基坑支护、降水工艺工法介绍PPT课件.ppt

基坑工程工艺工法介绍与工程实例 孙晓星2009年2月 1 基坑领域的进展 2 在我国 深基坑工程是最近20多年中迅速发展起来的一个领域 以前的几十年中 由于建筑物的高度不高 基础的埋置深度很浅 很少用地下室 基坑的开挖一般仅作为施工单位的施工措施 最多用钢板桩解决问题 没有专门的设计 也并没有引起工程界太多的关注 3 20多年来 由于高层建筑 地下空间的发展 深基坑工程的规模之大 深度之深 成为岩土工程中事故最为频繁的领域 给岩土工程界提出了许多技术难题 深基坑工程也是岩土工程中发展最为活跃的领域之一 成为岩土工程的技术热点和难点 4 技术难点 1 土力学的强度 变形 渗透三大课题全部都出现 2 施工因素的影响既巨大而又具有非常的不确定性 3 各种破坏模式相互交叉 互为因果 设计计算模式的不清晰性 5 热点 1 事故的频率高 灾害的涉及面宽 对社会的影响非常大 引起政府和社会的高度关注 2 工程费用占造价的比例高 业主对基坑工程的压价 方案不合理和安全度过低是高事故率的潜在因素 3 施工方过度追求高速度和低成本是高事故率的直接引发因素 6 深基坑工程发展的三个阶段 第一阶段 20世纪80年代在一些大城市开始兴建高层建筑 深基坑工程问题逐渐出现 但那时多数是一层地下室 2 3层地下室比较少 主要的围护结构型式是水泥搅拌桩的重力式结构 对于比较深的基坑则采用排桩结构 如果有地下水 再加水泥搅拌桩止水帷幕 7 那时 地下连续墙用得比较少 SMW工法正在进行研究 由于缺乏经验 深基坑的事故比较多 引起了社会和工程界的关注 开始研究深基坑工程的监测技术与数值计算 有一些技术指南 但还没有开始编制基坑工程的规范 目前使用 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012和 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 8 第二阶段 20世纪90年代总结经验 出现制定基坑规范的第一波 包括武汉 上海 深圳等地方规范和两本行业规范 一些地方政府建立深基坑方案的审查制度 开始出现超深 超大的深基坑工程 基坑面积达到2 3万平方米 深度达到20m左右 9 复合式土钉墙在浅基坑中推广使用 SMW工法开始推广使用 地下连续墙的大量采用 逆作法施工 支护结构与主体结构相结合的设计方法开始得到重视和运用 商业化的深基坑设计软件大量使用 内支撑出现了大直径圆环的形式和两道支撑合用围檩的方案 最大限度克服了支撑对施工的干扰 10 第三阶段 进入新世纪以后在更多的城市中 大规模地兴建高层建筑和地下铁道 地下工程向更深部发展空间 出现了更深 更大的深基坑工程 基坑面积达到了4 5万平方米 深度超过30m 最深达50m 深基坑工程施工与相邻环境的相互影响更趋严峻 在一些城市里又出现了新一波的深基坑工程事故 11 逆作法施工 支护结构与主体结构相结合的设计方法在更多的工程中推广应用 在我国 包括台北和香港 采用支护结构与主体结构相结合并用逆作法施工的深基坑工程已达101项 出现了第二波的基坑工程规范的修订与编制 12 基坑工程的设计 13 1 深基坑工程设计不仅要满足地下室施工空间和安全的要求 而更重要的是必须满足保护环境的要求 2 深基坑工程设计应满足强度和变形两种极限状态 在许多情况下 由于环境条件的限制 满足变形控制的要求比满足强度和稳定性的要求更为严格 基坑工程的成败经常取决于变形控制 14 3 地下水是控制基坑工程性状的重要条件 水压力占作用于围护结构侧向压力的重要部分 地下水的动水压力和渗透破坏常常是基坑工程失效的主要原因 地下水影响是基坑工程设计中不确定性最大 控制最困难的问题 15 基坑支护常见工艺 16 土钉墙支护 17 土钉墙简介 从整体上看土钉墙有些类似于加筋土挡土墙 但又与加筋土挡土墙有所不同 首先 土钉是一种原位土加筋加固技术 土钉体的设置过程较大限度的减小了对土体的扰动 其次 从施工角度上讲 土钉墙是随着从上到下的土方开挖过程而将土钉体设置到土体中 可以与挖方同步施工 18 19 土钉墙的适用性 土钉支护可适用于有一定胶结能力和密实程度的砂土 粉土 砾石土 素填土 较硬的粘性土 以及风化层等 除非采用专门的措施和掌握专门的技术 在松散砂土 标准贯入击数N20 液性指数IL 0 75 或无侧限抗压强度小于50kPa 以及淤泥质土和淤泥中不宜采用 20 土钉墙的施工顺序 土钉墙用作基坑开挖的边坡支护结构时 其墙体从上到下分层构筑 典型的施工步骤为 1 基坑开挖一定深度 2 在这一深度的作业面设置一排土钉 3 喷射混凝土面层 4 继续向下开挖并重复上述步骤直至设计所需的基坑深度 根据支护工程特殊需要 土钉支护也可以同其它支护型式结合扩展为土钉 桩 土钉 锚杆等复合支护 21 土钉墙的一般规定 1 采用土钉支护的基坑 深度不宜超过18m 使用期限不宜超过18个月 2 土钉支护工程的设计 施工与监测宜统一由具有一定资质和经验的支护工程施工单位负责 以便于及时根据现场测试与监控结果进行反馈设计 3 土钉支护可适用于可塑 硬塑或坚硬的粘性土 胶结或弱胶结 包括毛细水粘结 的粉土 砂土和角砾 填土 风化岩层等 22 土钉墙的一般规定 4 在松散砂土和夹有局部软塑 流塑粘性土的土层中采用土钉支护时 应在开挖前预先对开挖面上的土体进行加固 如采用注浆或微型桩托换等 5 土钉支护的设计与施工宜建立在有一定的原位试验及测试的基础上 6 在有地下水的土层中 土钉支护应该在充分降 排水的前提下采用 23 24 土钉墙的一般规定 7 每段土坡开挖完成后 土钉支护施工要及时迅速地完成 8 应慎重考虑土钉墙的变形对环境的影响 9 要严格控制基坑挖方的每层挖深及每段长度 严禁超挖 10 上一层支护未完成 不得进行下一层土方的开挖 11 对土钉支护的基坑应加强监测工作 25 26 土钉墙的设计 1 土钉墙的构造土钉墙是由三个主要部分组成 即土钉体 土钉墙范围内的土体和面层 较常见的土钉体是由置入土体中的细长金属杆件 钢筋 钢管或角钢等 与外裹注浆层组成 面层一般采用喷射混凝土配钢筋网结构 原位土体是土钉墙支护体系中重要的组成部分 此外 根据具体地质 水文条件还可在墙体内设置一定数量的排水管并穿出面层作为排水系统 土钉与土体之间的注浆首先起到粘结作用 并可采用二次注浆工艺来提高粘结强度 一般注浆都是沿土钉全长注浆 土钉杆件与面层钢筋网的连结可采用井字加强钢筋焊接或端部螺杆加螺母 垫板连接体系 后者可适于施加预拉应力 27 土钉墙的设计 2支护结构及构件参数选择一 常用土钉的形式根据土层地质特性及工程要求可选用不同构造类型及施工方式的土钉 根据施工工艺分 常用土钉类型有钻孔注浆型钉 击入注浆钉 击入钉 此外 尚有采用专门施工设备的高压喷射击入注浆钉和气动射击钉等一般采用钻孔注浆型土钉 注浆可采用低压力 0 6MPa 注浆方式 当基坑变形控制要求较高时 宜采用端部有锁紧螺母 能适当施加预拉应力的土钉 当在不良土层中使用 可采用二次注浆工艺提高抗拔力 也可采用先击入钻孔钢花管后注浆的加强型土钉 28 土钉墙的设计 2支护结构及构件参数选择二 结构构件尺寸及有关参数的初步选定钻孔注浆型土钉墙支护结构 其各部尺寸及参数可参考以下数据初步选用 1 土钉墙墙面坡度宜为1 0 1 0 7 一般不宜大于1 0 1 在周边条件允许的情况下 宜设计较缓的坡度 以降低对土钉的设计要求 也可将边坡做成折线形 上部局部卸土 2 土钉向下倾角宜为0 20 当利用重力向孔中注浆时 倾角不宜小于15 当采用压力注浆且有可靠的排气措施时倾角宜接近水平 当上层土为软弱土层或杂填土时 可适当加大向下倾角 以使土钉进入强度较高的下层土中 当遇有局部障碍物时 允许调整土钉位置和方向 29 土钉墙的设计 2支护结构及构件参数选择二 结构构件尺寸及有关参数的初步选定3 土钉钢筋宜采用II III级热轧变形钢筋 直径宜为 16 32mm 4 土钉孔径宜为 70 120mm 在设备允许的条件下 宜采用较大孔径 5 土钉长度L与基坑开挖深度H之比对非饱和土宜在0 5 1 2的范围内 密实砂土和坚硬粘土中取较小值 对于软塑粘性土 比值L H不应小于1 0 为了减少支护体系的变形 控制地面开裂 顶部土钉的长度可适当增加 非饱和土中的底部土钉长度可适当减少 但不宜小于0 5H 含水量高的粘性土中 底部土钉长度不应减小 30 土钉墙的设计 2支护结构及构件参数选择二 结构构件尺寸及有关参数的初步选定6 土钉水平和竖向间距Sh和Sv宜在1 2m的范围内 在饱和粘性土中可小到1m 而在干硬粘性土中可超过2m 且土钉竖向间距应与基坑每步开挖深度相对应 基坑每层开挖最大深度取决于土体在支护结构投入工作前可以自稳而不破坏的能力 在砂性土中 每层开挖深度一般为0 5 2 0m 粘性土中可增大一些 实际工程中常取基坑每步挖深与土钉竖向间距均为1 5m左右 沿面层布置的土钉密度不应低于每6m2一根 7 面层钢筋网的钢筋直径6 10mm 网格尺寸150 300mm 搭接长度应大于300mm 当面层厚度大于120mm时 宜设置两层钢筋网 面层中也可以与土钉等间距设置 12 18mm的加强钢筋 可水平 垂直设置 也可斜向交叉设置 加强钢筋宜采用焊接连接 且应与每根土钉可靠连接 31 32 33 土钉墙的设计 2支护结构及构件参数选择二 结构构件尺寸及有关参数的初步选定8 土钉钢筋与喷射混凝土面层的连接如图所示 可在土钉端部两侧沿土钉长度方向焊上短钢筋 并与面层内连接相邻土钉端部的通长加强钢筋相互焊接 对于重要的工程或支护面层受有较大的侧压时 宜将土钉做成螺纹端 通过螺母 楔形垫圈及方形钢垫板与面层连接 9 钢筋网喷射混凝土面层的厚度可在80 150mm之间 混凝土强度等级不低于C20 3天强度不低于10MPa 34 土钉墙的设计 2支护结构及构件参数选择二 结构构件尺寸及有关参数的初步选定10 土钉支护的喷射混凝土面层宜插入基坑底部以下 插入深度应不小于0 2m 在基坑顶部周边地面上也宜设置宽度为1 2m喷射混凝土护顶 可不配筋 11 当土质较差 且基坑边坡靠近重要建筑设施 需严格控制支护变形时 宜在开挖前先沿基坑设计坡面设置密排的竖向微型桩 其间距不宜大于1m 深入基坑底部1 3m 微型桩可用较大孔径钻孔注浆钉或击入 48 150mm的钢管 12 注浆材料宜采用水泥净浆或水泥砂浆 其强度不宜低于12MPa 3d强度不低于10MPa 35 土钉墙案例 08年威海广瑞苑 36 37 地下水的控制对支护结构的安全至关重要 38 泄水孔 39 土钉墙失败案例 40 土钉墙失败案例 41 土钉墙失败案例 阳角处破坏 42 板式支护 43 悬臂式挡墙 悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定的围护结构 由于围护结构承受比较大的弯矩 需要采用钢筋混凝土材料 当重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时 悬臂式挡墙就能克服这个缺点 可以在1 5 2m的狭窄范围内安置悬臂式挡墙 但悬臂式挡墙的位移比较大 难以满足周边环境的严格要求 同时在开挖深度较大时墙身弯矩很大 因此适用的开挖深度也不深 使用条件不当时可能产生围护结构损坏或严重影响环境的事故 44 45 锚固式挡墙 锚固式挡墙是依靠锚杆传递的拉力来维持其稳定的围护结构 对于深基坑可以采用多道锚杆来平衡土压力 因而可以适用于开挖得很深的基坑 锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两种 拉锚常用于板墙顶部的锚固 或作为辅助的锚固措施 土层锚杆要求具有比较好的地质条件 同时还必须有足够开阔的场地条件或者容许锚杆可以伸入红线以外的土层中 在软土地区 由于土层缺乏足够的锚固力而很少采用锚杆 如将锚杆锚固在很深的砂层中 则锚杆的长度很长 也就不是一个经济的方案 46 拉锚式 47 土层锚杆式 48 锚固式挡墙的组成 1 支护墙体支护墙体的作用是挡土和挡水 也有采取降水的 并将主动区土压力传递到拉锚系统和墙体坑底以下入土部分被动区土体上 从受力上看支护墙体类似旋转90 的板 承受弯矩和剪力作用 故而在设计时主要需进行抗弯和抗剪验算 常见的支护墙体型式有 钢板桩 钢筋混凝土板桩 钻孔灌注桩 地下连续墙 SMW支护结构 49 锚固式挡墙的组成 2 拉锚 支撑 系统拉锚系统的作用是维护支护墙体的受力平衡 支护体系的受力路线为主动区土压力通过支护墙体传至拉锚 支撑 系统和坑底以下被动区土体 由于土体本身刚度较小 要产生较大的反力需要足够大的变形 而这样对控制支护体系的变形以减少开挖施工对周围环境的不利影响又是很不利的 因此 拉锚 支撑 系统需要具备足够的强度和刚度 一来保证支护体系的安全稳定 二来尽量减少变形 以保护周围环境 根据位置不同 坑内的为支撑系统 坑外为拉锚系统 50 桩锚支护设计 1 悬臂式排桩结构桩径不宜小于600mm 桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定 2 排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接 冠梁宽度 水平方向 不宜小于桩径 冠梁高度 竖直方向 不宜小于400mm 排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于C20 当冠梁作为连系梁时可按构造配筋 3 基坑开挖后 排桩的桩间土防护可采用钢筋网混凝土护面 砖砌等处理方法 当桩间渗水时 应在护面设泄水孔 当基坑面在实际地下水位以上且土质较好 暴露时间较短时 可不对桩间土进行防护处理 51 桩锚支护设计 4 锚杆长度设计应符合下列规定 1 锚杆自由段长度不宜小于5m并应超过潜在滑裂面1 5m 2 土层锚杆锚固段长度不宜小于4m 3 锚杆杆体下料长度应为锚杆自由段 锚固段及外露长度之和 外露长度需满足台座 腰梁尺寸及张拉作业要求 52 桩锚支护设计 5 锚杆布置应符合以下规定 1 锚杆上下排垂直间距不宜小于2 0m 水平间距不宜小于1 5m 2 锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4 0m 3 锚杆倾角宜为15 25 且不应大于45 6 沿锚杆轴线方向每隔1 5 2 0m设置一个定位支架 7 锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆 其强度等级不宜低于M10 53 钻孔灌注桩支护墙体的特点 1 施工时无振动 噪声等环境公害 无挤土现象 对周围环境影响小 2 墙体强度高 刚度大 支护稳定性好 变形小 3 当工程桩也为灌注桩时 可同步施工 从而利于组织 工期短 4 桩间缝隙易造成水土流失 特别是在高水位软粘土质地区 需要采取挡水措施 5 适用于软粘土质和砂土地区 但是在砂砾层和卵石中由于施工困难应慎用 6 桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体 因而相对整体性较差 54 土层锚杆拉锚系统的特点 1 锚杆系统位于坑外 因而基坑土方开挖十分方便 2 可以施加预应力 对控制挡土墙位移有一定作用 3 无坑内立柱 支撑等阻碍 地下室施工方便 同时可以节省工序 4 基坑周边地层需足够空间以利土层锚杆的施工 5 首层土锚要有足够的覆盖土层厚度以保证一定的抗拔力 不能直接布置于浅层 6 适用范围较广 但对于软弱土层需注意土体流变造成的锚杆位移 必要时需多次张拉以控制挡土墙的变形和位移 55 土层锚杆的构造 土层锚杆是一种新型的受拉杆件型式 它的一端与支护墙体相连接 另一端锚固在土层之中 将支护墙体通过围檩或直接传来的荷载通过拉杆传递到稳定土层中的锚固体上 再由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去 通常由锚头 锚头垫座 支护结构 钻孔 拉杆 拉索 锚固体等组成 56 桩锚支护案例 福山世嘉锦庭 57 58 59 桩锚支护失败案例 开发区万泰海公馆 60 61 62 63 重力式支护 64 重力式挡墙作用机理 重力式支护结构是利用加固后的土体形成的块体结构或其它挡土结构 并以其自重来平衡土压力 使支护结构保持稳定 从而确保地下工程施工的顺利进行 65 我国重力式挡墙发展 水泥土墙在我国从80年代开始探索应用 在90年代初随着地下建筑及地下设施的大量兴建而得到迅速发展 尤其在我国沿海地区应用极为广泛 与此同时 在水泥土墙的理论分析 设计方法 施工工艺及现场测试等各方面也取得了可喜成绩 水泥土墙已成为重力式支护体系中应用最为广泛的一种形式 66 重力式挡墙的适用性 重力式支护结构具有施工简单 效果好的特点 特别是水泥土墙还兼有止水作用 因此在开挖深度不大的基坑中广泛应用 重力式支护结构一般适用于开挖深度小于7m的基坑 最大可达8m左右 在挖深4 6m的基坑中更显经济合理 若基坑深度较大时应慎用 特别是对于周围环境要求较高的工程尤应谨慎 这类支护结构的位移一般都较大 67 水泥土墙 68 水泥土墙的形式 水泥土搅拌桩是采用机械钻进 喷浆 或喷粉 并强制与土搅拌而形成的柱状加固体 这种加固土体虽亦称为桩 但它与传统的钢筋混凝土桩及钢桩等刚性桩有着本质的区别 它属于柔性桩 由于水泥土的物理力学性能比原状土大大改善 用搅拌桩组合而成的坝体即可形成挡土结构 同时 又由于水泥土的渗透系数较小 一般接近或小于10 7cm s 因此可兼作为止水帷幕 69 水泥土墙的形式 水泥土墙是由水泥土搅拌桩两两相互搭接而形成的连续壁状的加固体做为挡土墙的 水泥土搅拌桩的布置可采用密排布置 也可采用格栅式布置 一般以后者居多 密排布置通常用于局部加强处 如增设墙墩 拱形支护体等位置 水泥土墙加固深度一般为基坑开挖深度的1 8 2 0倍 有时考虑抗渗要求 采用局部加长形式 70 水泥土墙的适用性 水泥土墙适用于素填土 淤泥质土 流塑及软塑状的粘土 粉土及粉砂土等软土地基 当土中含高岭石 多水高岭石 蒙脱石等矿物时 加固效果更好 而含有伊里石 氯化物 水铝英石等矿物或有机质含量高 pH值较低的粘性土加固效果较差 对于泥炭土 泥炭质土及有机质土或地下水具有侵蚀性时 应通过试验确定其适用性 水泥土搅拌桩不适用于厚度较大的可塑及硬塑以上的软土 中密以上的砂土 此外 加固区地下如有大量条石 碎砖 混凝土块 木桩等障碍时 一般也不适用 如遇古井 洞穴之类地下物 则应先行处理后再作加固 71 水泥土墙的适用性 水泥土墙适用于4 8m深的基坑 基槽 应根据土质状况及现场条件选择确定 水泥土搅拌桩施工中无振动 无噪声 污染少 挤土轻微 因此在闹市区内施工更显出优越性 但应注意 由于重力式支护结构被动区土压力的发挥有赖于支护结构的位移 因此当基坑周围场地较小 或临近有建筑 地下管线需要保护的情况 应注意控制支护结构的位移 使之不超过容许范围 72 逆做法 73 1935年日本首次提出逆作法施工的概念 经历了70余年的研究与工程实践 目前已应用于高层建筑的多层地下室 大型地下商场 地下车库 地铁 隧道和大型变电站及污水处理池等构筑物 国际上采用逆作法建造的地下建筑 最大的是东京八重洲地下街 共 层 建筑面积 万m2 最深的地下街是莫斯科切尔坦沃住宅小区地下街 深达70 100m 最高的地下综合体是德国慕尼黑卡尔斯广场综合体 共 层 74 1994年日本新建的高层建筑中 地下结构有18 2 采用逆作法施工 1965 1989年 德国慕尼黑地铁共建57座地铁车站中 20座采用逆作法施工 我国在最近10余年来 在北京 上海 辽宁 深圳 广州等地推广了逆作法施工技术 有60多项工程项目的地下结构采用了逆作法施工 75 逆作法施工的基本概念图示 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 1 缩短工程施工的总工期2 基坑变形小 相邻建筑物的沉降小3 可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用4 使底板设计趋向合理5 可节省支撑费用6 可最大限度利用红线内的地下空间 逆作法的特点 86 缩短工程施工的总工期 带多层地下室的高层建筑 如采用传统方法施工 其总工期为地下结构的工期加地上结构的工期 再加装修等所占的工期 87 采用逆作法施工 一般情况下只有地下一层占绝对工期 其他各层地下室可与地上结构同时施工 不占绝对工期 因此可以縮短工程的总工期 地下一层 地下地上同时施工 装修 88 日本读买新闻社大楼 地上 层 地下 层 用封闭式逆作法施工 总工期只用了 月 比传统施工方法縮短工期 个月 法国巴黎拉弗埃特百货大楼 层地下室 用逆作法施工 工期縮短1 3 广州新中国大厦 地上 层 地下 层 平均开挖深度 采用逆作法施工 工期縮短 个月 89 90 基坑变形小 相邻建筑物的沉降小 采用逆作法施工 是利用逐层浇筑的地下室结构作为围护结构的内支撑 与临时支撑相比 地下结构的刚度大得多 所以 围护结构的变形小得多 相邻建筑物的变形也小得多 同时 由于中间支承柱的存在 底板增加了支点 浇筑后的底板成为多跨的连续板结构 减少了隆起 91 92 德意志联邦银行大楼用逆作法施工 而联邦德国国家银行总部大楼的深度相同 用地下连续墙加五层土锚的传统方法施工 两者的比较如下 93 逆作法有七个 小 的特点 墙前水平位移小 墙后沉降小 坑底隆起小 差异变形小 楼板应力小 土压力小 墙体应力小 94 可节省地下室外墙及外墙下工程桩费用 多层地下室采用常规的支护结构 包括锚杆与内支撑 都需要围护桩或围护墙 锚杆或内支撑 花费的工程费用很可观 采用逆作法施工 要求围护墙也能发挥永久性结构的承重作用 材料得到充分的利用 节省了地下室外墙与外墙下工程桩的费用 据分析可以节省地下室工程造价的1 3左右 95 顺作法施工 逆作法施工 96 使底板设计趋向合理 钢筋混凝土底板要满足抗浮要求 用传统方法施工时 底板的支点少 跨度大 上浮力产生的弯矩大 有时为了满足施工时的抗浮要求 而需要加大底板的厚度 或增强底板的配筋 用逆作法施工时 底板的支点增多 跨度小 弯矩比较小 底板的设计可以更为合理 97 可节省支撑费用 深度大的多层地下室 用传统方法施工时 为了减少支护结构的变形 需要设置强大的内支撑或锚杆 消耗大量的材料 费用相当可观 用逆作法施工 利用地下室的梁板系统来支撑围护结构 可以不设置临时的支 锚体系 节省材料 不需要拆撑 縮短工期 避免污染环境 98 可最大限度利用红线内的地下空间 多层地下室采用传统方法施工时 在地下室外墙与红线之间必须留有支护结构截面尺寸和施工操作面所必要的距离 縮小了地下室的建筑面积 采用逆作法施工时 在满足室外管线或构筑物布置的前提下 作为地下室外墙的地下连续墙可以紧靠建筑红线 99 100 逆作法施工的一些代表性工程 上海寥创兴金融中心上海仲盛商业中心广州新中国大厦上海世博500kV地下变电站 101 案例1 上海寥创兴金融中心 主楼37层 裙房3层 5层地下室 基坑平均开挖深度22 4m 地下室每层面积4000m2 102 地下连续墙厚度1000mm 深度35m 地下连续墙与中柱桩之间 中柱桩之间的差异变形不超过20mm和1 400柱距 使楼板不致产生裂缝 墙体侧斜孔的最大位移20 01 34 59mm之间 地下连续墙顶的水平位移很微小而没有测到 地下连续墙顶的竖向位移6 1 15 4mm之间 103 地下连续墙后的土体水平位移18 84 21 65mm之间 支撑轴力和楼板应力均控制在设计允许范围以内 支撑轴力86kN 392kN之间 楼板应力2 01kN 5 41kN之间 中柱桩的隆起变形13 5mm 29 9mm之间 104 案例2 上海仲盛商业中心 地上五层 地下三层 基坑面积50000m2 开挖深度13 5m 105 106 中心岛顺作 三级放坡 周边环板一层逆作 地下连续墙两墙合一 基坑外侧采用卸土放坡 107 案例3 广州新中国大厦 地上13层 地下5层 开挖深度19m 工程占地7343m2 地下连续墙厚度800mm 深度25m 布置了6个深度为22 的降水井 采用逆作法 工期比顺作法减少11个月 108 109 案例4 上海世博500kV地下变电站 上海世博500kV地下变电站 开挖深度34m 基坑面积13000m2 地下结构外墙外壁直径130m 采用地下连续墙两墙合一 地下连续墙厚度1200mm 结构梁板代替水平支撑 环形临时支撑 逆作法施工 110 111 112 上海市的逆作法工法简介 YJGF02 96 1 工法特点2 工艺原理3 适用范围4 施工工艺5 质量标准6 机械设备7 施工安全8 工程实例及效益分析 113 工法特点 利用柱下桩和地下连续墙作为逆作法施工期间承受地上 地下结构荷载和施工荷载的构件 利用地下室楼板作为基坑施工的支撑 首层楼板结构完成以后 在楼板下挖土 采用土模承重法浇筑下一层楼板 循环采用上述方法继续施工 114 工艺原理 先沿建筑物周围施工地下墙 在建筑物内部按柱网轴线施工柱下支承桩 然后进行地下首层施工 完成后同时施工地下 地上结构 待大底板完成后 再进行复合柱 复合墙的施工 115 施工工艺 要点 按设计图纸要求 埋设地下结构相关节点的钢板及连接钢筋 暴露节点后按设计要求清理 焊接 结构沉降差控制 对地下连续墙底部和柱下桩的底部进行注浆 根据静载荷试验曲线 计算各工况的沉降 得出在极限沉降差范围内的上部结构可能施工的层数 进行沉降观测 拟合荷载 沉降关系 预测施工过程中的沉降差 控制施工 116 型钢搅拌桩墙 SMW 在我国的应用 117 SMW工法 在水泥搅拌桩体内加劲性型钢 形成组合结构的围护结构墙体 这种在日本已成熟应用的方法称为SMW工法 它组合了型钢受力水泥土止水的各自优点 截面比较小 适应性强 在我国推广使用的主要障碍是型钢造价高 一些单位致力于研究将型钢在工后拔出的技术 已取得进展 118 119 案例8 型钢 水泥土组合结构 SMW工法 工程名称 上海申海大厦地点 上海海防路基坑尺寸 基底边长30 65m 60 3