大型深基坑支護(hù)(zhīhù)結(jié)構(gòu)

和施工新技術(shù)

孫漢清157229711共四十五頁1深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝2逆作法和利用“時空效應(yīng)(xiàoyìng)”的開挖技術(shù)3結(jié)語2共四十五頁1深基坑工程施工新設(shè)備(shèbèi)和新工藝施工中新設(shè)備和新工藝——地下連續(xù)墻、混凝土咬合樁排樁、超深多軸水泥土攪拌樁（SMW工法）、水泥土攪拌連續(xù)墻（TRD工法）、超大型環(huán)形支撐體系、十字鋼支撐雙向復(fù)加預(yù)應(yīng)力技術(shù)、混凝土支撐的繩（鏈）鋸切割法、錨桿的回收技術(shù)等。3共四十五頁1）抓斗式成槽機(jī) （適用(shìyòng)軟弱土層）2）回轉(zhuǎn)式多頭(duōtóu)鉆成槽機(jī) （適用較硬的土層）1.1

地下連續(xù)墻成槽機(jī)械和工藝

常用的成槽機(jī)械——

3）雙輪銑削式成槽機(jī)（適用堅(jiān)硬土層和巖石， 也適用軟土及砂性土）

1深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝4共四十五頁31上海500kV世博地下(dìxià)變電站（成槽1.2m厚、60m深）

1.1

地下連續(xù)墻成槽機(jī)械和工藝

銑削(xǐxuē)式成槽機(jī)——

最大成槽深度可達(dá)150m，墻體厚度可達(dá)2.5m。1深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝5共四十五頁槽壁穩(wěn)定(wěndìng)——粉土、粉砂土等易坍塌土層的技術(shù)(jìshù)措施：①“夾心”地下連續(xù)墻（水泥土攪拌樁保護(hù)槽壁）；②改良泥漿性能。1.1

地下連續(xù)墻成槽機(jī)械和工藝水泥土攪拌樁保護(hù)槽壁1深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝6共四十五頁1）旋挖鉆孔(zuànkǒnɡ)灌注樁1.2

灌注樁施工(shīgōng)新技術(shù)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝7共四十五頁1）旋挖鉆孔(zuànkǒnɡ)灌注

旋挖成孔：通過桶狀斗式鉆頭回轉(zhuǎn)(huízhuǎn)切削土體。裝土外運(yùn)：直接將土裝入鉆斗，提升卸土。泥漿護(hù)壁：易坍塌土層——采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁 （泥漿排量僅傳統(tǒng)工藝的1/4~1/5）；不易坍塌土層——可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝（無需泥漿護(hù)壁）。1.2

灌注樁施工新技術(shù)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝8共四十五頁2）鉆孔咬合灌注樁

由間隔布置的混凝土素樁和配筋樁相互(xiānghù)咬合，形成的“樁墻”。1.2

灌注樁施工(shīgōng)新技術(shù)咬合方法——旋挖鉆機(jī)成孔、沖抓鉆成孔、全套管成孔等。1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝9共四十五頁2）鉆孔(zuànkǒnɡ)咬合灌注樁性能(xìngnéng)——與間隔式灌注樁排樁相比：截水性能良好、不需附加的截水帷幕。與地下連續(xù)墻相比：功能基本相同，但施工簡便、造價低廉。1.2

灌注樁施工新技術(shù)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝10共四十五頁2）鉆孔(zuànkǒnɡ)咬合灌注樁1.2灌注樁施工(shīgōng)新技術(shù)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝11共四十五頁2）鉆孔(zuànkǒnɡ)咬合灌注樁

素樁和配筋樁——素樁的混凝土：（超緩凝） 初凝時間(shíjiān)不小于40~70h；

3d強(qiáng)度不大于3MPa；

28d強(qiáng)度不小于C15。配筋灌注樁：素樁混凝土初凝階段施工，咬合素樁。1.2灌注樁施工新技術(shù)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝12共四十五頁2）鉆孔(zuànkǒnɡ)咬合灌注樁全套(quántào)管成孔——適用：除用于咬合樁外，還可用于：淤泥、流砂、地下水富集等不良地層；城市建筑物密集或有地下障礙的地區(qū)。1.2灌注樁施工新技術(shù)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝13共四十五頁

1.3型鋼水泥土(nítǔ)攪拌墻施工工藝

1）多軸柱列式水泥土攪拌墻

SMW工法（SoilMixingWall）

攪拌樁施工機(jī)械：

三軸（四軸或五軸）攪拌樁機(jī)械； 樁徑650~1000mm，最大深度可達(dá)60m。

型鋼拔出機(jī)械：

液壓式拔樁機(jī)。

三軸攪拌(jiǎobàn)樁機(jī)液壓式拔樁機(jī)1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝14共四十五頁高水灰比的必要性？

1.3型鋼(xínggāng)水泥土攪拌墻施工工藝

1）多軸柱列式水泥土攪拌墻

關(guān)于水泥土水灰比的討論：

我國規(guī)范建議水泥摻量高達(dá)20%左右； 水灰比為1.5~2.0，砂礫土中為1.2~2.0。1

深基坑工程施工新設(shè)備(shèbèi)和新工藝15共四十五頁高水灰比的必要性？不必要——

對水泥土強(qiáng)度并無益處； 大量原土被置換，施工中難以實(shí)現(xiàn)

（實(shí)際施工中往往出現(xiàn)(chūxiàn)涌土?xí)r便停止注漿）； 置換排出的土為水泥含量較高的廢土，造成污染。

1.3型鋼(xínggāng)水泥土攪拌墻施工工藝

1）多軸柱列式水泥土攪拌墻1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝16共四十五頁1）多軸柱列式水泥土(nítǔ)攪拌墻高水灰比必要性？基于水泥土(nítǔ)強(qiáng)度0.5MPa可滿足要求的前提，建議——水泥摻量取15%~18%；水灰比取0.8~1.0。改用震動插入型鋼的方法。日本有關(guān)資料：水泥摻量15%左右，水灰比0.8~1.0之間。1.3型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝17共四十五頁

1.3型鋼水泥土攪拌(jiǎobàn)墻施工工藝

1）多軸柱列式水泥土攪拌墻

型鋼插入：

震動沉入自重(zìzhòng)下沉1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝18共四十五頁型鋼插入(chārù)時間？規(guī)范規(guī)定：水泥土攪拌后30min內(nèi)插入(chārù)；工程經(jīng)驗(yàn)；水泥土攪拌后1~2h內(nèi)插入，并無影響。振動插入對型鋼與水泥土的粘結(jié)力的影響？

在攪拌樁施工后1~2h內(nèi)（水泥初凝前），振動插入型鋼不會影響粘結(jié)力。

1.3型鋼水泥土攪拌墻施工工藝

1）多軸柱列式水泥土攪拌墻1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝19共四十五頁2）水泥土攪拌(jiǎobàn)連續(xù)墻日本(rìběn)稱TRD工法（TrenchCuttingRe-mixingDeepWall）1.3型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝20共四十五頁2）水泥土攪拌(jiǎobàn)連續(xù)墻特點(diǎn)(tèdiǎn)——與多軸柱列式水泥土攪拌墻相比：成墻連續(xù)；表面平整；深度大。1.3型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝21共四十五頁2）水泥土攪拌(jiǎobàn)連續(xù)墻攪拌連續(xù)(liánxù)墻施工機(jī)械——成墻：采用鏈鋸式攪拌刀具；成墻深：刀具用銷栓連接，深度可達(dá)數(shù)十米；高度小：整體高低僅10m左右。1.3型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝22共四十五頁2）水泥土攪拌(jiǎobàn)連續(xù)墻施工工藝——主機(jī)(zhǔjī)所帶的鏈鋸式攪拌刀具沉入地基土中并沿刀架移動，作往復(fù)運(yùn)動，并在深度方向灌入水泥漿液，與土體攪拌、混合成墻。1.3型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1

深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝23共四十五頁2.1地下結(jié)構(gòu)(jiégòu)的逆作法建造逆作法(zuòfǎ)——地下工程由上向下施工的方法。特別適用：超深地下結(jié)構(gòu)、環(huán)境保護(hù)要求高。

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)24共四十五頁①②③④以主體結(jié)構(gòu)作為“支撐”，剛度大，基坑變形較小；無需支撐，大大節(jié)約資源、降低能耗；可實(shí)現(xiàn)上、下結(jié)構(gòu)同步(tóngbù)施工，不同程度縮短工期；地下結(jié)構(gòu)頂板較早形成，施工現(xiàn)場布置方便。

優(yōu)點(diǎn)(yōudiǎn)——2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)25共四十五頁全逆作法(zuòfǎ)

逆作的幾種方法——

上下結(jié)構(gòu)是否同步(tóngbù)施工

半逆作法2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)26共四十五頁

逆作的幾種方法——

平面區(qū)域是否全部逆作施工全平面逆作法主樓順做裙樓逆作坑邊逆作法2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法(zuòfǎ)和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)27共四十五頁逆作的幾種(jǐzhǒnɡ)方法——頂板以下結(jié)構(gòu)是否采用逆作從頂板以下(yǐxià)結(jié)構(gòu)是否采用逆作的角度——蓋挖法2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)28共四十五頁逆作的幾種方法——圍護(hù)結(jié)構(gòu)是否兼作主體結(jié)構(gòu)外墻

“兩墻合一”(地下連續(xù)墻)

“兩墻合一”的逆作法

臨時圍護(hù)墻(灌注樁排樁)

臨時圍護(hù)墻、水平結(jié)構(gòu)的逆作法2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法(zuòfǎ)和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)29共四十五頁

逆作法的土方(tǔfāng)開挖——

抓斗挖土2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)(xiàoyìng)”的開挖技術(shù)取土架（抓斗）挖土30共四十五頁逆作法的土方開挖——長臂挖土機(jī)2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)(xiàoyìng)”的開挖技術(shù)31共四十五頁逆作法的土方(tǔfāng)開挖——皮帶(pídài)運(yùn)輸機(jī)取土2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

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逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)32共四十五頁逆作法的土方開挖——加大取土孔面積、增加取土孔數(shù)量——提高挖土效率2.1地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造

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逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖(kāiwā)技術(shù)33共四十五頁2.2軟土地區(qū)利用“時空效應(yīng)”的開挖(kāiwā)技術(shù)軟土地區(qū)(dìqū)土的特點(diǎn)——含水率高、強(qiáng)度低，在開挖時有很大的流變性。開挖易引起基坑過大變形，甚至危及周邊環(huán)境。

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)34共四十五頁基坑(jīkēnɡ)工程的“時空效應(yīng)”——基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和周邊(zhōubiān)地層的變形：隨時間推移而發(fā)展；因開挖的空間尺度、坑底暴露面積而不同。這在軟土地基的條件下尤為突出。2.2軟土地區(qū)利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)35共四十五頁利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)——

“分層、分塊、對稱(duìchèn)、平衡、限時”。超大深基坑中，分塊開挖是最基本(jīběn)的措施。2.2軟土地區(qū)利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)36共四十五頁分塊開挖典型(diǎnxíng)方式之一——超長線性基坑(jīkēnɡ)采用分段分層開挖方法，及時設(shè)置支撐、施工墊層。在前區(qū)段的基礎(chǔ)底板完成后進(jìn)行后續(xù)區(qū)段的開挖。形成線性的流水作業(yè)。2.2軟土地區(qū)利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)

2

逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)37共四十五頁分塊開挖典型(diǎnxíng)方式之二——無內(nèi)支撐(zhīchēng)的大面積基坑

利用后澆帶進(jìn)行分塊施工，在前一區(qū)塊基礎(chǔ)底板施工完成后進(jìn)行后一區(qū)塊的土方開挖。各塊之間可采用跳倉施工法以加快進(jìn)度。2.2軟土地區(qū)利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)

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逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)38共四十五頁分塊開挖典型(diǎnxíng)方式之三——大面積采用(cǎiyòng)內(nèi)支撐的深基坑采用分層盆式開挖或分層島式開挖的方式。2.2軟土地區(qū)利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)

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逆作法和利用“時空效應(yīng)”的開挖技術(shù)39共四十五頁分塊開挖典型