大型深基坑支护结构和施工新技术.ppt

大型深基坑支护结构与施工新技术，三局建设工程株式会社2013.07.15，2，1我国基坑工程发展概况2基坑工程新型支护结构3深基坑工程施工新设备和新技术4利用反手和“时空效应”钻井技术5结语，3，1我国基坑工程发展概况，自上世纪90年代以来，我国基坑工程技术发展很大。 基坑工程技术发展历程，第一阶段：上世纪80年代末至90年代末，研究、探索阶段，第二阶段：新世纪初十多年，发展阶段。 4、基坑工程技术发展历史，两阶段标志，第一阶段：发布2000年前后基坑工程国家行业标准和地方标准，第二阶段：发布2009年建筑基坑工程监测技术规范，(GB50497 )，相关规范，全面修订。 1我国基坑工程发展概况5、基坑工程设计理念的变化、初期：设计往往以满足地下工程施工为主。 以经验为中心，以理论为中心。 目前：满足环境保护是设计施工的基本出发点。 理论和经验相结合。 1我国基坑工程发展概况、基坑工程技术发展历史、6、基坑设计方法、极限平衡法、(布鲁姆法、盾构法、相当梁法等)。 考虑弹性支点法(解决变形分析问题)有限元法(平面、空间)土体与结构的共同作用、土的弹塑性等)，1我国基坑工程的发展概况，基坑工程技术的发展过程，7，对基坑稳定性的认识，基坑事故主要是岩土类型的破坏形式。 整体滑坡稳定性、抗隆起稳定性等在软土中尤为突出。 1我国基坑工程发展概况、基坑工程技术发展历史、8、整平、重力式水泥土墙、土钉墙、常用基坑支护结构土体加固类整平、土钉墙、重力式水泥土墙等。 2基坑工程新型支护结构，9、钢板桩、地下连续墙、灌注桩、型钢水泥土搅拌墙、常用基坑支护结构支护墙、锚模围护墙：排桩、地下连续墙； 锚杆系统：锚杆式，内支撑。 围墙：双基坑工程新型支护结构，10，常用基坑支护结构，支护，锚式围墙：排桩，地下连续墙锚固系统：锚式，内支撑。 支护系统：内支护、钢支护、混凝土支护、双基坑工程新型支护结构、常用支护结构、支护、支护式围墙：排桩、地下连续墙； 锚杆系统：锚杆式，内支撑。 锚杆系统：锚杆与锚杆、锚杆式锚杆、土层锚杆、两坑工程新型锚杆结构、12、2.1复合土钉墙、土钉支护结构优点、施工方便、设备简单、经济效益显着等。 土钉支护结构的主要问题在应用上有一定限制，仅适用于非软土地区。 软土地区：稳定性。 2基坑工程新型支护结构，13、整体失稳、基坑隆起、过大变形、土钉支护结构主要问题软土地区：稳定性。 2基坑工程新型支护结构，采用2.1复合土钉墙、14、复合土钉墙、水泥搅拌桩、预应力锚杆、微桩等一种或多种结构与土钉墙复合支护结构。 2基坑工程新支护结构，2.1复合土钉墙，15，a )断水幕复合土钉墙，b )预应力锚固复合土钉墙，c )微桩复合土钉墙，d )断水幕-预应力锚固复合土钉墙，e )断水幕-微桩复合土钉墙，f )微桩-预应力锚固止水帷幕-微桩-预应力锚索复合土钉墙、双基坑工程新支护结构、2.1复合土钉墙、软土体自立性(加大自立高度和持续时间，提高稳定性)。 16、水泥土搅拌桩复合土钉墙、双基坑工程新型支护结构、2.1复合土钉墙、先行桩、预应力锚杆复合土钉墙非软土地区的应用微桩、预应力锚杆等限制土体位移。预应力锚杆复合土钉墙，加大预应力可使位移减少40%50%。 适应的基坑的挖掘深度增加了。 复合土钉墙增加了开挖深度(1215m )。 2基坑工程新型支护结构，2.1复合土钉墙，h、i、qO、bi、r、i、NUj/PUj/，mjj，2，1，4，3，1 -土钉； 2-预应力锚杆、3-剪幕4-微桩复合土钉墙结构设计中应注意的问题可计算复合体的共同作用，但复合体的作用：不可过大评价的原位土层、土钉有助于结构的稳定性：应占主要份额的18、2基坑工程的新支护结构、2.1复合土钉墙、19 双排桩结构特点，结构：横向刚度大，无需支撑和锚固工程：适应性广，工艺简单，无土工和挖掘，交叉作业，施工工期短等。 双坑工程新支护结构，双排桩结构，1，32，g，Ppk，ek，pk，Epk1-先行桩2-后排桩3-刚架梁双排桩的设计嵌固定性管理：在结构前后分析了桩与桩之间的整体土，嵌固段被动土的阻力在总阻力矩中占主要部分。 20、2.2双排桩结构，双基坑工程新支护结构，h、ldh，1-前排桩2-后排桩3-刚架梁，双排桩设计，刚架结构受力分析：1 )前、后排桩受力前排压迫； 后部受拉，引起q0、b、sb、po、1、2、3、前、后部桩的上下位移和桩体的弯矩。q0paka、b、paka、1、2、3、21、2.2的双排桩结构，双坑工程的新支架结构，h、ldh、双排桩的设计,2、2、2 )考虑到前、后排桩间的土体与其反作用力的变形关系，(桩间土视为水平方向单向压缩体，按压缩弹性模量确定刚性系数)，开挖后22、刚架结构受力分析：q0、b、sb、po、1、2、3、q0paka、b、paka、1、2、3、2.2双排桩结构，双基坑工程新型支护结构，23、双排桩的设计，刚架结构受力分析：3 )桩基梁、桩基梁与桩基梁的连接形成刚架结构。 2.2双排桩结构，双基坑工程新型支护结构，24，双基坑工程新型支护结构2.3型钢水泥土搅拌壁，型钢水泥土搅拌壁，由水泥土壁和内插型钢组成的复合支护结构。 特点、支撑性能好、成本低、环保(型钢可回收)等。 中国在2010年公布了型钢水泥土搅拌墙技术规程 JGJ/T199，表明该技术已经成熟。 25、型钢和水土作用、型钢：挡土构造、水土：除水幕。 2基坑工程新型支护结构2.3型钢水泥土搅拌墙，26，型钢水泥土搅拌墙功特性，墙体位移小：水泥土对提高墙体刚度有很大贡献的墙体抗弯承载力管理：不应考虑水泥土的作用，型钢间水泥土剪切：型钢间水泥土的滑移剪切和最弱，包括截面局部剪切。 2基坑工程新型支护结构2.3型钢水泥土搅拌墙、27型钢水泥土搅拌墙桩身强度是当前工程中矛盾集中的问题。 设计要求：一般强度为1.0MPa左右，更高，实际情况：很难达到设计要求，核心检测：28d强度值一般为0.4MPa左右。 2基坑工程新型支护结构2.3型钢水泥土搅拌墙，28，水泥土搅拌墙桩的强度如何确定，工程实际：没有因强度低而受到破坏的事例，理论分析：水泥土28d抗压强度要求为0.5MPa左右，规范建议：采用0.5MPa以上为宜。 2基坑工程新型支护结构2.3型钢水泥土搅拌墙、29、3深基坑工程新设备和新工艺、施工中的新设备和新工艺、地下连续墙、混凝土咬合桩、超深多轴水泥土、搅拌桩(SMW工艺)、水泥土搅拌连续墙(TRD工艺)、超大型环支撑系统、十字钢支撑双向预应力技术、混凝土支撑桩1 )抓斗式成槽机(适用软土层)，2 )旋转式多头挖掘机(适用硬土层)，3深孔施工新设备和新技术3.1地下连续壁成槽机械和技术常用的成槽机械3 )两轮铣削式成槽机(适用硬土层和岩石，也适用软土和砂性土) 30、31， 上海500kV世博地下变电站(成槽1.2m厚，60m深) 3深基坑工程施工新设备和新技术3.1地下连续墙成槽机械和工艺研磨式成槽机的最大成槽深度可达150m，墙壁厚度可达2.5m。 32、槽壁稳定、粉土、粉土砂等易破碎土层的技术措施：地下连续壁(水泥土搅拌桩保护槽壁)改善泥浆性能。 3深基坑工程施工新设备和新技术3.1地下连续墙成槽机械和技术，水泥土搅拌桩保护沟壁，33，1 ) 钻井、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘钻井、钻井、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、挖掘、装土外运：将土直接放入挖掘、卸土。 泥浆保护壁：易碎土层采用静态泥浆保护壁(泥浆排放量仅为传统工艺的1/41/5 )。 不易崩塌的土层可采用干式或清水钻井技术(不需泥浆保护壁)。 3深基坑工程施工新设备与新技术3.2灌注桩施工新技术，35，2 )钻孔咬合灌注桩隔开间隔配置的混凝土桩与配筋桩相互啮合，形成“桩壁”。 3深基坑工程施工新设备与新技术3.2灌注桩施工新技术、咬合方法、旋挖钻机成孔、推挖钻机成孔、套管成孔。 36，2 )钻孔与钻孔灌注桩咬合，性能，与间隔式钻孔灌注桩排桩相比，除水性能良好，无需额外的除水幕。 与地下连续墙相比，功能基本相同，但施工简单，成本低廉。 3、深基坑工程施工新设备与新技术3.2灌注桩施工新技术，37，2 )钻孔咬合灌注桩，3、深基坑工程施工新设备与新技术3.2灌注桩施工新技术，38，2 )钻孔咬合灌注桩与配筋桩，坯桩混凝土：(超缓凝)初凝时间在4070h以上，3d强度在3MPa以下，28d强度在C15以上。 配筋灌注桩：素桩混凝土初凝阶段施工，咬合素桩。 3、深基坑工程施工新设备与新技术3.2灌注桩施工新技术，39，2 )开孔灌注桩相互咬合，套管成孔，适用：除咬合桩外，还可用于淤泥、流沙、地下水丰富等不良地层的城市建筑物密集或有地下障碍的地区。 3深基坑工程施工新设备和新技术3.2灌注桩施工新技术，40，3深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工技术1 )多轴柱列式水泥土搅拌墙SMW施工法(SoilMixingWall )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。 型钢拉拔机械：液压式拔桩机。 三轴搅拌桩机，液压拔桩机，41，高灰分比的必要性是什么？ 3深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工技术1 )关于多轴柱排列式水泥土搅拌墙水泥灰比的探讨：我国规范建议水泥配合量达到20%左右的灰比为1.52.0，砂砾土为1.22.0。 高水灰比的必要性是什么？ 没有必要的是水土强度没有好处的大量原土被置换，在施工中难以实现(实际施工中发生涌土时，多停止注水)。 置换排放的土是水泥含量高的废土，受到污染。 42、3深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工方法1 )多轴柱列式水泥土搅拌墙，43、1 )多轴柱列式水泥土搅拌墙，高水灰比必要性？ 在水泥土强度0.5MPa满足要求的前提下，水泥配合量为，水泥配合量为15%18%； 灰度比设定为0.81.0。 切换到用振动插入型钢的方法。 日本相关资料：水泥配合量在15%左右，灰白比在0.81.0之间。3、深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工方法，44，3深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工方法1 )多轴柱列式水泥土搅拌墙型钢插入：振动沉降、自重沉降、型钢插入时间、规范规定：水泥土搅拌后30min以内插入的工程经验水泥土搅拌后插入12h内，无影响。 振动插入对型钢与水泥土粘结力的影响？ 搅拌桩施工后12h以内(水泥初凝前)，振动插入型钢不影响粘结力。 45、3深基坑工程施工新设备与新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工方法1 )多轴柱列式水泥土搅拌墙，46、2 )水泥土搅拌连续墙，在日本为TRD施工方法(trechutingre-mixingdeepwall )，3深基坑工程施工新设备与新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工方法，47、2 )水泥土搅拌连续墙，特征，多轴柱列式表面平坦的深度很深。 3深基坑工程施工新设备与新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工技术，48，2 )水泥搅拌连续墙，搅拌连续墙施工机械，成壁：采用链锯式搅拌刀，墙深：工具用销钉连接，深度可达数十米，高度小：整体高度仅10米左右。 3深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥搅拌墙施工方法，49，2 )水泥搅拌连续墙、施工方法，本体所具有的链锯式搅拌工具沉入地基土中，沿刀架移动，往复运动，沿深度方向注入水泥浆，与土体搅拌、混合成墙。 3深基坑工程施工新设备和新技术3.3型钢水泥土搅拌墙施工技术，50，4.1地下结构逆风施工技术建设，逆风施工技术，地下工程自上而下施工技术。 特别适用：超深地下结构，环境保护要求高。 4、相反的做法和利用“时空效应”的钻井技术，以主体结构为“支撑”，不需要刚性大、基坑变形小的支撑，大幅节约资源，实现降低耗电的上下结构同时施工，能够不同程度缩短工期的地下结构顶板形成早，施工现场配置方便51、优点、4.1地下结构逆进施工方法的建设、4逆进施工方法和利用“时空效应”的挖掘技术、52、全逆进施工方法、逆进施工方法3354的上下结构是否同时施工、4.1地下结构逆进施工方法的建设、4逆进施工方法和利用“时空效应”的挖掘技术、53、 逆进法的平面区域是否全部逆进施工，全面逆进法主楼采用裙子的逆作、坑边的逆作、4.1地下构造的逆作、4逆作和利用“时空效应”的挖掘技术、54、逆作的几种方法3354顶板以下的构造是否采用逆作， 顶板以下结构是否采用反作用的角度，复盖挖掘法，4.1地下结构的反作用建设，利用4反作用和“时空效应”的挖掘技术，55反作用的几种方法3354围