桥梁锚碇基础46m米超深基坑施工技术246页ppt（地连墙）

1,目 录,1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、悬索桥锚碇基础深基坑施工实例,大跨度悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术,随着国内经济的快速发展，很多大型交通、市政、水利、工业与民用建筑项目纷纷上马，基坑工程越做越大，越做越深，尤以软土地区深基坑施工的技术要求越来越高，施工难度越来越大，超深基坑的施工已成为这些重要工程基础施工的重点和难点。深基坑工程是一项复杂的系统工程，它涉及支护结构的设计与施工、开挖设备的选型、开挖工艺、基坑降排水、施工监测及基坑信息化施工等多项内容，从研究的角度它涉及地质水文、岩土力学、结构力学、材料力学等多门学科。,深：基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮金贵，或为了符合建管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下和地上发展，目前国内最深基坑已达51米。 差：工程地质条件越来越差。这一点在某些沿江沿海地区尤为突出。某些地区位于填海、填湖、淤河、泥塘或沼泽地，工程地质条件十分复杂。 密：基坑四周已建或在建高大建筑物密集或紧靠很重要市政、石油或军事工程。,目前深基坑工程呈现出的特点,多：围护基坑方法多。诸如人工挖孔桩，机械钻孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地连墙，钢支撑、木支撑，砂袋堆撑，拉锚，抗滑桩，注浆，喷锚网支护法，桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护法，此外还有锚钉墙法，结构型式丰富。 低：基坑工程成功率低。此问题目前在建筑工程界显得导常突出，坑深的比坑浅的更容易出事故，据不完全统计，1993年上海动工兴建的深基坑工程有120个左右，其中三分之一曾因种种原因发生过失稳和不同程度的坍塌 。对全国146基坑工程事故进行调查表明，因设计不当引起的事故占46%，因施工不当引起的事故占41.5%。由此可见，对基坑工程施工特性的了解和研究掌握对于基坑施工安全十分必要。,大部分基坑围护为柔性结构，具有较强的时空效应，施工过程中不同的施工方法、开挖步骤、施工顺序、施工时间和施工速度均会对基坑的变形和受力产生影响，若稍有处置不当，轻则影响施工工效，延误工期，重则会引起围护体系失稳导致基坑坍塌。因此施工中始终抱着“安全第一、高度重视、慎之又慎”的态度对待涉及有关基坑施工的任何一件事，及时对施工监测数据进行统计分析，了解基坑运行状态，根据所了解的基坑运行情况对施工工艺和施工顺序进行动态优化调整，这在基坑施工中是十分必要的。,基坑工程施工受地质情况影响较大，对于地质复杂基坑，不确定因素多，造成了基坑施工安全的不确定因素多，施工风险大。对于有支护结构的基坑，其施工过程既是检验，也是控制基坑施工安全的过程。除设计外，基坑施工组织是否合理将对基坑围护体系是否成功产生重大影响，不合理的施工方式、步骤和速度均可能导致围护结构应力、变形过大，基坑支护体系受力过大，甚至引起围护体系失稳而导致基坑坍塌。因此，除了各项技术方案和预案措施必须可靠，做到万无一失外，如何考虑到每一个环节，如何将事先研究的成果和措施在施工中逐一落实及如何应对基坑施工过程中可能出现的一系列问题，将基坑施工风险降到最低程度，对基坑施工的组织和动态管理提出了较高的要求。,实行真正意义上的信息化施工，是保证基坑施工安全的关键。施工监测是信息化施工的基础，施工前及施工过程中，在能反映基坑运行情况的部位埋设各种监测元件，重点部位进行了加密，有些特别重要部位为防止由于某种原因失效，还应增加埋设备用元件，确保能够准确且比较完整地反映基坑的实际运行情况；在基坑施工过程中定期对相关监测项目进行监测，当监测数据出现异常时，加大监测频率，将监测成果以最快的速度传递给现场监理、设计、施工、反分析、结构计算复核及各有关部门，以便及时分析处理。目前较常用的分析方法主要有：正演分析法、动态施工智能反演分析、基于人工神经网络和模糊理论的智能预测及结构优化分析法等。对基坑变形进行正演分析，根据计算结果判断墙体是否发生破坏以及位移值是否超过预先设定的警戒值，并与设计值相比较。其后，利用现场监测数据对后续施工变形进行智能预测；同时运用反演分析，辨识土体新的等效力学参数，以内力分析为重点，预测下步施工中的内力和变形。综合分析预测趋势并进行判断，通过调整设计、施工参数以达到控制变形的目的，从而确保施工中基坑围护结构的整体稳定与安全。,基坑施工的另一个重点是基坑的封水，如何采取可靠的防水、止水和排水措施，给基坑创造较好的干施工条件，十分关键。 基坑施工对周围环境的影响，特别是周围地面沉降及构造物变形破坏是基坑施工控制的一个重要方面，施工时密切结合施工监控，及时采取相应的措施确保沉降和变形控制在安全范围内。,10,目 录,1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、悬索桥锚碇基础深基坑施工实例,超深基坑施工是一个系统工程，就基坑开挖施工工艺流程来说并不十分复杂，但其涉及面非常广，所需考虑的因素非常多，地质勘探、结构设计、结构优化、封水设计、施工工艺、施工设备、施工组织及管理、施工控制、环境和职业安全健康等各个要素均要充分考虑，而且须密切联系考虑。下图为超深基坑开挖施工工艺流程图，每个超深基坑开挖施工基本上都遵循这样的工艺流程，只是针对不同基坑自身的特点（如基坑规模差异、地质差异、周围环境差异等）所考虑的范围、广度和深度不同。,施工工艺流程及操作要点,施工准备 一个大型超深基坑最终是否能得到保质、安全、按期实施，充分的施工准备工作十分关键。基坑施工的主要准备工作有以下几点： 根据基坑的规模和使用功能，充分分析基坑的特点； 对工程地质、水文地质情况进行详细分析，必要时进行补充详勘，特别是对于地质情况较复杂的工程，要充分了解基坑范围内的详细地质情况，进行详勘是十分必要的； 对基坑周围及附近结构物、地下管线及构造物、道路、河流等进行现场考察，充分分析基坑施工可能受到的影响或基坑施工对其的影响； 通过综合分析，对基坑支护结构型式进行设计比较，选择一种最安全、经济、施工方便的支护型式进行最终设计计算。目前对于超深基坑的主要的支护结构形式有：排桩法、板桩锚杆法、冻结法、地下连续墙法，不同的支护方式均有其适用条件和其优缺点，本工法侧重于施工工艺、施工管理和施工控制，对于设计不作详述；,对基坑施工所需的各种设备，特别是大型特种设备，进行充分的调研和比选，尽量选择性能好、施工快捷、价优的设备； 对基坑施工运输路线和弃土场进行调研，了解基坑所在地货物或土石方运输的管制情况； 根据基坑设计结构特点、施工特点和难点进行基坑施工设计，包括：施工总平面布置规划、安全防护设施布置、基坑封水设计、基坑降排水布置设计、基坑施工设备布置设计、基坑开挖与支撑施工步骤设计、施工监控设计、基坑施工组织和管理设计； 基坑施工安全预案的设计。大多超深基坑工程工程地质及水文地质条件和基础结构复杂多变，施工技术难度高。一旦地质情况与预计有所变化，设计或施工技术措施考虑不周全，基坑围护结构部分隐蔽工程质量又难以检测，基坑围护结构在强大坑外水压力及土压力作用下，若出现任何集中渗漏、突涌或结构破坏，均难以处置，不仅花费巨大，延误工期，甚至造成灾难性后果。因此，采取适当可行安全贮备技术措施，改善结构受力条件，降低封水风险，应对各种不利难以预估的情况，确保超深基坑施工万无一失是完全必要的。总之，基坑施工安全预案必须全面、充分、有效，保证在任何情况下都能够采取有效措施确保基坑的施工安全，每个预案均制定实施的前提，若在施工中末出现实施前提，可不予实施；,基坑施工质量、环境和职业安全健康专项方案的编制； 成立基坑信息化施工组织机构，编制信息化施工流程，对主要工作责任分配到人，对于特别复杂、施工技术难度特别大或施工风险特别高的基坑工程，可成立基坑信息化施工专家组，并对施工中的难题进行充分的研究，经论证可靠方可实施； 施工大临设施施工； 道路、排水系统、供水供电系统的规划布置； 基坑混凝土原材料选择及配合比试验； 布设基坑施工测量控制网等。,支护结构施工 超深基坑支护结构的型式有很多种，常见的有冻结法、地连墙、排桩施工等。,深层搅拌水泥土桩 水泥土墙式 高压旋喷桩 钢板桩 板桩式 钢筋混凝土板桩 型钢横挡板 钢管桩、预制钢筋混凝土桩 排桩式 钻孔灌注桩 支护结构 排桩与板墙式 挖孔灌注桩体系 现浇地下连续墙 板墙式 预制装配式地下连续墙 SMW工法 组合式 高应力区加筋水泥土墙 土钉墙 边坡稳定式 喷锚支护 逆作拱墙式,1、型钢桩；2、挡土板；3、木楔 。,1、钢板桩；2、横撑；3、水平支撑。,1、现场钻孔灌注桩；2、钢横撑；3、钢拉杆。,1、地下连续墙；2、水平支撑及立柱 。,(a)土层锚杆支护；(b)挡土灌注桩与土层锚杆结合支护；(c)地下连续墙与土层锚杆结合支护。,支护结构的计算,重力式支护结构强度破坏：稳定性破坏：倾覆滑移土体整体滑动失稳坑底隆起管涌,非重力式支护结构强度破坏：拉锚破坏或支撑压曲支护墙底部走动支护墙的平面变形过大或弯曲破坏稳定性破坏：墙后土体整体滑动失稳挡墙倾覆坑底隆起管涌,破坏形式,破坏形式,非重力式支护结构计算1.支护结构承受的荷载土压力 Pa=Htg2(45-/2)-2c tg(45-/2) Pp=Htg2(45+/2) +2c tg(45+/2)水压力,墙后地面荷载引起的附加荷载均布荷载q:e2=q tg2(45-/2)距离支护结构一定距离有均布荷载: h1=l1Htg2(45+/2) e2=q tg2(45-/2)距离支护结构一定距离有集中荷载,2.支护结构的强度计算中小型工程和非粘性土：等值梁法粘性土: (刚度较小的钢板桩、钢筋混凝土板桩） 弹性曲线法、竖向弹性地基梁法 （刚度较大的灌注桩、地下连续墙） 竖向弹性地基梁法有限元法：电算,1.悬臂式钢板桩通过试算确定埋入深度t1将试算求得之t1增加15%，作为 实际所需的入土深度t，以确保 板桩的稳定。通过试算求入土深度t2处剪力 为零的点g计算最大弯矩计算板桩截面,EA,EP,f,h,e,g,d,b,a,t2,t1,t,H,2.单锚（支撑）板桩单锚浅埋板桩：ea=(H+t)Ka ep=tKpMA=0:,H,t,ep-ea,ea,(Kp-Ka),Ra,A,Ep,Ea,单锚深埋板桩:等值梁法基本原理:ab梁一端固定,另一端简支,弯矩图的正负弯矩在c点转折。若将ab梁在c点切断，并于c点置一自由支承，形成ac梁，则ac梁上的弯矩将保持不变，即称ac梁为ab梁上ac段的等值梁。,t,t0,y,x,t- t0,Pa,P0,a,b,a,c,b,等值梁原理,板桩上土压力分布图,A,B,C,D,H,Pa,P0,板桩弯矩图,等值梁,在计算中考虑板桩墙与土的磨擦作用，将板桩墙前与墙后的被动土压力分别乘以修正系数K和K。对主动土压力则不予折减。板桩墙前：Kp=K*Kp=Ktg(45+/2)板桩墙后：Kp=K*Kp=Ktg(45+/2)步骤:计算作用于板桩上的土压力强度,并绘出土压力分布图。t0深度以下的土压力分布可暂不绘出。计算板桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y: Kpy=Ka(H+y)=Pb+Ka y=Pb/(Kp-Ka) 按简支梁计算等值梁的最大弯矩和两个支点的反力。计算最小入土深度t0： t0=y+x=y+6P0/(Kp-Ka) P0x= (Kp-Ka)x2/6实际入土深度t=K2*t0 K2（1.11.2),3.多锚（支撑）板桩：太沙基皮克实测侧压力基 础上的近似方法支撑（锚杆）的布置等弯矩布置等反力布置腰梁计算：板桩入土深度计算：盾恩近似法和等值梁法,1.嵌固深度计算(1)悬臂式支护结构挡墙的嵌固深度hd计算:图2-32(2)单支点(3)多支点2.内力与变形计算:各计算工况决定 (1)悬臂式支护结构挡墙的弯矩Mc和剪力Vc的计算(2)有支点的支护结构挡墙的弯矩Mc和剪力Vc的计算3.结构计算:(1)内力及支点力设计值的计算(2)截面承载力计算,3.支护结构的稳定验算整体滑动失稳验算悬臂式支护结构:条分法单锚式支护结构:一般不验算多层支撑(拉锚)式支护结构:一般不验算;圆弧滑动坑底隆起验算：开挖较深的软粘土基坑时计及墙体极限弯矩的坑底隆起验算太沙基和派克考虑挡墙抵抗弯矩的验算基坑的方法同时考虑c、的坑底隆起验算法Caguot验算基坑稳定性公式,管涌验算j管涌 Kj K=1.52.0 抗管涌安全系数j =iw=h/(h+2t)w不发生管涌的条件： Kh/(h+2t)w t (Kh w - h)/2 4.基坑周围土体变形计算,j,t/2,h,t,重力式支护结构计算1.滑动稳定性验算Kh-抗.滑动稳定安全系数,Kh1.2;基坑边长20m时, Kh1.0。W-墙体自重（kn/m）-基底墙体与土的摩擦系数2.倾覆稳定性验算Kq-抗.滑动稳定安全系数,Kq1.2;基坑边长20m时, Kq1.0。b、hp、 hA-分别为W、Ep、EA对墙趾A点的力臂。,Ep,hp,A,b,b,EA,hA,W,3.墙身应力验算W1-验算截面以上部分的墙重（N）qu、c-水泥土的抗压强度（N/mm2）、内摩擦角（）、内聚力（N/mm2）4.土体整体滑动验算：条分法cai=ci（1-ac）+ccoi*acCai-第i个水泥土桩的平均内聚力（ N/mm2 ）Ci-第i个土条的内聚力（ N/mm2 ）Ccoi-水泥土桩的内聚力（ N/mm2 ）ac -置换率（单位长度内水泥土桩面积与桩墙面积之比）5.坑底隆起和管涌验算与非支护结构相同,R,A1,B1,Oi,地表处理、地层加固 基坑施工前，根据施工区域总体布置，对场地内灌木或构造物进行搬迁、拆除处理，对于有影响的文物或地下管线等应及时联系相关部门进行迁移或改线。 对于软土区域基坑，土层呈中高压缩性，承载力小，为满足基坑施工设备的基本操作承载要求及支撑施工要求，有时需对基坑范围内的软土进行临时加固处理，常用的方法有：轻型井点、砂桩、砂井、碎石桩、真空预压、电渗等方法，这些处理方式技术上均已十分成熟，应根据土体特性进行合理的选择。,1轻型井点降低地下水位（1）轻型井点设备：由管路系统和抽水设备组成。1）管路系统分为：滤管、井点管、弯点管、集中总管；2）抽水设备分为：真空泵、离心泵、水气分离器。,（2）轻型井点布置：应根据基坑大小与深度、土质、水位高低、降水深度等确定平面和高程的布置。1.平面布置当基坑或沟槽宽小于6m，降水深度不大于5m时，可用单排线状井点，且其两端延伸长沟槽宽B大于6m，宜用双排井点。当基坑面积较大时，宜用环形式U形井点。2.高程布置轻型井点理论可降水深度10.3m，但因考虑设备水头损失，实际降水深度不超过6m。井点管埋深HH1+h+iL，还应考虑井点管一般露出地面0.2m左右,且必须保证,滤管必须埋在透水层内。,轻型井点：一层降水深度不超过6m确定井点系统的布置方式确定基坑的计算图形面积计算涌水量：单井涌水量：无压完整井：群井涌水量无压完整井：,喷射井点：820m k=0.120m/d主要设备：喷射井管、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统。井点布置：b10m双排布置；环状布置。井点间距23.5m。井点系统的安装与使用：施工工艺程序：注意事项 ：井点堵塞：原因、预防喷射扬水器失效、井点倒灌：原因、预防工作水压力升不高：原因、预防,电渗井点 在降水井点管的内侧打入金属棒（钢筋、钢管等），连以导线。以井点管为阴极，金属棒为阳极，通入直流电后，土颗粒自阴极向阳极移动，称电泳现象，使土体固结；地下水自阳极向阴极移动，称电渗现象，使软土地基易于排水。用于k0.1m/d的土层。深井井点 在深基坑周围埋置深于基底的井管，依靠深井泵或深井潜水泵将地下水从深井内扬升到地面排出，使地下水位降至坑底以下。 适用于k较大（10250m/d）；土质为砂土、碎石土；地下水丰富、降水深（1050m）、面积大的情况。,真空深井泵：设备：井管、滤头、电动机和真空泵。也适用于低渗透性的粉砂、粉土和淤泥质粘土。降水深度达818m，降水服务范围达200m2左右。深井井点系统设备： 深井、井管、深井泵和集水井等。,抽水试验 为降低基坑的施工风险，在基坑开挖前，在基坑支护结构内部设置降水管井进行坑内试降水，抽水试验降水深度按照设计最大水头高度进行（征得设计确认），降水后对坑内外水位变化进行观测，通过对观测数据进行分析来判断基坑的封水效果，以决定是否采取相应的基坑特别防水、止水措施。,土层分层开挖、分层支撑基坑开挖大多情况下为土层开挖，但特殊情况下也有需开挖石方的情况，因此基坑开挖分为土层开挖和基坑爆破两种情况。土层基坑开挖满足基坑开挖的条件后方可进行开挖，一般情况基坑开挖前应具备下列条件：基坑支护结构施工完毕并达到设计强度（若采用冻结法则应在冻结壁温度达到设计要求）；基坑封水施工完毕；降排水系统布置完毕；开挖运输设备布置调试完毕；基坑抽水试验满足要求；信息化管理系统布置完毕；安全防护措施准备完毕；基坑内支撑施工准备工作完成（模板、钢筋、砼配比及材料、设备等）；基坑及支撑施工技术、安全三级交底完毕。,对于超深基坑一般均采用“逆作法”施工，开挖一层土方，施工一道支撑。当基坑开挖面较大时，为加快施工效率，也可分区开挖分区支撑，支撑接缝按施工缝处理，使开挖和支撑形成合理的流水作业形式。基坑每次开挖深度及开挖步骤由设计确定，或由施工单位根据施工要求提出合理方式经设计计算复核后实施。因基坑具有较强的时空效应，基坑开挖应遵循“快挖快撑”的原则，尽量缩短基坑开挖面暴露时间。,土方开挖方式,支撑施工当基坑面较大时，支撑宜采用分块施工，各块间按施工缝进行处理（或采用收口网模板连接）。分块施工的优点是可与基坑开挖分开作业，形成流水作业，相互干扰较少，施工工效较高。支撑分缝应设置在剪力较小的位置，分缝方案应征得设计复核认可。基坑一般采用逆作法施工，支撑（或内衬）由上向下施工，因此支撑（或内衬）上下接处处理较关键，通常有以下几种方式处理：,支撑（内衬）接缝接头形式图,为方便施工，上下接缝处设置2535外倾角。最常用的一般为直接法接头，施工工艺简单，易于保证连接处砼的密实性。侧模顶部呈喇叭型，砼浇筑时形成牛腿，并对接缝砼二次振捣，若支撑或内衬宽度较大，顶部接缝处砼不易振捣，可在顶部50cm左右采用自流平自密实混凝土，以确保接缝质量。,支撑上下钢筋的连接可采用焊接或机械连接，由于基坑支护要求速度快，因此一般情况下宜采用墩粗直螺纹机械连接。 逆作法支撑施工模板一般有吊挂模板、倒爬模板和直接支撑模板三种型式，采用直接支撑模板时要考虑基础的承载力和沉降变形因素。 支撑砼配置须满足早强、和易性好、抗裂性能好要求，混凝土超过2m落差需采用串筒浇筑，对于超深基坑（超过1215m）需采用防离析装置进行浇筑。对于大体积混凝土在施工前必须进行混凝土温控设计计算。,基坑降排水基坑外集、排水 为防止降雨和坑外的施工用水流入基坑内，基坑开挖前在施工平台外侧设一截水沟，截水沟可采用砖砌砂浆粉面或混凝土浇筑，在施工外环道处埋设暗管涵并进行加固，截水沟槽与主排水系统相连，并设一定坡度，确保排水畅通。基坑内降、排水 为了使基坑开挖过程中保持良好的干施工条件，每层土方开挖前通过设置在坑内的降水管井降低基坑内的地下水位，降水过程中要注意观察坑内水位，确保每次水位降深在开挖面以下0.51m，不得超降。 基坑开挖中注意对降水管井加强保护，每隔46m，将降水管附着（支护壁或支撑）一道。 若为亚粘土或淤泥质亚粘土层，因土的渗透系数较小，为了加快该层的降水速度和改善降水效果，特别是雨季，在坑内用反铲开挖若干排水沟和集水坑，利用小型潜水泵及时抽排坑内积水。,坑外降水 坑外降水常常作为施工安全预案措施，减小坑外水压力，基坑开挖过程中，当信息化施工监测数据反映基坑围护结构受力和变形达到预警值时，立即实施坑外降水预案措施。降水根据信息化施工领导小组签署的降水指令要求进行，坑外一般设若干降水管井，井内安置各一台60150m3 / h深井泵，根据降水指令要求及水位的监测情况确定开启泵的数量和时间。 坑外降水量较大时，在施工平台外围沿基坑周圈布置坑外降水排水管路系统。坑外降水期间，采用自备发电机建立应急供电系统并准备2台备用深井泵，严防由于停止抽水而出现坑外水位迅速上升的事件发生。 坑外抽水期间，应加强观测抽水给地面、地下管线和周围构造物的影响，若沉降超过警戒值，应采取补水或停抽等措施。,土石方运输、弃运 土石方运输包括垂直运输和水平运输。基坑开挖前应做好运输线路的规划，对于有特别要求的还应取得当地主管部门的批准（如市容、交管等部门）。 垂直运输方式参见土方开挖部分，垂直运输时注意以下几点： 坑底和地面之间应有联络信号，配备联络设备； 提升机械不得超负荷运行，并应有深度指示器和防止过卷、过速等保护装置以及限速器和松绳信号等； 提升料斗所用钩头连接装置应牢靠，不得自动脱钩，并应配有缓转器，料斗的提升应设置可靠的防坠器； 提升用的钢丝绳和各种悬挂使用的钩、链、环、螺栓等连接装置，应按规定的安全系数确定规格，使用前进行拉力试验，合格后才能使用，并在使用中应有定期检查、修理和更换制度； 从基坑运出的土方必须及时运走，不得超过设计坑外推载。 水平运输要选择箱体较好的运输车辆，确保运输过程中土方不洒落，顶部要有覆盖措施，防止风吹扬灰。装车时按照标准要求进行，不超载。,弃土场选择布置原则： 场地容量足够，且基坑土方能方便出运到此处； 不得占用其它工程场地和影响附近各种设施的安全； 不得影响附近的农田水利设施，不占或少占农田； 不得堵塞河道、沟渠，防止抬高水位和恶化水流条件。,施工监控（信息化施工） 基坑的信息化施工包括信息采集、信息处理、信息反馈几个环节，除其信息的主要来源施工监测数据必须具有代表性和可靠外，如何对施工中所收集到的信息及时结合基坑结构受力、封水等情况进行系统的综合分析，对近期及远期基坑的运行情况进行较为可靠的预测，并在施工过程中对基坑施工及时提出有效的指导性意见，保证基坑的施工安全，这是基坑信息化施工的基本要求。同时，根据基坑运行情况对施工工艺和顺序及时进行动态的调整也是信息化施工的基本要求。因此，根据现场监测数据资料，实施锚碇基坑施工变形位移、结构受力变化、对环境影响综合分析和预测，将分析和预测结果与警戒值作出比较和控制决策，及时调整设计、施工参数，达到指导施工、控制有效和确保安全的目的。 基坑施工前应首先进行专门的施工监测方案设计和信息化施工组织管理设计，其主要内容应包括监测目的、监测内容、测点布置、观测方法和精度要求、监测项目报警值、监测结果处理方法和要求、监测结果反馈制度、信息化施工组织机构等。 成立专门的信息化施工领导小组。 在基坑施工前或施工过程中按照监测设计方案要求埋设相关监测元件。,基坑施工监测项目一般包括：基坑支护结构监测支护结构深层侧向变形监测(测斜)；支护结构钢筋应力监测；支护结构温度监测。支撑系统监测支撑系统变形监测；支撑系统应力监测。土工监测坑外土压力监测。水工监测坑内地下水位监测；坑外地下水位监测；坑外孔隙水压力监测。坑外环境监测坑外地基土沉降监测；坑外土体深层侧向变形监测；坑外构造物变形监测。,常用的信息化分析方法有：基于结构设计计算模型基础上的正演分析、动态施工智能反演分析、基于人工神经网络和模糊理论的智能预测及结构优化分析。,基底处理及基坑封底 对于基底承载力或排水有特别要求的深基坑在封底前先进行基底处理。 基坑为土层的，应预留2030cm采用人工进行清理，避免扰动基底。对于需加固增加承载力的可采用深搅、先封底后旋喷压浆的方式处理。 对于超深基坑，基底裂隙较丰富又具有较大扬压力时，应在封底前设置排水盲沟和减压井，以免封底后扬压力过大顶破底板。 基坑封底可采用分块或整体浇筑，大多封底混凝土均为大体积混凝土，若高度超过2m有时还需分层进行浇筑，底板施工前需进行详细的温控设计计算，对混凝土原材料和配合比进行优选。 对于超深基坑底板大体积混凝土可采用有侧限微膨胀混凝土一次性整体浇筑技术，即利用深基坑周围有支护结构的有利条件，采用微膨胀混凝土膨胀产生的预压应力来抵消混凝土的温度应力和收缩应力，从而达到避免混凝土开裂的目的。,质量控制与安全措施 超深基坑开挖施工质量与基坑的施工安全是密切相关的。在前述各工序中对质量控制要点和要求作了说明，下面重点说明安全注意要点： （1）加强学习、培训：基坑施工前组织所有参加基坑施工人员学习北锚工程情况和深基坑知识，并在施工中及时对各专项进行详尽施工技术交底，增强全员安全意识。对参与施工的特殊工种人员进行技能培训和考核，对无证及不能适应基坑施工的坚决予以辞退。 （2）制度保证：基坑施工前，根据北锚基坑施工的特点，制定了一套完整、详细的安全管理制度和基坑施工安全预控网络，详细列出基坑施工中的安全预控点，责任落实到人。成立了基坑施工安全领导小组，在基坑施工过程中定期进行安全大检查，以便及时发现基坑施工安全隐患，及时加以整改，并在现场实行全天24小时专职安全员巡查制度（每班24人）。 （3）施工措施保证： 基坑施工前，根据基坑的施工要求制定了详尽的基坑施工标准，标准中对坑外堆载、坑外设备的布置、限制水平支撑堆载、用电安全、起重及运输安全、设备安全和对安全、降水设施及监测点的保护等均作出严格的规定，标准的执行情况由现场（全天24小时）值班工程师负责监督。, 在基坑设立安全的防护设施，在基坑周围设立牢固安全防护栏杆；在垂直出土机械回旋区域范围内的支撑顶部设保护盖板，防止开挖过程中泥块落入基坑；在人流较大的通道出口处设立防护挡板，防止掉物伤人；挖土时基坑上下采用电铃发出警示，以免抓斗和反铲发生碰撞；在不安全区域设警示牌或挂安全绳等。 为满足基坑的时效性强的特点，施工中采取措施加快施工进度，特别是土方开挖后成撑的速度对基坑施工安全是十分重要的。在施工前及施工中主要采取了以下措施： a、对主要的工艺方法和设备使用前进行了重点调研，如有必要的先期应进行相关工艺试验（如基坑降水、大落差混凝土等），尽量采用先进的施工工艺和先进的设备，确保施工中所采用的均为可靠、便捷的施工方法。 b、施工准备期考虑尽量完善，工作尽量细化，施工过程中可能出现的问题提前解决，对深基坑工程中可能出现的问题均应制定可靠的预案措施。 c、对施工工序进行合理安排，尽量优化，能提前施工的尽可能提前施工，能形成流水的尽量形成流水作业，以缩短工期；支撑施工采用大块钢模现场组拼，使其工具化，钢筋采用搭接接头和机械连接接头，努力加快支撑成撑速度。,d、优化混凝土配合比，采用早强、高配比混凝土，避免出现开挖设备闲置等混凝土强度的事情，使下层土方能够早日开挖。 e、在施工过程中制定严格的管理制度，加强对设备的维护和保养，使设备能够始终保持良好的工作状态。 f、在施工中多选用质量、安全意识好的熟练操作工人，从思想上和经济上全面调动职工的积极性。 g、加强对现场质量、安全的过程控制，杜绝出现重大质量和安全事故，将返工率减小到最低程度，以避免延误工期。 h、确有必要时增加人力、物力和财力，以确保基坑施工安全为第一目标。 施工过程中及时对施工监测数据进行统计、分析，以便及时发现问题，及时解决问题，在施工中对施工措施和施工顺序进行动态的调整和优化。, 在施工过程中，除通过施工监测了解基坑的运行情况外，现场对基坑暴露面和基坑周围环境变形和渗漏情况的实地观察也十重要，在施工中，安排专人定时观察（每班不少于2名），并将观察结果做详细记录。 因基坑施工的不确定因素较多，基坑施工前，除正常的坑、内外降水外，还需配备足够的备用抽水设备，以防止出现紧急情况。,（4）技术措施保证： 实行真正意义上的信息化施工。 a、施工监测是信息化施工的基础，施工前及施工过程中，在能反映基坑运行情况的部位埋设各种监测元件，并对重点部位进行加密，有些特别重要部位为防止由于某种原因失效，还应增加埋设了备用元件，确保能够准确且比较完整地反映基坑的实际运行情况；在基坑施工过程中原则上每日对所有监测项目进行一次监测，当监测数据出现异常时，加大监测频率；将监测成果当日以最快的速度传递给现场监理、设计、施工、反分析、结构计算复核及各有关部门，以便及时分析处理。 b、有条件时，信息化施工分析小组可分别采用空间计算模型进行岩土力学参数的反分析计算及神经网络法反演分析，并根据所得出的更为完善的模型及参数取值，对下阶段的基坑稳定性进行预测性分析，并及时提供预测分析报告。这一分析每开挖一层进行一次，以保证每层土方开挖前做到心中有底。 c、设计单位（包括结构、封水设计）根据监测成果，通过对原设计模型及参数进行调整，进行计算分析，对下一步施工提出指导性意见或要求。,d、定期召集各有关部门召开以信息化施工为主题的会议，对各自的看法或研究成果展开交流和讨论，在每层土方开挖前，由各相关部门共同签发开挖指令和降水指令，指令明确规定开挖和降水的时间、部位、深度和顺序，开挖工区和降水部门严格按照指令进行开挖和降水。 制定可靠的预案措施，对于有演习条件的预案应进行预演。 采取可靠的综合防水措施。 为防止在基坑施工过程中地连墙施工局部薄弱环节出现漏水现象，在基坑施工前还应准备了一套堵漏止水方案，并对止水工艺和所用材料进行了相关试验，在现场准备了堵漏材料，配备堵漏人员，随时待命。 采用坑外封闭帷幕（或补充灌水）和坑外降水相结合方案，可以降低基坑封水风险、改善基坑围护结构受力条件及减小由于基坑施工对环境所产生的影响，对降低基坑施工风险是十分有益的。,环保措施 充分考虑基坑开挖和基坑降排水对周边土体、路面、地下管线和构造物的影响，采取可靠措施尽量减小影响。 科学设置排水系统，使得排水管网通畅，汇集后排入主排水通道。 选用性能较好车辆，严格限载，对运输车辆采取防洒落和防尘措施。 自备洒水车，对施工区域道路定时进行洒水，防止风吹起尘。 努力减小设备噪声，按厂界噪声控制标准进行控制。 严格废弃物管理，不同废弃物分类按要求存放，对于危险废弃物集中交由具处理能力的单位统一进行处理。,68,目 录,1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、悬索桥锚碇基础深基坑施工实例,xx大桥北锚碇基础矩形深基坑,xx大桥南汊主桥为1490米跨径的单孔双铰钢箱梁悬索桥,北锚碇基础为目前世界最深矩形超深基坑，长69m，宽50m，底板厚度5.0m，采用嵌入基岩的地下连续墙（墙厚1.2m）与12道钢筋砼内支撑及节点处的16根1.2m和16根0.6m钢管砼立柱桩作为深基坑的围护结构，基坑最大开挖深度50m。锚区距长江大堤仅70多米。,阳逻大桥南锚碇基础圆形深基坑,阳逻大桥为1280m跨的单孔双铰钢箱梁悬索桥,南锚碇基础为目前国内最大最深圆形超深基坑，位于南岸防洪堤内，距长江防洪堤仅150m，其基础设计采用圆形地下连续墙作围护结构（墙厚1.5m），基坑直径70m，最大开挖深度达46m。地下连续墙内侧面为环状内衬结构 ，底板厚6m。,南京四桥南锚碇基础“”形深基坑,南京长江第四大桥位于南京长江二桥下游10公里处的石埠桥附近，距长江入海口320公里，是国务院批准的南京市城市总体规划中“五桥一隧”过江通道之一，是沪蓉国道主干线南京绕越高速公路的过江通道的重要组成部分，由跨江大桥和两岸接线工程两部分构成，北接宁通和沿江高速公路，经石埠桥跨越长江，南接312国道和南京绕越高速公路，全长28.996公里。,1、工程概况,南京长江第四大桥交通位置示意图,南京长江第四大桥采用双塔三跨悬索桥方案，桥跨布置为(166+410.2)+ 1418+(363.4+118.4)=2476m。高速公路标准，双向六车道，设计行车速度采用100km/h，车辆荷载等级为公路级，大桥桥面宽度为33.00m（不含吊索区及风嘴），设计最高通航水位7.98m，设计最低通航水位0.44m。,南塔,南锚,跨江主桥一般结构图,南锚碇分为锚碇基础和锚体两部分。南锚碇基础采用井筒式地连墙结构形式，平面形状为“”形，长82.00m，宽59.00m，由两个外径59m的圆和一道隔墙组成，壁厚为1.50m。地连墙顶高程为5.00m，底高程为-35.00m-45.00m，嵌入中风化砂岩约3.00m，总深度40.00m50.00m。 地连墙施工槽段分、期两种槽段。地连墙期槽段共32个，其中外墙期槽段26个，隔墙期槽段6个。外墙期槽段轴线处长6.324m，隔墙期槽段长5.00m。地连墙期槽33个，其中外墙期槽段26个，隔墙期槽段7个。期槽段长均为2.80m。地连墙外墙期与期之间交角为175，轴线处搭接长度为0.273m。,帽梁沿地连墙外墙及隔墙设置一圈。外墙处帽梁悬出地连墙内侧1m，总宽2.5m，高1.8m。隔墙处帽梁悬出地连墙两侧各1m，总宽3.5m，高1.8m。 内衬为环状钢筋混凝土结构，层高3m，自上而下厚度依次为1m、1.5m、2m，各层内衬底面设置成20斜坡。基坑开挖至基岩面-38.12-29.23m，浇筑0.34m厚垫层混凝土，垫层顶部为底板混凝土，北半区底板厚7m，南半区厚4m。 南锚碇地下连续墙混凝土采用C35水下砼，内衬采用C30砼，底板采用C25砼。,A3标主要工程量,锚区地质情况,南锚基坑地质培面图,南锚碇处地下水可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水：孔隙水主要为承压水，从目前（12月份）现场勘察地下水位约为+2.5m，含水层由粉砂组成，北侧厚，南侧基本缺失，渗透系数k=4.29m/d，影响半径R=127.34m；基岩孔隙不发育，裂隙仅少量发育，且裂隙连通性较差，故赋水性和透水性均较差。,我部于08年11月下旬组织施工人员和设备进场，目前现场已完成主要工作有：（1）已完成施工总平面布置、大临建设及施工平台建设；（2）已完成地连墙地质补充勘探；（3）已完成锚区基础处理（砂桩、深层搅拌桩、 特殊槽段拐角处加固塑性混凝土桩）；（4）已完成导墙施工；（5）已完成地下连续墙施工；（6）已完成地连墙墙底帷幕灌浆施工；（7）已完成基坑抽水试验；（8）已完成帽梁施工；（9）已完成第十一层土方开挖及第十层内衬施工。,目前施工进展情况,施工总平面布置,南锚施工总平面布置图,办公区,生活区,石油管廊,钢筋加工场,长江大堤,搅拌站及堆场,设备堆场（备用搅拌站场地）,按照设计要求，地下连续墙嵌岩（即施工终孔标准）进入中风化砂岩3m。而设计图所提供的地连墙底标高是根据仅有的7个期槽位处的地质勘探钻孔确定的，相邻钻探孔间距较大，为了更详细地了解每个槽段详细的岩面高程情况，并按照设计终孔标准最终准确确定各槽段的终孔标高（减少在成槽过程中通过钻碴判断的难度和避免误判），在地连墙成槽前沿地连墙轴线在原勘探的基础上进行补充详勘。,补充详勘,除隔墙不嵌岩槽段外，补充勘探孔沿地连墙轴线在原未进行勘探的另外22个期槽进行补充勘探，外围期槽各增加1个钻孔（特殊一期槽各增加3个钻孔），共52个补充勘探孔。勘探孔钻至进入中风化砂岩58m，对于钻探表明基底岩层破碎区域的钻孔，另进行压水试验，以探明破碎岩层的发育情况及透水性。孔位布置如下图所示，XSA-ZK01XSA-ZK09为原有钻探孔，B-ZK01B-ZK52为补充钻探孔。补充详勘完成后，保留所有岩样并绘制沿地连墙轴线地质剖面图，在成槽过程中与出碴情况进行对照比较。,补充详勘从08年12月8日开始，09年1月4日全部结束。从补充勘探结果来看，锚区地质情况总体与原设计勘探地质情况较吻合，仅局部区域受岩面起伏影响顶标高有少量差异。从钻取的芯样中共取二十四组岩样进行了室内试验，中风化岩饱和单轴抗压强度为7.417.15MPa，平均强度为12.757MPa。从钻探孔中抽取两个岩样相对破碎的地质钻孔进行了压水试验，其渗透系数分别为0.03Lu和4.58Lu，表明中风化基岩为不透水岩或微透水岩。,根据设计地连墙进入中风化3米的嵌岩标准，按照补充勘探中风化岩面标高，提出各槽段建议终孔标高如下（其中期槽以槽段范围内中风化岩顶面最低点向下3米，期槽以相邻两个期槽中较深的槽段底标高为终孔标高）。,地下连续墙施工,一、基础处理,南锚碇位于长江下游冲积平原，锚区上部为第四系全新统冲湖积物，北侧粘性土与砂层间隔沉积，南侧主要为粘性土层，顶部粘性土主要为淤泥质粉质粘土和淤泥质粉质粘土夹粉砂，呈可塑状软塑状，其含水量高、孔隙比大，具高压缩性和低强度特征。为确保基坑内土方开挖时的设备正常运行以及提供良好的施工工作面，开挖前拟采取可靠的措施对软土层进行处理，以降低土层的含水量，通过综合比较，采用在基坑场区内上部软土层打设砂桩的施工方案，砂桩直径377mm，间距3m，桩顶标高+5.4m，呈梅花形布置，深度进入下部透水层粉细砂层0.5m（北区），对于南区没有砂层的区域，按最大深度25m进行打设，砂桩共计406根，平均长度约20m。,砂 桩,在锚区上部软土层进行地连墙成槽时，很容易发生塌孔或缩孔，造成孔内事故。地连墙施工的总体方案中，钢筋笼下放后需搁置在导墙上，即使建造高强度的钢筋砼导墙，原地基对该荷载也难以承受。因此考虑在地连墙施工前对第四系覆盖层上部进行预先加固处理，具体加固处理方法为采用深层搅拌桩技术。 深层搅拌桩布置在地下连续墙轴线两侧，与地连墙轴线平行两排套接桩柱，桩柱直径60cm，单桩中心距50cm，桩间搭接10cm。 深层搅拌桩加固深度，根据锚区淤泥质亚粘土的实际厚度确定，以尽量穿透该层并进入下层(粉细砂层)0.5m为准，平均深度约为15.50m，加固底部高程为-10-11m。,深层搅拌桩,对于P25、P26两个特殊期槽段，槽孔形状复杂，需多次铣削才能完成成孔，为确保该两槽孔在成槽期间的稳定性，除在成槽过程中加强泥浆质量控制外，在成槽前对该槽段比较薄弱、易坍塌的内侧拐角部位各采用2根直径80cm的塑性混凝土桩进行加固处理。 为防止强度过高影响铣槽机的铣削，在浇注前进行配比试验，除满足水下混凝土浇注性能外，控制其28天强度在13MPa之间。,特殊槽段加固塑性混凝土桩,二、主要成槽设备,宝峨BC32型铣槽机性能表,CZ-6型冲击钻机性能表,三、泥浆循环系统及 槽孔检测设备,泥浆循环系统由集中制浆站、泥浆池和供送与回收管路组成，并安装