大型深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工新技術(shù)

1、1孫漢清 1572297121深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝2逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)3結(jié)語(yǔ)31深基坑工程施工新設(shè)備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。41）抓斗式成槽機(jī)（適用軟弱土層）2）回轉(zhuǎn)式多頭鉆成槽機(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531上海500kV世博地下變電

2、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6槽壁穩(wěn)定粉土、粉砂土等易坍塌土層的技術(shù)措施： “夾心”地下連續(xù)墻（水泥土攪拌樁保護(hù)槽壁）； 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71）旋挖鉆孔灌注樁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81）旋挖鉆孔灌注旋挖成孔：通過(guò)桶狀斗式鉆頭回轉(zhuǎn)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?jī)H傳統(tǒng)工藝的1/41/5）；不易坍塌土層

3、可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝（無(wú)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92）鉆孔咬合灌注樁由間隔布置的混凝土素樁和配筋樁相互咬合，形成的 “樁墻”。1.2 灌注樁施工新技術(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102）鉆孔咬合灌注樁性能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(jiǎn)便、造價(jià)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112）鉆孔咬合灌注樁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122）鉆孔咬合灌注樁素樁和配筋樁素樁的混凝土：

4、（超緩凝）初凝時(shí)間不小于4070h；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132）鉆孔咬合灌注樁全套管成孔適用：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141.3 型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1）多軸柱列式水泥土攪拌墻SMW工法（Soil Mixing Wall）攪拌樁施工機(jī)械：三軸（四軸或五軸）攪拌樁機(jī)械；樁徑6501000mm，最大深度可達(dá)60m。型鋼拔出機(jī)械：液壓式拔樁機(jī)。

5、三軸攪拌樁機(jī)液壓式拔樁機(jī)1 深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝15高水灰比的必要性？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關(guān)于水泥土水灰比的討論：我國(guó)規(guī)范建議水泥摻量高達(dá)20%左右；水灰比為1.52.0，砂礫土中為1.22.0。1 深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝16高水灰比的必要性？不必要對(duì)水泥土強(qiáng)度并無(wú)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)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171）多軸柱列式水泥土攪拌墻高水灰比必要性？基于水泥土強(qiáng)度0.5MPa

6、可滿足要求的前提，建議水泥摻量取15%18%； 水灰比取0.81.0。改用震動(dòng)插入型鋼的方法。日本有關(guān)資料：水泥摻量15%左右，水灰比0.81.0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181.3 型鋼水泥土攪拌墻施工工藝1）多軸柱列式水泥土攪拌墻型鋼插入：震動(dòng)沉入自重下沉1 深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝19型鋼插入時(shí)間？規(guī)范規(guī)定：水泥土攪拌后30min內(nèi)插入；工程經(jīng)驗(yàn)；水泥土攪拌后12h內(nèi)插入，并無(wú)影響。振動(dòng)插入對(duì)型鋼與水泥土的粘結(jié)力的影響？在攪拌樁施工后12h內(nèi)（水泥初凝前），振動(dòng)插入型鋼不會(huì)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

7、1 深基坑工程施工新設(shè)備和新工藝202）水泥土攪拌連續(xù)墻日本稱TRD工法（Trench Cutting Re-mixing Deep Wall）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212）水泥土攪拌連續(xù)墻特點(diǎn)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222）水泥土攪拌連續(xù)墻攪拌連續(xù)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?。赫w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232）水泥土攪拌連續(xù)墻施工工藝主機(jī)所帶的

8、鏈鋸式攪拌刀具沉入地基土中并沿刀架移動(dòng)，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，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242.1 地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造逆作法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(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)25以主體結(jié)構(gòu)作為“支撐”，剛度大，基坑變形較??；無(wú)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(chǎng)布置方便。優(yōu)點(diǎn)2.1 地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)26全逆作法逆作的幾種方法 上下結(jié)構(gòu)是否同步施工 半逆

9、作法2.1 地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)27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 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)28逆作的幾種方法頂板以下結(jié)構(gòu)是否采用逆作從頂板以下結(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(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)29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(shí)圍護(hù)墻(灌注樁排樁)臨時(shí)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 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)30逆作法的土方開挖抓斗挖

10、土2.1 地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)取土架（抓斗）挖土31逆作法的土方開挖長(zhǎng)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(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)32逆作法的土方開挖皮帶運(yùn)輸機(jī)取土2.1 地下結(jié)構(gòu)的逆作法建造2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)33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2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)342.2 軟土地區(qū)利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)軟土地區(qū)土的特點(diǎn)含水率高、強(qiáng)度低，在開挖時(shí)有很大的流變性。開挖易引起基坑過(guò)大變形，甚至危及周邊環(huán)境。2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)35基

11、坑工程的“時(shí)空效應(yīng)”基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和周邊地層的變形：隨時(shí)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(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)36利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)“分層、分塊、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”。超大深基坑中，分塊開挖是最基本的措施。2.2 軟土地區(qū)利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)37分塊開挖典型方式之一 超長(zhǎng)線性基坑采用分段分層開挖方法，及時(shí)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(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)38分塊開挖典型方式之二 無(wú)內(nèi)支撐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(cāng)施工法以加快進(jìn)度。2.2 軟土地區(qū)利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)39分塊開挖典型方式之三大面積采用內(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(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)2 逆作法和利用“時(shí)空效應(yīng)”的開挖技術(shù)40分塊開挖典型方式之三大面積采用內(nèi)支撐