1、1,第二章 高层建筑基础工程施工,1、地下水控制方法2、深基坑的支护,2,基坑工程特点综合性强:基坑工程涉及工程地质、土力学、渗流理论、结构工程、施工技术和监测设计等。2. 临时性和风险性大:一般情况下，基坑支护是临时措施，支护结构的安全储备较小，风险大。3. 地区性:各地区基坑工程的地质条件不同，同一城市不同区域也有差异。因此，设计要因地制宜，不能简单照搬。,3,4. 环境条件要求严格:邻近的高大建筑、地下结构、管线和地铁等对基坑的变形限制严格，施工因素复杂多变，气候、季节、周围水体均可产生重大变化。 以上特点决定了基坑工程设计、施工的复杂性。多种不确定因素，导致在基坑工程中经常发生概念性的
2、错误，这是基坑事故的主要原因。,4,2.1 地下水控制方法降水的方法主要有积水明排和井点降水两类。井点降水 的方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井 井点等 （各类井点适用范围见表）,根据选用的井点确定,5,轻型井点示意图,一、轻型井点降水轻型井点降低地下水位，是沿基坑周围以一定间 距埋入井点管(下端为滤管)至蓄水层内，井点管上端 通过弯连管与地面上水平铺设的集水总管相连接，利 用真空原理，通过抽水设备 将地下水从井点管内不断抽 出，使原有地下水位降至坑 底以下。,6,直径50mm,长1.01.5米； 管壁钻孔 13-19mm；外包两层过滤网 ；,1、 轻型井点设备1）管路系统
3、井点管；直径50mm；长57米 滤管： 总管：直径100127mm，每段长4米 弯连管：透明塑料管 2）抽水设备：真空泵,轻型井点示意图,7,2、轻型井点布置根据基坑平面形状、尺寸、深度、土质；地下水位高低、流向、降水深度；1）平面布置： 单排布置：基坑宽度小于6米；降水深度不超过5米；布置在地下水上游一侧；两端延伸不小于基坑宽度（B）；,8, 双排布置-基坑宽度大于6米；降水深度不超过5米；两端延伸不小于基坑宽度； 环向排布置-基坑面积较大时；,9,2）高程布置 一般不超过6米 井点管埋设深度：考虑安全H 应加1/2滤管长度 若计算出的H值大于井点管长度，达不到降水深度要求（用集水井排水法挖
4、去一层土再布置井点系统或采用二级井点 ）,10,3、轻型井点计算 （1）水井分类：根据地下水压力分：根据井底是否到达不透水层1）无压完整井水井布置在地下水上部 为透水层，地下水为无压水, 井底到达不透水层,承压井和无压井,完整井与非完整井。,11,2）无压非完整井地下水上部为透水层， 地下水为无压水，井底未 到达不透水层 3）承压完整井 虑管布置在两层不透水层之间 地下水有压力，井底到达 不透水层 4）承压非完整井 虑管布置在两层不透水层之间 地下水有压力， 井底未到达 不透水层,12,水位降落曲线,（2）涌水量计算1）无压完整井涌水量计算单井涌水量计算总涌水量计算（各单井之和）,H-含水层厚
5、度；K-渗透系数 R-抽水影响半径；r-水井半径 S-水位降低值； x0-环状井点假想半径, F-井点系统包围的面积,13,H0-抽水影响深度 H0H,抽水影响深度H0（m）,注：S为井点管内水位降低深度；,2）无压非完整井涌水量计算,14,（3）井点管数量计算与井距确定1）确定井点管数量2）确定井点间距,（Q-井点系统涌水量） （q-单根井点管最大出水量）,（K土层渗透系数）,15,4、轻型井点施工与运行（1）施工顺序： 挖沟槽敷设总管；冲孔沉设井点管，灌填砂滤料； 弯联管连接总管、井点管；安装抽水设备；试抽；（2）井点管埋设方法1）设水法-在井点管的底端按冲水装置，冲水下沉井点管。2）冲孔
6、法-水管冲水后在沉井点管。3）套管法-套管（150200mm）沉至要求深度填砂插入井点管（两管间填砂）拔套管。,16,（ 3）施工要求： 1）检查井点管透水性2）试抽，检察管路质量，在井点口0.51.0米范围用粘土填塞3）连续抽水，做好纪录4）对附近原有建筑物进行观测,17,【例 1-1】某工程基坑开挖（如图）, 坑底平面尺寸为 30m 15m, 天然地面标高为-0.300, 基坑底标高为 -4.500m, 基坑边坡坡 度为 1：0.5； 土质为: 地面至1.800m 为杂填土, -1.800- 7.200m 为细砂层, 细砂层以下为不透水层；地下水位标高 为-1.000m, 细砂层渗透系数
7、K=18m/d, 采用轻型井点降低地 下水位。求 :(1) 轻型井点系统的布置；(2) 计算涌水量、井点管数量和间距,18,（二）喷射井点 1、工作原理：,1）高压水井内、外管间的空间经杨水器测孔 流向喷嘴；2） 经喷嘴高速流入混合室，该室压力下降，形成真空；3）地下水被吸入混合室；4）由于截面扩大水流速度减小，使水压力上升，水经内管上升经总管排出,19,2、适用范围：1）降水深度6米以上2）渗透系数350m/d的砂土； 0.1 3m/d的粘土 3、施工顺序：安装水泵及泵的进出管敷设进、出水总管沉设井点管 接通回水总管试抽运行 4、喷射井点计算：涌水量、井点管数与间距、轻型井点1）高压水泵的工
8、作水流量 2）高压水泵的工作压力,20,（三）管井井点 沿基坑周围（20 50米）设一个管井，每个管井设一台水泵抽水适用：地下水量大的土层，土的渗透系数K 20m/d井点组成：管井-钢管（200250）； 砼管（内径400）， 间距2050米；深度815米吸水管-钢管或胶管(50100)水泵-离心泵或潜水泵。,21,特别注意减少由于井点降水对周围环境的影响与危害而采取的措施1）采用密封形式的挡土墙或其他密封措施。 截水：沿基坑四周设置截水帷幕，截水帷幕类型主要有深层搅拌水泥土桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续墙等，它们具有双重作用，除了挡水，还具有支护作用挡土。,22,截水帷幕的厚度应满足防渗的
9、要求。为了阻止基坑内外地下水相互渗流，落底式竖向截水帷幕的底部宜插入不透水层，其插入不透水层的深度可按下式计算：l=0.2hw-0.5b，其中hw为作用水头，b为帷幕厚度。,23,2）适当调整井点管的埋置深度3）采用井点降水与回灌井点想结合的技术 回灌措施包括回灌井点、回灌砂井、回灌砂沟等。回灌井点：在降水井点与要保护的已有建（构）筑物之间打一排井点，在井点降水的同时，向土层中灌入一定数量的水，形成一道隔水帷幕，使井点降水的影响半径不超过回灌井点的范围，从而阻止回灌井点外侧的建（构）筑物下的地下水的流失。,24,降水曲线：漏斗型 回灌曲线：倒漏斗型 回灌井点（砂井、砂沟）布置: 降水井与回灌井
10、距离一般不小于6m。 间距：降水井点的间距和被保护物的平面布置回灌井点（砂井）宜进入稳定降水曲线面下1m，且位于渗透性好的土层中，过滤管的长度应大于降水井点过滤管的长度。 设置水位观测井,25,回灌井点（砂井、砂沟）施工要点：埋设方法与质量要求抽灌平衡设置高位回灌水箱宜采用清水回灌井点与降水井点应协调控制4）采用注浆固土技术防止水土流失。,26,（四）截水当坑外降水可能危及周边环 境安全时，宜采用截水的方法 来控制地下水1、方法： 设截水帷幕开挖前沿基坑四周设置隔水围护壁（挡水，支护）2、截水帷幕的类型：水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续挡墙等3、为了阻止基坑内外的地下水相互渗流，落底
11、式竖向截水帷幕的底部宜插入不透水层 4、基坑内水量或水压较大时，在基坑内采用井点降水,27,5、当地下水层渗透性较强、厚度较大时，采用侧向截水与水平封底相结合的方案。（化学注浆、旋喷注浆）,28,（五）回 灌 回灌井点就是在降水井点与要保护的已有建筑物之间打 一排井点，在井点降水的同时，向土层中灌人一定数量的 水，形成一道隔水帷幕，使井点降水的影响半径不超过回灌 井点的范围，从而阻止回灌井点外侧的建(构)筑物下的地下 水的流失，,29,1、回灌的布置1）回灌井与降水井间距6米，避免两井相通。2）回灌井的间距应根据降水井和被保护建筑物平面位置确定3）且同步进行，回灌井两侧设观测井 2、施工要点1
12、）埋设方法、质量要求同降水井点2）回灌量不宜超过原水位的标高，尽量保持平衡3）回灌井应设置高位水箱，靠水位差重力流灌4）回灌水应采用清水，避免孔眼堵塞。5）回灌井与降水井应协调控制,30,工程实例：上海友谊商店工程上海友谊商店平面尺寸为68m*36m，筏基，基坑挖深近5m，相距10m处有30年代建造的5层电台大楼，亦为筏基。该处表层为厚23的褐黄色砂质粉土。施工时为防止产生流砂采用井点降水，为防止电台大楼产生过大的沉降，在电台大楼与友谊商店之间埋设了一排8m长的产生回灌井管，注水压力约0.05Mpa。结果在降水开挖基坑到基础工程完成的136d中，实测电台大楼的平均沉降只34mm，最大沉降为7m
13、m，最小处为零，友谊商店在降水施工过程中未对电台大楼产生有害的影响，证明回灌井点是有效的。,31,2.1.2深基坑开挖,机械：推土机、反铲挖土机、拉铲挖土机、抓铲挖土机开挖程序：分层大开挖、分层分段开挖、中心岛式开挖。,32,2.2 基坑支护工程 2.2.1 结构支护选型 1、常用的基坑支护结构类型： 放坡、 水泥土墙、地下连续墙、土钉墙、排桩 1）水泥土墙：水泥搅拌桩、高压喷射注浆装 2）地下连续墙：沿基坑周边浇注混凝土墙 3）土钉墙： 4）锚杆： 5）排桩：钢板桩、型钢横挡板、钻孔灌注桩、人工挖孔桩,33,2、基坑结构选型的依据：1）支护结构型式的受力特点、适用范围、技术经济和工期等指标；
14、2）基坑工程的现场条件： 平面尺寸、开挖深度 工程地质与水文地质条件、周边环境3）施工机械设备和施工季节、造价、工期,34,3、结构支护使用条件,35,2.2.2 基坑支护工程基本规定 一、基坑支护工程的主要内容1、基坑勘测；2、支护结构的设计和施工3、土方的开挖和运输4、地下水位控制5、土方开挖过程中的工程监测和环境保护监测的目的：及时掌握支护结构的内力和变形情 况、地下水位变化、基坑周围相邻建筑基础、地下管线情况,36,二、基坑支护工程的特点1、临时性 2、技术综合性基坑支护工程是岩土、结构、施工、测试、环境保护等学科知识的综合应用3、不确定性有时勘察钻孔也无法探明局部特殊的地质和场地周边
15、的实际情况4、地域性不同地区有不同的水文地质、工程技术经济条件,37,支护结构由挡土结构、锚撑结构组成。当支护结构不能起到止水作用时，可同时设置止水帷幕或采取坑内外降水。,1. 基坑支护结构的分类,1) 桩、墙式支护结构,此类支护结构应用广泛，适用性强，易于控制支护结构的变形，尤其适用于开挖深度较大的深基坑，并能适应各种复杂的地质条件，设计计算理论较为成熟，各地区的工程经验也较多，是基坑工程中经常采用的主要形式。,38,（1）悬臂式护坡桩(无锚板桩)对于粘土、砂土及地下水位较低的地基，用桩锤将工字钢桩打入土中，嵌入土层足够的深度保持稳定，其顶端设有支撑或锚杆，开挖时在桩间加插横板以挡土。,39
16、,（2）支撑(拉锚)护坡桩 水平拉锚护坡桩基坑开挖较深施工时，在基坑附近的土体稳定区内先打设锚桩，然后开挖基坑1m左右装上横撑(围檩)，在护坡桩背面挖沟槽拉上锚杆，其一端与挡土桩上的围檩(墙)连接，另一端与锚桩(锚梁)连接，用花篮螺栓连接并拉紧固定在锚桩上，基坑则可继续挖土至设计深度，如图10.3(a)所示。,40,支护护坡桩基坑附近无法拉锚时，或在地质较差、不宜采用锚杆支护的软土地区，可在基坑内进行支撑，支撑一般采用型钢或钢管制成。支撑主要支顶挡土结构，以克服水土所产生的侧压力。支撑形式可分为水平支撑和斜向支撑。水平支撑见图10.3（b),斜向支撑见图10.3(c)。,41,42,（3）土层
17、锚杆土层锚杆：将受拉杆件的一端(锚固段)固定在边坡或地基的土层中，另一端与护壁桩(墙)连接，用以承受土压力，防止土壁坍塌或滑坡，如图10.4所示。,43,粗钢筋加螺帽锚杆 1锚头；2拉杆；3锚固体,44,2) 实体重力式支护结构实体重力式支护结构常采用水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、土钉墙等。此类支护结构截面尺寸较大，依靠实体墙身的重力起挡土作用，按重力式挡土墙的设计原则计算。墙身也可设计成格构式，或阶梯形等多种形式，无锚拉或内支撑系统，土方开挖施工方便，适用于小型基坑工程。土质条件较差时，基坑开挖深度不宜过大。土质条件较好时，水泥搅拌工艺使用受限制。土钉墙结构适应性较大。,45,2. 深基
18、坑支护结构形式,46,47,48,49,50,3.桩墙式支护施工,1). 桩墙式支护结构的构造要求 (1) 现浇钢筋混凝土支护结构的混凝土强度等级不得低于C20。 (2) 桩墙式支护结构的顶部应设圈梁，如图2.33 所示，其宽度应大于桩、墙的厚度。桩、墙顶嵌入圈梁的深度不宜小于50mm；桩、墙内竖向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定。 (3) 支撑和腰梁，如图2.34 所示的纵向钢筋直径不宜小于16mm；箍筋直径不应小于8mm。,51,1-顶部圈梁；2-灌注桩；3-竖向钢筋,52,2). 灌注桩挡土结构施工概述灌注桩挡土结构主要有钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩，布置形式可分为密排、疏排
19、、双排，如图2.35 所示，疏排桩、双排桩可与止水帷幕结合使用。用做挡土结构的灌注桩直径一般为5001 200mm，桩间距(中心距)一般为1.52 倍的桩径。桩间土可采用砂浆抹面、注浆保护。,53,3)深层搅拌水泥土挡土桩施工 深层搅拌水泥土挡土桩：利用水泥作固化剂，通过特制的机械(型号有多种，SJB 系列深层搅拌机如图所示，另配套灰浆泵、桩架等)，将土与水泥强制拌和，使土硬结形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土加固桩。水泥土搅拌桩施工分为湿法(喷浆)和干法(喷粉)。对于基坑开挖深度较浅，一般小于7m时，可用此支护结构，它既可挡土又可挡水。若将深层水泥土单桩相互搭接施工，即形成重力坝式挡土墙。常
20、见的布置形式有：连续壁状挡土墙、格栅式挡土墙。,54,图 水泥土挡墙支护结构的常用布置形式 (a) 壁式 (b) 格栅式 (c) 拱式 (d) 设置型钢式 (e) 填料式,55,深层搅拌水泥土挡土桩施工流程见图所示。,56,图 SJB 系列深层搅拌机 1输浆管 2外壳 3出水口 4进水口 5电动机 6导向滑块 7减速器 8搅拌轴 9中心管 10横向系统 11球形阀 12搅拌头,水泥土搅拌桩施工步骤应为： (1) 搅拌机械就位、调平； (2) 预搅下沉至设计加固深度； (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)
21、或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面； (6) 关闭搅拌机械。,57,4）高压喷射注浆桩高压水泥浆(或其他硬化剂)的通常压力为15MPa 以上，通过喷射头上一或两个直径约2mm 的横向喷嘴向土中喷射，使水泥浆与土搅拌混合，形成桩体。喷射头借助喷射管喷射或振动贯入，或随普通或专用钻机下沉。使用特殊喷射管的二重管法(同时喷射高压浆液和压缩空气)、三重管法(同时喷射高压清水、压缩空气、低压浆液)，影响范围更大，直径分别可达1 000mm、2 000mm。施工工艺流程可概括如图示。,58,水泥土墙的规范要求,深层搅拌水泥土墙施工前，应进行成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆的配合比试验，以确定相应的水泥掺入比或
22、水泥浆水灰比，浆喷深层搅拌的水泥掺入量宜为被加固土重度的15%18%；粉喷深层搅拌的水泥掺入量宜为被加固土重度的13%16%。高压喷射注浆施工前，应通过试喷试验，确定不同土层旋喷固结体的最小直径、高压喷射施工技术参数等。高压喷射水泥水灰比宜为1.01.5。深层搅拌桩和高压喷射桩水泥土墙的桩位偏差不应大于50mm，垂直度偏差不宜大于0.5%。,59,水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求应及时调整施工工艺。水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯法检测墙身完整性，钻芯数量不宜少于总桩数的2%，且不应少于5 根；并应根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验。,6
23、0,5）钢筋混凝土护坡桩 钢筋混凝土护坡桩分为预制钢筋混凝土板桩和现浇钢筋混凝土灌注桩。预制钢筋混凝土护坡桩施工时，沿着基坑四周的位置上，逐块连续将板桩打入土中，然后在桩的上口浇筑钢筋混凝土锁口梁，用以增加板桩的整体刚度。现浇钢筋混凝土护坡桩，按平面布置的组合形式不同，有单桩疏排、单桩密排和双排桩，见图所示。,61,62,63,6)地下连续墙施工 在地面上采用专用挖槽机械设备，按一个单元槽段长度(一般68m)，沿着深基础或地下构筑物周边轴线，利用膨润土泥浆护壁开挖深槽。地下连续墙施工过程主要划分为三个阶段：准备工作阶段、成槽阶段和浇筑混凝土阶段。地下连续墙按单元槽段逐段施工，每段施工程序如图1
24、0.8所示。,64,地下连续墙的规范要求地下连续墙的常用厚度为600800mm，已建工程中最大厚度1 200mm。墙厚除满足设计要求外，还需结合成槽机械的规格决定，不宜小于600mm。地下连续墙单元墙段(槽段)的长度、形状，应根据整体平面布置、受力特性、槽壁稳定性、环境条件和施工要求等因素综合确定。当地下水位变动频繁或槽壁孔可能发生坍塌时，应进行成槽试验及槽壁的稳定性验算。地下连续墙受力钢筋应采用级钢筋，直径不宜小于20mm；构造钢筋可采用I 级或级钢筋，直径不宜小于14mm；竖向钢筋的净距不宜小于75mm；构造钢筋的间距不应大于300mm。单元槽段的钢筋笼宜装配成一个整体；必须分段时，宜采用
25、焊接或机械连接，,65,应在结构内力较小处布置接头位置，接头应相互错开。地下连续墙钢筋的保护层厚度，对临时性支护结构不宜小于50mm，对永久性支护结构不宜小于70mm。竖向受力钢筋应有一半以上通长配置。当地下连续墙与主体结构连接时，预埋在墙内的受力钢筋、连接螺栓或连接钢板，均应满足受力计算要求，锚固长度满足现行混凝土结构设计规范(GB 500102002)要求，预埋钢筋应采用I 级钢筋，直径不宜大于20mm。地下连续墙墙体混凝土的抗渗等级不得小于0.6MPa，二层以上地下室不宜小于0.8MPa。当墙段之间的接缝不设止水带时，应选用锁口圆弧形、槽形或V 形等可靠的防渗止水接头，接头面应严格清刷，
26、不得存有夹泥或沉渣。,66,施工工艺过程 修筑导墙挖槽吊放接头管(箱)、吊放钢筋笼浇注混凝土。,67,（1）地下连续墙挖槽机械设备的选择挖槽机械设备主要是深槽挖掘机、泥浆制备搅拌机及处理机具。地下连续墙挖掘机械有多头钻、挖掘机及抓斗式挖掘机，如图10.9所示。 （2）浇筑导墙结构为了保证挖槽竖直并防止机械碰撞槽壁，成槽施工之前，在地下连续墙设计的纵轴线位置上开挖导沟，在沟的两侧浇筑混凝土或钢筋混凝土导墙。导墙断面形式见图10.10所示。,1 准备工作,68,69,导墙的作用：护槽口，为槽定位(标高、水平位置、垂直)，支撑(机械、钢筋笼等)，存放泥浆(可保持泥浆面高度)。,70,71,72,（3
27、）制备护壁泥浆地下连续墙施工是利用泥浆护壁成槽。泥浆的作用是维持直立槽壁面的稳定性，利用泥浆循环携带出挖掘土渣，同时泥浆还能降低钻具温度，减少磨损。通常用机械将膨润土搅拌成泥浆；控制泥浆性能的指标有密度、粘度、失水量和泥皮性质。,73,泥浆的作用：护壁，携碴，冷却、润滑。 泥浆的成分：膨润土(特殊黏土，有售)、聚合物、分散剂(抑制泥水分离)、增黏剂(常用羟甲基纤维素，化学糨糊)、加重剂(常用重晶石)、防漏剂(堵住砂土槽壁大孔，如锯末、稻草沫等)。 泥浆质量的控制指标：比重(比重计)、黏度(黏度计)、含砂量(泥浆含砂量测定仪)、失水量和泥皮厚度(泥浆渗透失水，同时在槽壁形成泥皮，薄而密实的泥皮有
28、利于槽壁稳定，用过滤试验测定)、pH 值(一般为89 时泥浆不分层)、稳定性(静置前后比重差)、静切力(外力使静止泥浆开始流动后阻止其流动的阻力，静切力大时泥浆质量好)、胶体率(静置后泥浆部分体积与总体积之比)。 泥浆的处理：土碴的分离处理沉淀池(考虑泥浆循环、再生、舍弃等工艺要求)、振动筛与旋流器(离心作用分离)。,74,地下连续墙施工单元槽段的长度，既是进行一次挖掘槽段的长度，也是浇筑混凝土的长度。 划分单元槽段时，还应考虑槽段之间的接头位置，以保证地下连续墙的整体性。 开挖前，将导沟内施工垃圾清除干净，注入符合要求的泥浆。,2 成槽施工,75,机械挖掘成槽时应注意以下事项： 挖掘时，应严
29、格控制槽壁的垂直度和倾斜度。 钻机钻进速度应与吸渣、供应泥浆的能力相适应。 钻进过程中，应使护壁泥浆不低于规定的高度；对有承压力及渗漏水的地层，应加强泥浆性能指标的调整，以防止大量水进入槽内危及槽壁安全。 成槽应连续进行。成槽后将槽底残渣清除干净，即可安放钢筋笼。,76,4 钢筋笼吊放,3清底,采取在钢筋笼内放桁架的方法防止钢筋笼起吊时变形。,77,地下连续墙槽段之间的垂直接头，作为基坑开挖的防渗挡土临时结构时，要求接头密合、不夹泥；作为主体结构侧墙或结构部分的地下墙，除要求接头抗渗挡土外，还要求有抗剪能力。非抗剪接头常采用接头管的形式。钢筋笼按单元槽段组成一个整体。,5 槽段接头,78,常用
30、的施工接头有以下几种。 (1) 接头管(锁口管)接头，应用最多。一个单元槽段土方挖好后，于槽段端部用吊车放入接头管，然后吊放钢筋笼并浇筑混凝土，待浇筑的混凝土强度达到0.050.20MPa 时(一般在混凝土浇筑后35h，视气温而定)，开始用吊车或液压顶升架提拔接头管，上拔速度应与混凝土浇筑速度、混凝土强度增长速度相适应，一般为24m/h，应在混凝土浇筑结束后8h 以内将接头管全部拔出。接头管直径一般比墙厚小50mm，可根据需要分段、接长。端部半圆形可以增强整体性和防水能力。,79,a-开挖槽段；b-吊放接头管与钢筋笼；c-浇筑混凝土；d-拔出接头管；e-形成接头 1-导墙；2-已浇筑混凝土的单
31、元槽段；3-开挖的槽段；4-未开挖的槽段；5-接头管；6-钢筋笼；7-正浇筑混凝土的单元槽段；8-接头管拔出后形成的圆孔,接头管接头的施工过程,80,(2) 接头箱接头。一个单元槽段挖土结束后，吊放接头箱，再吊放钢筋笼。钢筋笼端部的水平钢筋可插入接头箱内。接头箱的开口面被焊在钢筋笼端部的钢板封住，因而浇筑的混凝土不能进入接头箱。混凝土初凝后，与接头管一样逐步吊出接头箱。其施工过程如图所示。,a-插入接头箱；b-吊放钢筋笼；c-浇筑混凝土；d-吊出接头箱；e-吊放后一个槽段的钢筋笼；f-浇筑后一个槽段的混凝土形成整体接头 1-接头箱；2-焊在钢筋笼端部的钢板,接头箱接头的施工过程,81,图所示用
32、U 形接头管与滑板式接头箱施工的钢板接头，是另一种整体式接头的做法。这种整体式钢板接头是在两相邻单元槽段的交界处，利用U 形接头管放入开有方孔且焊有封头钢板的接头钢板，以增强接头的整体性。接头钢板上开有大量方孔，其目的是为增强接头钢板与混凝土之间的黏结。滑板式接头箱的端部设有充气的锦纶塑料管，用来密封止浆，防止新浇筑混凝土浸透。为了便于抽拔接头箱，在接头箱与封头钢板和U 形接头管接触处皆设有聚四氟乙烯滑板。,1-接头钢板；2-封头钢板；3-滑板式接头箱；4-U型接头管；5-聚四氟乙烯滑板；6-锦纶塑料管接头管与接头箱长度一定,U型接头管与滑板式接头箱,82,(3) 隔板式接头。隔板式接头按隔板
33、的形状分为平隔板、榫形隔板和V 形隔板(如图所示)。由于隔板与槽壁之间难免有缝隙，为防止新浇筑的混凝土渗入，要在钢筋笼的两边铺贴维尼龙等化纤布。化纤布可把单元槽段钢筋笼全部罩住，也可以只有23m 宽。要注意吊入钢筋笼时不要损坏化纤布。带有接头钢筋的榫形隔板式接头，能使各单元墙段形成一个整体，是一种较好的接头方式。但插入钢筋笼较困难，且接头处混凝土的流动亦受到阻碍，施工时要特别加以注意。,6 水下浇筑混凝土,83,7 结构接头地下连续墙与内部结构的楼板、柱、梁、底板等连接的结构接头，常用的有下列几种： (1) 预埋连接钢筋法。此法应用最多，如图所示。连接钢筋弯折后预埋在地下连续墙内，待内部土体开
34、挖后露出墙体时，凿开预埋连接钢筋处的墙面，将露出的预埋连接钢筋弯成设计形状、连接。考虑到连接处往往是结构的薄弱处，设计时一般使连接筋有20%的富余。,预埋钢筋连接法 1-预埋的连接钢筋；2-焊接处；3-地下连续墙；4-后浇结构中受力钢筋；5-后浇结构,84,(2) 预埋连接钢板法。这是一种钢筋间接连接的接头方式，如图2.46 所示。预埋连接钢板放入并与钢筋笼固定。浇筑混凝土后凿开墙面使预埋连接钢板外露，用焊接方式将后浇结构中的受力钢筋与预埋连接钢板焊接。,预埋钢板连接法 1-预埋的连接钢板；2-焊接处；3-地下连续墙；4-后浇结构；5-后浇结构中受力钢筋,85,(3)预埋剪力连接件法。剪力连接
35、件的形式有多种，如图 所示。剪力连接件先预 埋在地下连续墙内，然后弯折出来与后浇结构连接。,预埋剪力连接件法 1预埋剪力连接件 2地下连续墙 3后浇结构,86,7）逆作法（逆筑法）施工,(1) 逆作法的工艺原理与优缺点,应用：逆作法是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。国外如美、日、德、法等国家，在多层地下结构施工中已广泛应用，收到较好的效果。如美国75 层、高203m 的芝加哥水塔广场大厦的4 层地下室，就是用18m 深的地下连续墙和144 根大直径钻孔灌桩做中间支承柱，以逆作法进行施工的。我国上海高116m 的电信大楼的3 层地下室等，都成功地应用了逆作法。传统的施工多层地
36、下室的方法是开敞式施工，即大开口放坡开挖，或用支护结构围护后垂直开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下室结构，待地下结构完成后再进行地上结构施工。,87,逆作法的工艺原理：如图所示：先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙也是地下室结构承重墙)或周围(地下连续墙等只用作支护结构)施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置(柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定)浇筑或打下中间支承柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑；然后施工地面一层的梁板楼 面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底；与此
37、同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。但是在地下室浇筑钢筋混凝土底板之前，地面上的上部结构允许施工的层数要经计算确定。,88,逆作法施工原理 1-地下连续墙；2-中间支撑柱；3-地面层楼面结构；4-底板,89,逆作法施工多层地下室有下述优点：,缩短工程施工的总工期。 基坑变形小，相邻建筑物等沉降少。 便底板设计趋向合埋。 可节省支护结构的支撑。,（2） 逆作法的特殊施工技术,中间支承柱施工,90,图 泥浆护壁用反循环钻孔灌注桩施工方法浇筑中间支承柱 l补浆管 2护筒 3潜水电钻 4排浆管
38、5混凝土导管6定位装置 7泥浆 8钢管 9自凝泥浆 10混凝土桩,91,图 大直径套管灌注桩施工方法浇筑中间支承柱 1套管 2抓斗 3混凝土导管 4H 形钢 5扩大的桩头 6填砂 7混凝土桩,92,（3）地下室结构浇筑地下室结构是由上而下分层浇筑的。地下室结构的浇筑方法有以下两种。 利用土模浇筑梁板,图2.51 逆作法施工时的梁、板模板 1楼板面 2素混凝土层与隔离层 3钢模板 4填土,93,图 柱头模板与施工缝 1楼板面 2素混凝土层与隔离层 3柱头模板 4预留浇筑孔 5施工缝 6柱筋 7H 形钢 8梁,94,图 施工缝处的浇筑方法 1浇筑混凝土 2充填无浮浆混凝土 3压入水泥浆,利用支模方
39、式浇筑梁板,95,图 墙板浇筑时的模板 1上层墙 2浇筑入仓口 3螺栓 4模板 5枕木 6砂垫层 7插筋用木条 8钢模板,（4）垂直运输孔洞的留设：逆作法施工是在顶部楼盖封闭条件下进行，在进行地下各层地下室结构施工时，须进行施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上下运输，所以须预留一个或几个上下贯通的垂直运输通道。为此，在设计时就要在适当部位预留一些从地面直通地下室底层的施工孔洞。亦可利用楼梯间或无楼板处做为垂直运输孔洞。通风、照明、安全,96,8）土钉墙的施工,土钉墙构造的规范要求 (1) 土钉墙墙面坡度不宜大于10.1； (2) 土钉必须和面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造措施，承
40、压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接； (3) 土钉的长度宜为开挖深度的0.51.2 倍，间距宜为l2m，与水平面夹角宜为520； (4) 土钉钢筋宜采用I、II 级钢筋，钢筋直径宜为1632mm，钻孔直径宜为70120mm； (5) 注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10；,97,(6) 喷射混凝土面层宜配置钢筋网，钢筋直径宜为6l0mm，间距宜为150300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80mm； (7) 坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。 (8) 当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，
41、坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。,98,施工与检测的规范要求 (1) 上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后方可开挖下层土方及下层土钉施工。 (2) 基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度的允许偏差宜为20mm，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土。 (3) 土钉墙施工可按下列顺序进行。 应按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志。 喷射第一层混凝土。 钻孔安设土钉、注浆，安设连接件。 绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土。 设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。,99,(4) 土钉成孔施工
42、宜符合下列规定。 孔深允许偏差 50mm。孔径允许偏差 5mm。孔距允许偏差 100mm。成孔倾角偏差 5%。 (5) 喷射混凝土作业应符合下列规定。 喷射作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm。 喷射混凝土时，喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.61.0m。 喷射混凝土终凝2h 后，应喷水养护，养护时间根据气温确定，宜为37d。 (6) 喷射混凝土面层中的钢筋网铺设应符合下列规定。 钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设，钢筋保护层厚度不宜小于20mm。,100, 采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。 钢筋网与土钉应连接牢固。 (7)
43、 土钉注浆材料应符合下列规定。 注浆材料宜选用水泥浆或水泥砂浆；水泥浆的水灰比宜为0.5，水泥砂浆配合比宜为1112(质量比)，水灰比宜为0.380.45。 水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀，随拌随用，一次拌合的水泥浆、水泥砂浆应在初凝前用完。 (8) 注浆作业应符合以下规定。 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净；注浆开始或中途停止超过30min 时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。,101, 注浆时，注浆管应插至距孔底250500mm 处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管； 土钉钢筋应设定位支架。 (9) 土钉墙应按下列规定进行质量检测。 土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不宜少
44、于土钉总数的l%，且不应少于3 根。 墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜每100m2 墙面积一组，每组不应少于3 点。 其他技术要点 1) 施工前的准备 2) 钻孔 3) 土钉制作和安放 4) 注浆 5) 喷射混凝土 6) 土钉的张拉与锁定,102,9）锚杆的施工,（1）工艺流程 施工准备钻孔安放拉杆插入注浆管、灌浆养护上腰梁及锚头张拉锁定。 （2）施工准备 勘察、原材料(含锚杆各部件、砂浆的配合比及强度试验、锚杆焊接的强度试验)、机具准备。 锚杆的拉杆常用粗钢筋、钢绞线。粗钢筋的非锚固段要涂防锈漆，并包扎沥青玻璃布。 钢绞线的锚固段需用溶剂或蒸汽清除油脂。拉杆由吊车辅助放入孔内。,1
45、03,（3）钻孔 锚杆钻机有许多类型，一般是向下倾斜。 螺旋式钻机适用于无地下水的黏性土、较密实的砂土，如图所示。拉杆可通过两种方式放入：成孔后退出钻杆，插入拉杆；拉杆随空心钻杆到达孔底，边灌浆边退钻杆，而拉杆留在孔内。,图 TK 式履带钻机,104,（4）灌浆 通过灌浆管用压浆泵或泥浆泵，压力0.34MPa。水泥砂浆浆体的灰砂比宜0.81.5，水灰比宜0.380.5。浆体强度应符合设计，并由试块检验。灌浆管为钢管或胶管，随拉杆入孔，随着灌浆拔出孔外。 （5）张拉锁定 锚杆张拉在锚固体强度大于20MPa 并达到设计强度的80%后进行。边坡规范要求超张拉：1.051.1 设计预应力值设计预应力值
46、。锁定由锚具实现。外锚头涂防腐材料或外包混凝土。,105,2.1.5 基坑工程试验,1 锚杆试验常用的锚杆试验有基本试验(测锚固体与岩土层粘结强度)、验收试验(检验施工是否符合设计)、蠕变试验(测量软土中锚杆随时间推移而应力下降、变形加大的量值)，其他锚杆试验尚有：群锚效应试验(锚杆间距很小小于10D 或1m 时做，D钻孔直径)、抗震耐力试验、常规性试验(如材料强度、锚头试验等)。锚杆试验在锚固体灌浆强度达到设计强度的90%后进行。,106,1） 基本试验基本试验主要目的是确定锚固体与岩土层间粘结强度特征值、锚杆设计参数和施工工艺；在以下情况必须做：采用新工艺、新材料或新技术的锚杆，无锚固工程
47、经验的岩土层内的锚杆，一级边坡工程的锚杆。 （1） 试验设备 试验设备主要有加载装置、量测装置及反力装置。 （2）试验标准 锚杆基本试验的地质条件、锚杆材料和施工工艺等应与工程锚杆一致。 基本试验时最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力准值的0.9 倍。 试验锚杆的锚固长度和锚杆根数应符合规定。,107,锚杆基本试验应采用循环加、卸荷。 试验中出现下列情况之一时可视为破坏，应终止加载： 试验完成后，应根据试验数据绘制荷载位移(Q-s)曲线、荷载弹性位移(Q-se)曲线和荷载塑性位移(Q-sp)曲线。 锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%，且不应大于自由段长度与1/2 锚固段长度之和的
48、弹性变形计算值。 锚杆极限承载力基本值取破坏荷载前一级的荷载值；在最大试验荷载作用下未达到(5)规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载值为基本值。,108,当锚杆试验数量为3 根，各根极限承载力值的最大差值小于30%时，取最小值作为锚杆的极限承载力标准值；若最大差值超过30%，应增加试验数量，按95%的保证概率计算锚杆极限承载力标准值。 基本试验的钻孔，应钻取芯样进行岩石力学性能试验。 2）验收试验 验收试验设备与基本试验相同。验收试验标准如下。 (1) 验收试验锚杆的数量取每种类型锚杆总数的5%(自由段位于I、II 或III 类岩石内时取总数的3%)，且均不得少于5 根。 (2) 验收试
49、验的锚杆应随机抽样。质监、监理、业主或设计单位对质量有疑问的锚杆也应抽样做验收试验。,109,(3) 试验荷载值对临时性锚杆为0.95 2 Asfy。 (4) 前三级荷载可按试验荷载值的20%施加，以后按10%施加，达到试验荷载值后观测10min，然后卸荷到试验荷载值的0.1 倍并测出锚头位移。 (5) 锚杆试验完成后应绘制锚杆荷载位移(Q-s)曲线。 (6) 满足下列条件时，试验的锚杆为合格： 加载到设计荷载后变形稳定。 符合基本试验锚杆弹性变形标准。 (7) 当验收锚杆不合格时应按锚杆总数的30%重新抽检；若再有锚杆不合格时应全数进行检验。 (8) 锚杆总变形量应满足设计允许值，且应与地区经验基本一致。,
