握降水后 坑内 外水位变化 以便制定相应环境保护措施 必要时 增加回灌井 4 涉及降压施工 设计应及早考虑关井问题 避免回筑及上部结构施工期间 长时间不能关井 对周边环境造成严重影响 5 2控制措施 降水 5 为控制降压引起的环境影响问题 可通过加密降压井 提升滤管底标高 减小单口井降压承担面积 进而减轻单口井降压强度 平缓降深曲线 实现整体上降水影响较小的目的 5 2控制措施 降水 5 2控制措施 开挖 1 开挖之前 施工单位应排出单层分区 分块土方开挖详细的施工方案 包括底板形成时间要求 严格按计划挖土 为严格控制坑底隆起 减少对地铁的影响 要求 边挖边形成垫层 边形成底板 分块快速形成大底板 以控制坑底隆起 2 当开挖到底 围护结构位移接近报警值时 垫层内放置型钢并施加支撑轴力 以控制围护结构的位移 3 对于密集群桩区域 开挖期间 应加大投入 确保截桩不影响土方开挖及支撑施作效率 5 3新设备新工艺 一 MJS 原理 MJS工法又称全方位高压喷射工法 该工法在传统高压喷射注浆工艺的基础上 采用了独特的多孔管和前端造成装置 实现了孔内强制排浆和地内压力监测 并通过调整排浆量来控制地内压力 平衡深部排泥和地内压力 使地内压力稳定 大幅度减少对环境的影响 MJS工法适用于N 70的砂性土以及C 50KPa的粘性土 MJS工法施工原理示意 位于高压喷射口端头的排泥吸嘴与能测量地内压力的传感器是MJS工法的关键 5 3新设备新工艺 一 MJS 原理 水泥浆泵 削孔水及倒吸水 5 3新设备新工艺 一 MJS 设备 MJS工法桩机施工 成桩 全方位 可进行水平 倾斜 垂直各方向 任意角度的施工 桩径大 桩身质量好喷射能量大 作用时间长 稳定的同轴高压空气保护和对地内压力的调整 使得成桩直径较大 可达2 2 8m 直接采用水泥浆进行喷射 其桩身质量好 对周边环境影响小 超深施工有保证通过地内压力监测和强制排浆的手段 对地内压力进行调控 可大幅度减少施工对周边环境扰动 并保证超深施工效果 泥浆污染少采用专用排泥管进行排浆 有利于泥浆集中管理 同时对地内压力的调控 可减少泥浆 窜 入土壤 水体或是地下管道现象 5 3新设备新工艺 一 MJS 特点 5 3新设备新工艺 一 MJS 案例 出于环境保护目的 部分深基坑地墙须隔断承压含水层 而第 层土粉砂性土较硬 Ps值通常可达到20MPa左右 采用常规成槽工艺施工超深地墙 存在以下问题 1 在抓除硬土层时工效较慢 2 易发生绕流现象 且后续处理措施有限 3 垂直度控制难度大 4 锁口管或接头箱起拔风险巨大 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 背景 双轮铣槽机 除砂机 双轮液压铣槽机通过液压马达 带动铣轮低速转动 切削下面的硬土或岩石 利用切割齿把它们破碎成小块并向上卷起 与槽中稳定泥浆混合 通过液压马达带动离心泵不断把切削下来的硬土或岩石碎屑泵送至筛分系统 分离废渣 并重复利用泥浆 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 设备 成槽深度可达80m成槽适应能力强成槽垂直度最高达1 1000无需反复提斗 稳定性好泥浆携渣 保护环境 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 特点 一期槽段施工 二期槽段套铣 铣槽施工结束后 利用铣槽机进行泵吸反循环清基换浆 并通过刷壁保证接头止水效果 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 套铣接头 通过外包铁皮措施 以防止混凝土侧向绕流 具体方法为制作钢筋笼后 在接头 型钢上焊接30cm外包白铁皮 此外 成槽后吊放钢筋笼 在H型钢空腔内填碎石 然后浇筑混凝土 使碎石面始终高于混凝土面3m以上 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 H型钢接头 抓铣结合 用于一期槽段成槽第 层土以下抓土成槽第 层土以下铣削成槽铣削成槽 用于二期槽段成槽两侧各切削300mm混凝土 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 工艺类型 5 3新设备新工艺 二 液压铣槽机 施工案例 常规三轴搅拌桩受制于桩架高度 仅能施工33m以内的搅拌桩 此外 上海地区第 层土粉砂性土相对较硬 一般动力头都无法满足下钻需要 通过引进大功率动力头 采用可以连续接长的钻杆 实现了超深搅拌桩的施工工艺 5 3新设备新工艺 三 超深搅拌桩 加接钻杆 为避免裹钻现象 每次分离桩机与钻杆之前 可提钻一定高度 视设计要求确定喷浆次数 对于起隔水作用的搅拌桩 进入粉砂性土层范围内的桩长 可通过二次复搅 提高搅拌桩质量 工艺流程示意 5 3新设备新工艺 三 超深搅拌桩 工艺流程 5 3新设备新工艺 三 超深搅拌桩 施工案例 TRD工法 trenchcuttingre mixingdeepwall 又称为等厚度水泥土地下连续墙 是一种新型水泥土搅拌墙施工技术 采用链锯型切削刀具插入土中横向掘削 注入固化剂与原位土体混合搅拌 形成水泥土搅拌墙 5 3新设备新工艺 四 TRD 原理 5 3新设备新工艺 四 TRD 设备 三大施工步骤 下切割箱 挖掘成墙 完工拔切割箱 三步序成墙 先行挖掘 回撤挖掘 成墙搅拌 成墙过程中直线行进 挖掘过程中采用挖掘液 膨润土泥浆 护壁 在成墙过程中喷出固化液 水泥浆 形成搅拌墙体 5 3新设备新工艺 四 TRD 工艺 TRD工法施工工艺 一 切割箱连接 5 3新设备新工艺 四 TRD 工艺 TRD工法施工工艺 二 横向成墙 5 3新设备新工艺 四 TRD 工艺 TRD工法施工工艺 三 切割箱分解 5 3新设备新工艺 四 TRD 工艺 1 适应地层广 适用于N 100的软 硬质土层 qu 5MPa的软岩 粒径小于100mm的软砾石层 2 成墙厚度550 850mm 深度可达60m 3 成墙质量好 沿深度方向水泥土搅拌均匀 4 成墙作业连续无接头 止水可靠 5 垂直度偏差不大于1 200 6 内插型钢间距可灵活调整 7 对圆弧形 短折线形基坑边界的适应能力较差 5 3新设备新工艺 四 TRD 特点 5 3新设备新工艺 四 TRD 案例 5 4施工管理 模拟试验 质量检验 应急管理 5 4施工管理 模拟试验 在分项正式施工前 模拟试验可一定程度上检验预设参数是否可行 深大基坑施工模拟试验主要为以下几类 1 槽壁加固搅拌桩施工前 制定试桩方案 先在远离保护对象区域进行试桩 通过邻