高層建筑基礎(chǔ)施工課件

1、高層建筑基礎(chǔ)施工高層建筑基礎(chǔ)施工續(xù)（2 2）建筑園林工程分院高層建筑基礎(chǔ)施工1.高層建筑基礎(chǔ)施工對(duì)鄰近建筑和地下管道等的影響 高層建筑一般建造在人口密集的城市中心。基礎(chǔ)施工時(shí)，如發(fā)生支護(hù)結(jié)構(gòu)變形或失穩(wěn)；打樁產(chǎn)生擠土和振動(dòng)影響；井點(diǎn)抽水過度或地下水大量滲漏等種種現(xiàn)象，均會(huì)引起鄰近建筑的不均勻沉降，甚至開裂或倒塌；造成附近地下管道的位移、裂縫，乃至斷裂。為了保護(hù)鄰近的建筑物和地下管道不受破壞，必須采取相應(yīng)的措施。 在基礎(chǔ)施工階段，要對(duì)打樁、支護(hù)、挖土等施工過程實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握上層、支護(hù)結(jié)構(gòu)、相鄰建筑物和地下管線的變化情況，根據(jù)測(cè)試的報(bào)告，及時(shí)調(diào)整施工順序或采取必要的技術(shù)措施。 高層建

2、筑基礎(chǔ)施工 目前的施工技術(shù)水平，在建筑物密集的鬧市區(qū)進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，對(duì)鄰近建筑物和地下管線的影響還難以進(jìn)行嚴(yán)密的分析和精確的計(jì)算難以進(jìn)行嚴(yán)密的分析和精確的計(jì)算。因而，高層基礎(chǔ)施工對(duì)周圍環(huán)境的影響和危害的情形時(shí)有發(fā)生。因此，為了保證高層建筑基礎(chǔ)施工期間鄰近建筑物和地下管等安全和正常使用，并能在出現(xiàn)險(xiǎn)情前及時(shí)報(bào)警，把所造成的危害降低到最低程度，必須進(jìn)行這方面的監(jiān)監(jiān)測(cè)測(cè)。監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)作為高層建筑基礎(chǔ)施工期間的一項(xiàng)技術(shù)和安全保證措施，其觀測(cè)方案及實(shí)施辦法觀測(cè)方案及實(shí)施辦法應(yīng)列入施工組織設(shè)計(jì)。 高層建筑基礎(chǔ)施工1.1井點(diǎn)回灌技術(shù) 基坑降水后，會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生不同程度的影響，由于土的固結(jié)，會(huì)引起附近建筑物和管

3、道等下沉、開裂，影響半徑大約為五倍降水深度。為保護(hù)相鄰建筑和地下管道，在基坑內(nèi)降水時(shí)，基坑外水位要保持一定高度。目前，在高層建筑基礎(chǔ)施工中，大量采用井點(diǎn)回灌技術(shù)。即在井點(diǎn)與已有建筑物之間打入回灌井，在降水同時(shí)將水注入回灌井中，使靠近建筑物一側(cè)的地下水位減少下降，從而控制相鄰建筑物和地下管道的沉降。采取這類措施后，沉降量約可減少三分之二。 高層建筑基礎(chǔ)施工1.2防止土體擠壓、振動(dòng)的方法 高層建筑的基礎(chǔ)經(jīng)常采用打入預(yù)制長(zhǎng)樁的方法。這種施工方法對(duì)周圍毗鄰地段將產(chǎn)生較大影響，甚至破壞。造成這些損害的主要原因有： 高層建筑基礎(chǔ)施工 1.振動(dòng)作用 打樁時(shí)錘擊一瞬間，樁身迅速下沉，隨即又發(fā)生一些回彈，形成地

4、層的振動(dòng)，特別在打入困難時(shí)振動(dòng)更為劇烈。這種振動(dòng)，在深層處將很快被土層所吸收，而在地表卻可傳播一定距離，會(huì)使一些淺基礎(chǔ)的建筑物下沉、裂縫，影響一些管道安全。 2.樁對(duì)土體的擠壓作用 預(yù)制樁的大量打入，占據(jù)了一大部分體積，有時(shí)達(dá)1.54.0m3m2，使土的擠壓作用更為顯著。引起土體隆起，波及周圍環(huán)境。 高層建筑基礎(chǔ)施工3.飽和土層中的“超靜水壓力” 在飽和土層中打樁會(huì)產(chǎn)生孔隙水壓力的急劇增大，形成“超靜水壓力”。它通過地層中的含水層迅速向四周傳播，其影響的范圍更大于單純土體擠密的擠壓應(yīng)力。為了減少打樁所造成的影響和損害，可采用以下一些方法： 1.合理安排打樁順序，控制打樁速度 合理安排打樁順序，

5、控制打樁速度，使得打樁所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力與孔隙水壓力增量在發(fā)生后有一個(gè)消散的過程。避免連續(xù)將樁大量打入，使擠壓應(yīng)力積聚過多，增加影響的距離和程度。 高層建筑基礎(chǔ)施工 2.先鉆孔、后打樁 先在樁位上鉆深度為410m的孔，然后再將樁打入。這樣可以在一定程度上減少地表層團(tuán)打樁引起的振動(dòng)，減小擠壓應(yīng)力，促使打樁順利進(jìn)展。 3.挖防振溝 由于打樁的振動(dòng)波主要經(jīng)地表層傳播，所以，與一般基礎(chǔ)的防振措施一樣，可在打樁的建筑基地周邊開挖防振溝，一般深約1.52.0m，溝截面兩邊放坡。 4.布置袋裝砂井（或塑料排水板） 在軟土地基中打樁時(shí)，孔隙水出現(xiàn)超靜水壓力，由于粘土滲透系數(shù)小，不僅壓力不易消散，而且這種擠壓應(yīng)力

6、還將通過含水層傳遞到較遠(yuǎn)處。如在傳遞方向打一排袋裝砂井（或塑料板樁），使孔隙水增壓后可以流入砂井，從而加速壓力的消散。 高層建筑基礎(chǔ)施工 5.鋼板樁隔離措施 在要保留的建筑與新建高層之間打一排鋼板樁，最好是有相互咬口連接的拉森板樁。鋼板樁能形成一道鋼墻，使打樁時(shí)的振動(dòng)力和擠壓力擴(kuò)散到大面積的外圍土體中，大大減小了打樁點(diǎn)對(duì)局部的擠壓作用。 6.預(yù)鉆應(yīng)力消散孔 在要保護(hù)的建筑物和管線一側(cè)鉆一排直徑為2040cm的深孔，間距為12m，深度根據(jù)沉樁的深度和被保護(hù)對(duì)象的距離決定鉆孔后在孔內(nèi)填粗砂和碎石。沉樁時(shí)土被擠壓，孔隙水即沿深孔涌上排出，可以使深孔范圍內(nèi)的孔隙水壓力不致升高。 在實(shí)際施工中，常將各項(xiàng)

7、技術(shù)綜合運(yùn)用，能取得更好效果。 高層建筑基礎(chǔ)施工2.高層建筑基礎(chǔ)混凝土施工 高層建筑的基礎(chǔ)支模、扎筋和澆筑混凝土的工作，除與鋼筋混凝土工程有相同處以外，還有其自身的施工特點(diǎn)。 高層建筑基礎(chǔ)施工2.1大體積鋼筋混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工 高層建筑的箱形基礎(chǔ)或片筏基礎(chǔ)都有厚度較大的鋼筋混凝土底板，高層建筑的樁基礎(chǔ)則常有厚大的承臺(tái)。這些基礎(chǔ)底板和樁基承臺(tái)等均屬大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，整體性要求高，如無特殊情況，一般都要整體澆筑整體澆筑。 由于混凝土的澆筑體積大，積聚在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高。而混凝土表面則散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力溫度應(yīng)力，達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，

8、會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生溫度裂縫溫度裂縫。這種裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑后的升溫階段。 高層建筑基礎(chǔ)施工 當(dāng)混凝土冷卻時(shí)，由于逐漸散熱冷卻產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中混凝土自身的收縮，這兩種收縮受到基底的約束，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力，如果收縮應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生裂縫，有時(shí)會(huì)貫通整個(gè)截面。這種結(jié)構(gòu)裂縫，會(huì)造成嚴(yán)重危害。 為了防止溫度裂縫的產(chǎn)生，施工時(shí)宜采取以下的措施： 高層建筑基礎(chǔ)施工 （1）施工時(shí)宜選用發(fā)熱量低、初凝時(shí)間較長(zhǎng)的礦渣水泥。也可以采用60d或90d設(shè)計(jì)強(qiáng)度代替28d設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 （2）根據(jù)施工具體條件，盡量選用540mm的石子，增大骨料粒徑，可減少用水量和水

9、泥的用量。在澆筑混凝土?xí)r投入適量的毛石，以吸收熱量并節(jié)約混凝土。同時(shí)必須嚴(yán)格控制砂、石料的含泥量。 （3）選用適當(dāng)?shù)木從齽ㄈ缒举|(zhì)素磺酸鈣）和外摻料（粉煤灰），減少水泥用量，降低水化熱。 （4）控制混凝土的溫度。大體積混凝土內(nèi)外溫差不超過250C，溫度陡降不超過100C。在高溫季節(jié)，混凝土最高澆筑溫度不得超過280C。故澆筑時(shí)，可在砂石堆場(chǎng)、攪拌機(jī)平臺(tái)上搭設(shè)遮陽裝置；用冷水澆石子；用冰水拌制混凝土等。 高層建筑基礎(chǔ)施工 （5）混凝土澆筑時(shí)應(yīng)盡量擴(kuò)大澆筑工作面，放慢澆筑速度和減少澆筑厚度，以保證混凝土在澆筑中有一定的散熱機(jī)會(huì)。澆筑后的混凝土在初凝前，進(jìn)行二次振搗，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫。

10、（6）大體積混凝土在不同季節(jié)，應(yīng)采取不同的養(yǎng)護(hù)措施。夏季澆筑大體積混凝土?xí)r，可采用積水養(yǎng)護(hù)的方法。在混凝土表面上用磚砌成淺水池，然后放入300mm深的水，起保護(hù)和養(yǎng)護(hù)雙重作用。特殊情況下，還可以在基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)水降低混凝土的溫度。 高層建筑基礎(chǔ)施工 冬期大體積混凝土澆筑時(shí)，為防止表面散熱過快，造成過大的內(nèi)外溫差，應(yīng)在外部覆蓋保溫材料或者進(jìn)行短時(shí)加熱，拆模后迅速回填土方以利保溫。 大體積混凝土澆筑時(shí)必須設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)，以便了解內(nèi)外溫差的數(shù)據(jù)，及時(shí)采取相應(yīng)措施。為了防止結(jié)構(gòu)性裂縫，在設(shè)計(jì)時(shí)尚需注意，基礎(chǔ)的配筋要合理。大體積混凝土的整澆長(zhǎng)度需計(jì)算確定。如基礎(chǔ)長(zhǎng)度過長(zhǎng)，要留設(shè)后澆板帶，以保證結(jié)

11、構(gòu)質(zhì)量。 高層建筑基礎(chǔ)施工 為保證混凝土澆筑工作能連續(xù)進(jìn)行，避免留設(shè)施工縫，應(yīng)在下層混凝土初凝前，將上層混凝土澆筑并振搗完畢。因此在組織施工時(shí)，首先要按下式計(jì)算每小時(shí)澆筑混凝土的數(shù)量： Q=BLH /（t1-t2） 式中：Q 每小時(shí)混凝土澆筑量，即澆筑速度（m3/h） B、L 、H 分別為混凝土澆筑層的長(zhǎng)度、寬度和厚度 t1 混凝土初凝時(shí)間 t2 混凝土運(yùn)輸時(shí)間高層建筑基礎(chǔ)施工 根據(jù)混凝土的澆筑量，可以計(jì)算所需要的攪拌機(jī)和運(yùn)輸工具的數(shù)量。 計(jì)算攪拌機(jī)臺(tái)數(shù)或運(yùn)輸車輛數(shù)可用下式計(jì)算： n=Q/Pi 式中：n 攪拌機(jī)的臺(tái)數(shù)或車數(shù) Q 每小時(shí)混凝土澆筑量，即澆筑速度（m3/h） Pi 攪拌機(jī)的生產(chǎn)率或

12、車輛的運(yùn)輸量高層建筑基礎(chǔ)施工 計(jì)算澆筑時(shí)間 T=V/Q（h） 式中：T 大體積混凝土澆筑時(shí)間（h） Q 每小時(shí)混凝土澆筑量，即澆筑速度（m3/h） V 大體積混凝土的體積（m3）高層建筑基礎(chǔ)施工【例】 某高層建筑基礎(chǔ)長(zhǎng)20m、寬15m、厚2m，使用C30混凝土，由攪拌站用汽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)輸時(shí)間為0.5h（包括裝、運(yùn)、卸），混凝土初凝時(shí)間為3h，采用全面分層澆筑，澆筑層厚度為0.3m，要求連續(xù)施工，不留設(shè)施工縫。已知攪拌站使用800L自落式攪拌機(jī)，每臺(tái)實(shí)際生產(chǎn)能力為10m3/h。試計(jì)算每小時(shí)混凝土澆筑量？攪拌站所需攪拌機(jī)臺(tái)數(shù)和澆筑完混凝土所需時(shí)間？ 高層建筑基礎(chǔ)施工【解】 Q=BLH /（t1-

13、t2）=20150.3/ （3-0.5） =36m3/h n=Q/Pi=36/10=3.6（臺(tái)） 取4臺(tái) T=V/Q= 20152/（410）=15h 答：該基礎(chǔ)底板混凝土澆筑量應(yīng)大于36m3/h ，共需有4臺(tái)攪拌機(jī)同時(shí)工作，連續(xù)澆筑15h完成。 高層建筑基礎(chǔ)施工 大體積混凝土的澆筑方案，除應(yīng)滿足每一處的混凝土在初凝以前就被上層新混凝土覆蓋并振搗完畢外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋件和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響。高層建筑基礎(chǔ)施工 大體積混凝土常用的澆筑方案有以大體積混凝土常用的澆筑方案有以下幾種下幾種： 1.全面分層 即在第一層混凝土全部澆筑完畢后，回頭澆筑第二層

14、，此時(shí)第一層混凝土應(yīng)尚未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工。采用這種方案時(shí)，結(jié)構(gòu)平面尺寸一般不宜太大，施工時(shí)宜從短邊開始，沿長(zhǎng)邊方向進(jìn)行。必要時(shí)可分成兩段，同時(shí)向中央相對(duì)地進(jìn)行澆筑。 高層建筑基礎(chǔ)施工 2.分段分層 即將基礎(chǔ)劃分為幾個(gè)施工段，從底層開始澆筑，第一段澆筑一定距離后就回頭澆第二層，再同樣依次澆筑以上各層。由于總的層數(shù)不多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案，單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土量較少。適用于厚度不大，而面積或長(zhǎng)度較大的結(jié)構(gòu)。 高層建筑基礎(chǔ)施工 3.斜面分層 即混凝土由底一次澆筑到頂面，要求斜面坡度不大于l3，振搗工作應(yīng)從澆筑層斜面下端開始，逐漸上移，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。這種方案適用于長(zhǎng)度大大超過厚度的結(jié)構(gòu)，大部分底板大體積混凝土均可采用此方案澆筑。 高層建筑基礎(chǔ)施工2.2箱形基礎(chǔ)外墻板施工縫的留置 箱形基礎(chǔ)的外墻板的支模和澆筑，可采用分次支模澆筑方法施工。其施工縫留設(shè)如右圖示。處理外墻接縫應(yīng)設(shè)接榫和止水帶。施工縫的處理，應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收規(guī)范的有關(guān)要求。 高層建筑基礎(chǔ)施工2.3后澆帶的設(shè)置 高層建筑基礎(chǔ)的底板宜連續(xù)澆筑。當(dāng)基礎(chǔ)長(zhǎng)度超過40m時(shí)，為了減少混凝土在硬化過程中的收縮應(yīng)力，一般可設(shè)置一