61--地下工程施工技术一

第四章 地下工程施工技术（一）第三节 地下工程施工技术一、建筑工程深基坑施工技术（一）深基坑土方开挖施工1.放坡挖土放坡开挖通常是最经济的挖土方案。基坑采用机械挖土，坑底应保留200300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土扰动。开挖深度较大的基坑，宜设置多级平台分层开挖，每级平台的宽度不宜小于1.5m。在地下水位较高的软土地区，宜采用分层开挖的方式进行开挖，分层挖土厚度不宜超过2.5m。2.中心岛式挖土可以加快挖土和运土的速度。适用于大型基坑，遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。 同一基坑内当深浅不同时，土方开挖宜先从浅基坑处开始，如条件允许可待浅基坑处底板浇筑后，再挖基坑较深处的土方。当两个深浅不同的基坑同时挖土时，土方开挖宜先从较深基坑开始，待较深基坑底板浇筑后，再开始挖较浅基坑的土方。【总结】同一基坑：先浅后深；不同基坑：先深后浅。3.盆式挖土（有支护）优点：周边的土坡对围护墙有支撑作用，有利于减少围护墙的变形。缺点：大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运。（二）深基坑降排水（三）深基坑支护施工1.深基坑支护形式（1）深基坑支护的基本形式（2）深基坑支护基本形式的选择2.深基坑支护技术（1）复合土钉墙支护技术1）适用性可用于回填土、淤泥质土、黏性土、砂土、粉土等常见土层，施工时可不降水，深度16m以上的深基坑均可根据已有条件，灵活、合理使用。2）土钉墙施工要点一般来说，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；但是地下水位以下，软弱土层、砂质土层等，由于成孔困难，则应采用钢管土钉。基坑挖土分层厚度应与土钉竖向间距协调同步，逐层开挖并施工土钉，禁止超挖。土钉墙施工必须遵循“超前支护， 分层分段，逐层施作，限时封闭，严禁超挖”的原则要求。土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙的坡比（墙面垂直高度与水平宽度的比值）不宜大于1：0.2。土钉墙高度不大于12m时，喷射混凝土面层要求有：厚度80100mm，设计强度等级不低于C20。应配置钢筋网和通长的加强钢筋，宜采用HPB300级钢筋。土钉与加强钢筋宜采用焊接连接。土钉水平间距和竖向间距宜为12m。开挖后应及时封闭临空面，应在24h内完成土钉安放和喷射混凝土面层。在淤泥质土层开挖时，应在12h内完成土钉安放和喷射混凝土面层。上一层土钉完成注浆48h后，才可开挖下层土方。成孔注浆型钢筋土钉应采用两次注浆工艺施工。第一次注浆宜为水泥砂浆，第二次压注纯水泥浆。（2）组合内支撑技术组合内支撑技术适用于周围建筑物密集，相邻建筑物基础埋深较大，周围土质情况复杂，施工场地狭小，软土场地等深大基坑。该技术可在各种地质情况和复杂周边环境下使用， 施工速度快，支撑形式多样，计算理论成熟，并可拆卸重复 利用，节省投资。待基础结构自下而上施工到支撑下1.0m处且楼板混凝土强度达到80%以上，开始拆除基础结构楼板下的支护体系。 支护体系拆除的顺序为自下而上，先水平构件，后垂直构件（钢立柱）。（3）型钢水泥土复合搅拌桩支护技术（SMW工法）型钢主要用来承受弯矩和剪力，水泥土主要用来防渗，同时对型钢还有围箍作用。可在黏性土、粉土、砂砾土中使用。可在开挖深度15m以下的基坑围护工程中应用。（4）冻结排桩法基坑支护技术冻结排桩法适用于大体积深基础开挖施工、含水量高的地基基础和软土地基基础以及地下水丰富的地基基础施工。【例2018-单选题】场地空间大、土质较好，地下水位低的深基坑施工，常用的开挖方式为（ ）。A.水泥土挡墙式B.排桩与板墙式C.逆作挡墙式D.放坡开挖式网校答案：D【例2013-单选题】水泥土挡墙式深基坑支护方式不宜用于（ ）。A.基坑侧壁安全等级为一级B.施工范围内地基承载力小于150kPaC.基坑深度小于6mD.基坑周围工作面较宽网校答案：A【例2013-多选题】冻结排桩法深基坑支护技术的主要特点有（ ）。A.适用于大体积深基坑施工B.适用于含水量高的地基基础施工C.不宜用于软土地基基础施工D.适用于地下水丰富的地基基础施工E.适用于工期要求较紧的基础施工网校答案：ABD二、地下连续墙施工技术（一）地下连续墙的类型与优缺点（1）地下连续墙的优点1）施工全盘机械化，速度快、精度高，并且振动小、噪声低，适用于城市密集建筑群及夜间施工。2）具有多功能用途，如防渗、截水、承重、挡土、防爆等，强度可靠，承压力大。3）对开挖的地层适应性强。4）可以在各种复杂的条件下施工。5）开挖基坑无须放坡，土方量小，浇混凝土无须支模和养护，并可在低温下施工，降低成本，缩短施工时间。6）用触变泥浆保护孔壁和止水，施工安全可靠，不会引起水位降低而造成周围地基沉降，保证施工质量。7）可将地下连续墙与“逆作法”施工结合起来。（2）地下连续墙的缺点1）每段连续墙之间的接头质量较难控制，往往容易形成结构的薄弱点。2）墙面虽可保证垂直度，但比较粗糙，尚须加工处理或做衬壁。3）施工技术要求高，无论是造槽机械选择、槽体施工、泥浆下浇筑混凝土、接头、泥浆处理等环节，均应处理得当，不容疏漏。4）制浆及处理系统占地较大，管理不善易造成现场泥泞和污染。由于地下连续墙优点多，适用范围广，广泛应用在建筑物的地下基础、深基坑支护结构、地下车库、地下铁道、地下城、地下电站及水坝防渗等工程中。（二）施工工艺1.导墙施工导墙宜采用混凝土结构，且混凝土强度等级不宜低于C20。导墙底面不宜设置在新近填土上，且埋深不宜小于1.5m。地下连续墙施工过程（1）导墙作用作为挡土墙。作为测量的基准。作为重物的支承。存储泥浆。导墙内可存蓄泥浆，以稳定槽内泥浆的液面。泥浆液面应始终保持在导墙顶面以下200mm处，并高于地下水位1.0m以上，使泥浆起到稳定槽壁的作用。（2）导墙形式导墙一般为现浇钢筋混凝土结构，但亦有钢制的或预制钢筋混凝土的装配式结构，后者可多次重复使用。2.开挖槽段（1）单元槽划分单元槽段的最小长度不得小于挖土机械挖土工作装置的一次挖土长度（称为一个挖掘段）。单元槽段宜尽量长一些，以减少槽段的接头数量和增加地下连续墙的整体性，又可提高其防水性能和施工效率。但在确定其长度时除考虑设计要求和结构特点外，还应考虑以下各方面因素：1）地质条件：土层不稳定时，为防止槽壁坍塌，应减少单元槽段的长度，以缩短挖槽时间。2）地面荷载：附近有高大的建筑物、构筑物，或邻近地下连续墙有较大的地面静载或动载时，为了保证槽壁的稳定，亦应缩短单元槽段的长度。3）起重机的起重能力。4）单位时间内混凝土的供应能力。一般情况下一个单元槽段长度内的全部混凝土，宜在4h内一次浇筑完毕。5）泥浆池（罐）的容积：泥浆池（罐）的容积应不小于每一单元槽段挖土量的2倍。此外，每个单元槽段，挖槽分段不宜超过3个。成槽时，护壁泥浆液面应高于导墙底面500mm。（2）挖槽方法地下连续墙挖槽常见的方法有多头钻施工法、钻抓式施工法和冲击式施工法。3.泥浆护壁（1）泥浆的作用：护壁、携砂、冷却和润滑，其中以护壁为主。（2）泥浆制备：一般情况下泥浆搅拌后应静置24h后使用。（3）泥浆循环4.清底清底的方法一般有沉淀法和置换法两种。在土木工程施工中，我国多采用置换法进行清底。清底一般安排在插入钢筋笼之前进行，对于以泥浆反循环法进行挖槽施工，可在挖槽后紧接着进行清底工作。5.钢筋笼加工与吊放（1）钢筋笼加工：钢筋笼的拼接一般应采用焊接，且宜用帮条焊，不宜采用绑扎搭接接头。（2）钢筋笼吊放6.混凝土浇筑（1）地下连续墙对混凝土的要求混凝土强度等级一般为C30C40。水与胶凝材料比不应大于0.55，水泥用量不宜小于400kg/m3，入槽坍落度不宜小于180mm。（2）混凝土浇筑前的准备工作导管数量与槽段长度有关槽段长度小于4m时，可使用一根导管；槽段长度不大于6m时，混凝土宜采用两根导管同时浇筑；槽段长度大于6m时，混凝土宜采用三根导管同时浇筑。导管内径约为粗骨料粒径的8倍左右，不得小于粗骨料粒径的4倍。混凝土导管接口应密封不漏浆，导管底部应与槽底相距约200mm。（3）槽段内混凝土浇筑混凝土浇筑时，导管内应预先设置隔水栓。混凝土浇筑过程中，导管埋入混凝土面的深度宜在2.04.0m，只有当混凝土浇筑到地下连续墙墙顶附近，导管内混凝土不易流出的时候，方可将导管的埋入深度减为1m左右。混凝土浇筑面宜高于地下连续墙设计顶面500mm。混凝土搅拌好之后，以1.5h内浇筑完毕为原则。在夏天必须在搅拌好之后1h内尽快浇完。【例2016-多选题】关于地下连续墙施工，说法正确的有（ ）。A.机械化程度高B.强度大，挡土效果好C.必须放坡开挖，施工土方量大D.相邻段接头部位容易出现质量问题E.作业现场容易出现污染网校答案：ABDE【例2014-单选题】城市建筑的基础工程，采用地下连续墙施工的主要优点在于（ ）。A.开挖基坑的土方外运方便B.墙段之间接头质量易控制，施工方便C.施工技术简单，便于管理D.施工振动小，周边干扰小网校答案：D【例2017-单选题】地下连续墙施工作业中，触变泥浆应（ ）。A.由现场开挖土拌制而成B.满足墙面平整度要求C.满足墙体接头密实度要求D.满足保护孔壁要求网校答案：D【例2017-多选题】地下连续墙开挖，对确定单元槽段长度因素说法正