1、1K413023 熟悉地基加固处理方法本条文以地铁工程为主简要介绍明挖基（槽）坑地基加固处理技术。一、地基加固处理作用与方法选择（一）地基加固处理作用1.提高地基的承载能力，满足设计要求；以保证拟建或邻近结构，不致发生超过允许的沉降。2.提高土体的强度和土体的侧向抗力，减少围护结构位移，以保证围护结构或邻近结构不致发生超过允许的位移。（二）方法选择1.换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便。2.采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基炕。二、常用方法与技术要点（一）注浆
2、法1.注浆法是利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学稳定性良好的“结石体”。2.注浆法所用的浆液是由主剂（原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂混合而成。通常所提的注浆材料是指浆液中所用的主剂。外加剂可根据在浆液中所起的作用，分为固化剂、催化剂、速凝剂、缓凝剂和悬浮剂等。注浆材料有很多，其中，水泥浆材是以水泥浆液为主的浆液，适用于岩土加固，是国内外常用的浆液。3.在地基处理中，注浆工艺
3、所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类；其应用条件见表 1K413023。4.注浆法可以采用两种溶液（如水泥浆和水玻璃）混合的方式控制浆液凝胶时间。施工方法可以分为以下三种形式：(1)一种溶液一个系统方式将所有的材料放进同一箱子中，预先做好混合准备，再进行注浆，这适合于凝胶时间较长的情况。(2)两种溶液一个系统方式将 A 溶液和 B 溶液预先分别装在各自准备的不同箱子中，分别用泵输送，在注浆管的头部使两种溶液会合。这种在注浆管中混合进行灌注的方法，适用于凝胶时间较短的情况。作为这种方式的变化，有的方法分别将准备在不同箱子中的 A 溶液和B 溶液送往泵中前使之混合，
4、再用一台泵灌注。另外，也有不用 Y 字管，而仍只用上述一个系统方式将 A 溶液和 B 溶液交替注浆的方式。(3)两种溶液两个系统方式将 A 溶液和 B 溶液分别准备放在不同的箱子中，用不同的泵输送，在注浆管（并列管、双层管）顶端流出的瞬间，两种溶液就汇合而注浆。这种方法适用于凝胶时间是瞬间的情况。也有采用在注浆 A 溶液后，继续灌注 B 溶液的方法。具体应该采取哪种方法，应该根据注浆的目的确定。（二）水泥土搅拌法1.水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。它利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂.（浆液或粉体）强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一
5、定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。目前，喷浆型湿法深层搅拌机械在国内常用的有单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机，喷粉搅拌机目前仅有单轴搅拌机一种机型。2.水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点：(1)最大限度地利用了原土；(2)搅拌时无振动、无噪声和无污染，可在密集建筑群中进行施工，对周围原有建筑物及地下沟管影响很小；(3)根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式；(4)与钢筋混凝土桩基相比，可节约钢材并降低造价。水泥固化剂一般适用于正常固结
6、的淤泥与淤泥质土（避免产生负摩擦力）、黏性土、粉土、素填土（包括冲填土）、饱和黄土、粉砂以及中粗砂、砂砾（当加固粗粒土时，应注意有无明显的流动地下水，以防固化剂尚未硬结而遭地下水冲洗掉）等地基加固。石灰固化剂一般适用于黏土颗粒含量大于 20%，粉粒及黏粒含量之和大于 35%.，黏土的塑性指数大于 10，液性指数大于 0.7，土的 pH 为48，有机质含量小于 11%，土的天然含水量大于 30%的偏酸性的土质加固。3.水泥土搅拌法施工步骤由于湿法和于法的施工设备不同而略有差异，具体见图 1K413023-1、图 1K413023-2。其主要步骤应为：(1)搅拌机械就位、调平；(2)预搅下沉至设计
7、加固深度；(3)边喷浆（粉）、边搅拌提升直至预定的停浆（灰）面；(4)重复搅拌下沉至设计加固深度(5)根据设计要求，喷浆（粉）或仅搅拌提升直至预定的停浆（灰）面；(6)关闭搅拌机械。在预（复）搅下沉时，也可采用喷浆（粉）的施工工艺，但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。（三）高压喷射注浆法1.由于高压喷射注浆使用的压力大，因而喷射流的能量大、速度快。当它连续和集中地作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素便在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土，均有巨大的冲击和搅动作用，使注入的浆液和土拌合凝固为新的固结体。2.实践表明，本法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性
8、土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬黏性土，含有较多的块石或大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范围小或影响处理效果。而对于含有过多有机质的土层，其处理效果取决于固结体的化学稳定性。鉴于上述几种土的组成复杂、差异悬殊，高压喷射注浆处理的效果差别较大，应根据现场试验结果确定其适用程度。对于湿陷性黄土地基，也应预先进行现场试验。3.高压喷射有旋喷（固结体为圆柱状）、定喷（固结体为壁状）和摆喷（固结体为扇状）等三种基本形状，它们均可用下列方法实现(图1K413023-3)；(1)单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；(2)双管法：喷射
9、高压水泥浆液和压缩空气两种介质；(3)三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。由于上述三种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理长度也不同，以三管法最长，双管法次之，单管法最短。实践表明，旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。4.高压喷射注浆的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。单管法及双管法的高压水泥浆和三管法高压水的压力应大于 20MPa。高压喷射注浆的主要材料为水泥，对于无特殊要求的工程，宜采用强度等级为 32.5 级及以上的普通硅酸盐水泥。根据需要可加入适量的外加剂及掺合料。外
10、加剂和掺合料的用量，应通过试验确定。水灰比通常取 0.81.5，常用为1.O。5.高压喷射注浆的全过程为钻机就位、钻孔、置入注浆管、高压喷射注浆和拔出注浆管等基本工序。施工结束后应立即对机具和孔口进行清洗。在高压喷射注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并及时采取措施。1K413024 熟悉工程降水方法明挖基坑或暗挖（人工）隧道施工均需降低地下水，阱保证安全施工。本条文简要介绍常见的降水方法及选择条件。一、降水方法选择（一）基本要求1.当地下水位高于基坑开挖面，需要采用降低地下水方法疏干坑内土层中水。疏干水有增加坑内土体强度的作用，有利于控制基坑围护结构变形。在软土地区基坑开
11、挖深度趣过 3m，一般就要用井点降水。开挖深度浅时，亦可边开挖边用排水沟和集水井进行集水明排。2.当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。当坑底含承压水层上部土体压重不足以抵抗承压水水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，防止承压水突涌，确保基坑开挖施工安全。3.当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。（二）工程降水有多种技术方法，可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类按表 1K413024 选择和设计。二、常见降水方法（一）明沟、集水井排水1.当基坑开挖不很深，基坑涌水量不大时，集
12、水明排法是应用最广泛，亦是最简单、经济的方法。明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或每隔 3040m 设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外(图 1K413024-1)。2.排水明沟宣布置在拟建建筑基础边 0.4m 以外，沟边缘离开边坡坡脚应不小于 0.3m。排水明沟的底面应比挖土面低 0.30.4m。集水井底面应比沟底面低 0.5m 以上，并随基坑的挖深而加深，以保持水流畅通。3.明沟、集水井排水，视水量多少连续或间断抽水，直至基础施工完毕、回填土为止。4.当基坑开挖的土层由多种土组成，中部夹有透水性能的砂类土，基坑侧壁出
13、现分层渗水时，可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统，分层阻截和排除上部土层中的地下水，避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方。（二）井点降水1.当基坑开挖较深，基坑涌水量大，且有围护结构时，应选择井点降水方法。即用真空（轻型）井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，同时使土体产生固结以方便土方开挖。2.井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。当基坑（槽）宽度小于 6m 且降水深度不超过 6m 时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧；当基坑（槽）宽度大于 6m或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，
14、布置在基坑（槽）的两侧，当基坑面积较大时，宜采用环形井点。挖土运输设备出入道可不封闭，间距可达 4m，一般留在地下水下游方向。3.井点管距坑壁不应小于 1.01.5m，距离太小，易漏气。井点间距一般为 0.81.6m。集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有 0.25%0.5%的上仰坡度，水泵轴心与总管齐平。井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定，但必须将滤水管埋入含水层内，并且比挖基坑（沟、槽）底深 0.91.2m，井点管的埋置深度应经计算确定。三、基坑的隔（截）水帷幕与坑内外降水（一）隔（截）水帷幕1.采用隔（截）水帷幕的曰的是切断基坑外的地下水流人基坑内部。截水帷幕
15、的厚度应满足基坑防渗要求，截水帷幕的渗透系数宜小于1.010-6.cmS。2.当地下含水层渗透性较强、厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。3.截水帷幕目前常用注浆、旋喷法、深层搅拌水泥土桩挡墙等结构形式。4.基坑的隔（截）水帷幕（或可以隔水的围护结构）周围的地下水渗流特征与降水目的、隔水帷幕的深度和含水层位置有关，利用这些关系布置降水井可以提高降水的效率，减少降水对环境的影响。5.隔（截）水帷幕与降水井布置大致可分成三种类型，需要依据有关条件综合考虑。（二）隔（截）水帷幕与降水井布置1.隔水帷幕隔断降水含水层基坑隔水帷幕深入降水含水层
16、的隔水底板中，井点降水以疏干基坑内的地下水为目的，见图 1k413024-2。这类隔水帷幕将基坑内的地下水与基坑外的地下水分隔开来，基坑内、外地下水无水力联系。此时，应把降水井布置于坑内，降水时，基坑外地下水不受影响。2.隔水帷幕底位于承压水含水层隔水顶板中隔水帷幕位于承压水含水层顶板中，井点降水以降低基坑下部承压含水层的水头，防 止基坑底板隆起或承压水突涌为目的，见图1K413024-3。这类隔水帷幕未将基坑内、外承压含水层分隔开。由于不受围护结构的影响，基坑内、外地下水连通，这类井点降水影响范围较大。此时，应把降水井布置于基坑外侧。因为即使布置在坑内，降水依然会对基坑外水位有明显影响，如果
17、布置在基坑内反而会多出封井问题。3.隔水帷幕底位于承压水含水隔水帷幕底位于承压水含水层中，如果基坑开挖较浅，坑底未进入承压水含水层，井点降水以降低承压水水头为目的；如果基坑开挖较深，坑底已经进入承压水含水层，井点降水前期以降低承压水水头为目的，后期以疏干承压含水层为目的，见图 1K413024-4。这类隔水帷幕底位于承压水含水层中，基坑内、外承压含水层部分被隔水帷幕隔开，仅含水层下部未被隔开。由于受围护结构的阻挡，在承压含水层上部基坑内、外地下水不连续，下部含水层连续相通，地下水呈三维流态。随着基坑内水位降深的加大，基坑内、外水位相差较大。在这类情况时，应把降水井布置于坑内侧，这样可以明显减少
18、降水对环境的影响，而且隔水帷幕插入承压含水层越深，这种优势越明显。1K413030 盾构法施工1K413031 掌握盾构施工条件与现场布置要求本条文简要介绍盾构施工条件选择和现场布置的要点。一、盾构法施工条件（一）盾构与盾构法施工1.盾构是用来开挖土砂类围岩的隧道机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成，也称盾构机械。2.盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌，进行开挖、推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。3.盾构机的种类繁多，按开挖面是否封闭划分有密闭式和敞开式两类；按平衡开挖面的土压与水压的原理不同，密闭式盾构机分为土压式（常用泥土压式）和泥水式两种。国内用于地铁工程的盾构主要是土压
19、式和泥水式两种(详见 1K413035)。（二）盾构法施工适用条件1.在松软含水地层，相对均质的地质条件。2.盾构法施工隧道应有足够的埋深，覆土深度宜不小于 6m。隧道覆土太浅，盾构法施工难度较大；在水下修建隧道时，覆土太浅盾构施工安全风险较大。3.地面上必须有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置。4.隧道之间或隧道与其他建（构）筑物之间所夹土（岩）体加固处理的最小厚度为水平方向 1.Om，竖直方向 1.5m。5.从经济角度讲，连续的盾构施工长度不宜小于 300m。（三）城镇施工注意事项1.工作井位置选择盾构施工隧道，除了工作竖井外，作业均在地下进行。因此工作竖井位置选择要考虑不影响地面社
20、会交通，对附近居民的噪声和振动影响较少区域；且能满足施工生产组织的需要。2.工作井断面尺寸确定拼装和拆卸用的工作井平面尺寸应根据盾构装拆的施工要求来确定。拼装井的井壁上设有盾构出洞口，井内设有盾构基座和盾构推进的后座。井的宽度一般应比盾构直径大 1.62.O 米 m，以满足操作的空间要求。井口长度，除了满足盾构内安装设备的要求外，还要考虑盾构推进出洞时，拆除洞门封板和在盾构后面设置后座，以及垂直运输所需的空间。3.施工环境条件限制在城镇内选择盾构法施工前提条件：(1)必须掌握隧道穿过区域地上和地下建（构）筑物的详尽资料，并做好处理保护方案。(2)必须采取严密的技术措施，把地表沉陷限制在允许的限
21、度内。(3)选择泥水式盾构必须设置封闭式泥水储存和处理设施。二、盾构施工现场布置（一）施工组织设计1.盾构施工组织设计、施工方案应满足合同工期和施工进度的要求，在规定的施工区域内正确处理施工期间所需各项设施之间的空间关系。2.在建设方提供的施工用地范围内，对施工现场的道路交通、材料仓库、材料堆场、临时房屋、大型施工设备、集土（泥）坑、拌浆系统、临时水电管线、消防器材等做出合理的规划布置。（二）施工现场平面布置1.盾构施工的现场平面布置：包括盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、两回路的变配电间等设施以及进出通道等。2.盾构施工现场设置：(1)工作井施工需要采取降水措施时，应设相当规模的降水系统（水泵房）。(2)采用气压法盾构施工时，施工现场应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。 (3)采用泥水平衡盾构机施工时，施工现场应设置泥浆处理系统（中央控制室）、泥浆池。(4)采用土压平衡盾构施工时，应设置电机车电瓶充电间等设施。
