蓋挖法施工技術(shù)

蓋挖法施工技術(shù)10.1概述

在隧道施工中，明挖法具有施工簡單、快捷、經(jīng)濟、安全的優(yōu)點，其缺點是對周圍環(huán)境的影響較大。而暗挖法工期長。因此常用的方式是半明挖法。較常見的半明挖法是蓋挖法。蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。最早運用蓋挖法的工程是20世紀60年代西班牙馬德里的隧道，后來在很多國家隧道建設(shè)中得到應(yīng)用，其在國外已經(jīng)是成熟的技術(shù)，但我國的發(fā)展應(yīng)用比較晚。10.2蓋挖法特點及施工類型優(yōu)點①結(jié)構(gòu)的水平位移小，安全系數(shù)高②對地面影響小，可以最低程度影響交通，對居民生活影響小③施工受外界氣候影響小缺點①由于豎向出口少，需水平運輸，后期開挖出土不方便②作業(yè)空間小，施工速度較明挖法慢，工期長③和基坑開挖、支擋開挖相比費用較高◆蓋挖法的主要特點：

◆蓋挖法施工類型蓋挖法有逆作和順作兩種施工方法。兩種蓋挖法的不同點如下：⑴施工順序不同順作法是在擋土墻施工完畢后，對擋土墻進行必要的支撐，再著手開挖到設(shè)計標高，并開始澆筑基礎(chǔ)底板，接著依次由下而上，一邊澆筑地下結(jié)構(gòu)本體，一邊拆除臨時支撐；而逆作法是由上而下的進行施工的。⑵所采用的支撐不同在順作法中常見的支撐有鋼管支撐、鋼筋混凝土支撐、型鋼支撐以及土錨桿等；而逆作法中建筑物本體的梁和板也就是逆作結(jié)構(gòu)本身就可以作為支撐順作法中的支撐10.3蓋挖順作法

蓋挖順作法是在現(xiàn)有的道路上，按所需的寬度，由地表面完成擋土墻結(jié)構(gòu)后，以定型的預制標準覆蓋結(jié)構(gòu)置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復進行開挖和架設(shè)橫撐，直至設(shè)計標高。依序由下而上建筑主體結(jié)構(gòu)和防水措施，回填土并恢復管線路。最后依據(jù)需要擋土結(jié)構(gòu)的外露部分及恢復交通。蓋挖順作法中的擋土結(jié)構(gòu)是非常重要的，要求具有較高的強度、剛度和較高的止水性。根據(jù)現(xiàn)場條件、地下水位高低、開挖深度及周圍建筑的臨近程度，擋土墻結(jié)構(gòu)可選擇鋼筋混凝土鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻。剛度大、變形小、防水性好的地下連續(xù)墻是飽和軟弱地層的首選。開挖的寬度很大時，為了防止橫撐失穩(wěn)，控制橫撐的自由長度，并承受橫撐傾斜時產(chǎn)生的垂直分力以及行駛于覆蓋結(jié)構(gòu)上的車輛荷載和掛于覆蓋結(jié)構(gòu)下的管線重量，在建造擋土結(jié)構(gòu)的同時建造中間樁柱以支承橫撐。中間樁一般為臨時結(jié)構(gòu)，在主體結(jié)構(gòu)完成時將其拆除。為了增加中間樁的的承載力或減少其入土深度，可以采用底部擴孔樁或擠擴樁。定型的預制覆蓋結(jié)構(gòu)一般由型鋼縱、橫梁和鋼－混凝土復合路面板組成。為了便于安裝拆卸，路面板上均有吊裝孔。

蓋挖逆作法多用在深層開挖、軟弱地層開挖、靠近建筑物施工等情況下。該法在地下建筑結(jié)構(gòu)施工時以結(jié)構(gòu)本身既做擋土墻又作內(nèi)支撐，不架設(shè)臨時支撐。施工順序和順作法相反，從上往下依次開挖和構(gòu)筑結(jié)構(gòu)本體。10.4蓋挖逆作法10.4.1概要逆作法全逆作法半逆作法所謂全逆作法法就是從地地面開始始，地上上和地下下同時進進行立體體交叉施施工的方方法；半逆作法法是將地下下結(jié)構(gòu)自自地面往往下逐層層施工，，地面以以上結(jié)構(gòu)構(gòu)在地下下結(jié)構(gòu)完完成后在在進行施施工。優(yōu)點①結(jié)構(gòu)本本身用來來作為支支撐，具具有相當當高的剛剛度，使使擋墻的的應(yīng)力、、變形減減小、提提高了工工程的安安全性，，能有效效控制周周圍土體體的變形形和地表表的沉降降，減小小了對周周邊環(huán)境境的影響響。②適用于于任何不不規(guī)則形形狀的平平面或大大平面的的地下工工程。③可以早早期展開開地上結(jié)結(jié)構(gòu)的施施工。同同時進行行進行地地上和地地下結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工工，縮短短了工程程的施工工總工期期。④不必另另外架設(shè)設(shè)開挖工工作平臺臺，大大大削減支支撐和工工作平臺臺等大型型臨時設(shè)設(shè)施，減減少費用用。⑤由于開開挖和施施工的交交錯進行行，逆作作結(jié)構(gòu)的的自身荷荷載由立立柱直接接承擔并并傳遞給給地基，，減少了了大開挖挖的時卸卸載對持持力層的的影響，，減小了了基坑內(nèi)內(nèi)地基回回彈量。。10.4.2逆作法的的特點缺點①設(shè)置的的中間支支撐立柱柱和立柱柱樁要承承受地下下結(jié)構(gòu)及及同步施施工的上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的全部部荷載，，而且土土方開挖挖引起的的土體隆隆起易產(chǎn)產(chǎn)生立柱柱不均勻勻沉降，，對結(jié)構(gòu)構(gòu)影響不不利。②所設(shè)立立柱內(nèi)鋼鋼骨和原原設(shè)計中中的梁主主筋、基基礎(chǔ)梁主主筋沖突突，致使使節(jié)點構(gòu)構(gòu)造復雜雜，加大大施工難難度。③為搬運運開挖出出的土方方和施工工材料，，需在頂頂板多處處設(shè)置臨臨時施工工孔，必必須對頂頂板加強強措施。。④地下工工程在樓樓板的覆覆蓋下進進行施工工，閉鎖鎖的空間間使大型型的設(shè)備備難以進進場，給給施工帶帶來不便便。⑤混凝土土的澆筑筑在各階階段都分分有先澆澆和后澆澆兩種，，產(chǎn)生交交接縫，，不僅給給施工帶帶來不方方便，而而且?guī)韥斫Y(jié)構(gòu)防防水的問問題，對對施工計計劃和質(zhì)質(zhì)量管理理提出高高的要求求。逆作法適適用于以以下場合合：①接近開開挖地點點有重要要結(jié)構(gòu)物物時。當當在重要要結(jié)構(gòu)旁旁施工時時，要求求擋土墻墻變形量量很小，，運用逆逆作法施施工，多多采用高高剛度擋擋土墻，，逆作結(jié)結(jié)構(gòu)作為為結(jié)構(gòu)本本體，本本身具有有很大的的剛度，，能有效效控制變變形。②有強大大土壓或或其它水水平力作作用，擋擋土支撐撐不穩(wěn)定定，需要要強度和和剛度都都很大的的支撐。。③開挖深深度大，，開挖或或修筑主主體需要要較長時時間，特特別是需需要保證證施工安安全情況況下。④因進度度上的原原因，需需要在地地板施工工前修筑筑頂板，，以便進進行上部部回填和和開放路路面。采采用逆作作法，能能做到地地上和地地下同時時施工，，合理、、安全、、有效縮縮短工期期，提高高經(jīng)濟效效益。10.4.2逆作法的的適用場場合和注注意事項項注意事項項有以下下幾個方方面：①因逆筑筑混凝土土作為擋擋土支撐撐及主體體的一部部分使用用，故應(yīng)應(yīng)能充分分承受臨臨時設(shè)施施的自重重和其他他荷載，，同時不不能產(chǎn)生生有害的的變形，，并滿足足主體設(shè)設(shè)計上的的各種條條件。②因施工工是在頂頂板之下下作業(yè)，，作業(yè)環(huán)環(huán)境差，，故要充充分注意意施工的的順序、、方法和和安全。。③其開挖挖要在短短期內(nèi)進進行、把把范圍限限制在最最小限度度內(nèi)，不不要過度度開挖。。注意事項項：考慮主體體結(jié)構(gòu)以外的支支撐：當層高高較高或或地梁較較高時，，必須設(shè)設(shè)置結(jié)構(gòu)構(gòu)以外的的支撐。。在封閉閉的空間間里，如如何架設(shè)設(shè)和拆除除這些支支撐。引引起施工工事故的的發(fā)生。。當斜支支撐中有有較大軸軸力時，，軸力的的垂直分分量將會會影響逆逆作結(jié)構(gòu)構(gòu)及其立立柱，必必須對此此進行驗驗算。如下圖所所示，為為一個地地下4層層結(jié)構(gòu)的的施工為為例說明明逆作法法的施工工順序10.4.4逆作法的的施工順順序1-地下連續(xù)續(xù)墻；2-地下一層層；3-地下二層層；4-地下三層層；5-地下四層層；6-立柱第一步：：進行圍圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)第二步：：立柱樁樁的施工工第三步：：0.00層結(jié)構(gòu)施施工第四步：：第一次次開挖，，地下一一層梁板板澆筑第五步：：第二次次開挖，，地下二二層鋼梁梁架設(shè)及及梁板澆澆筑第六步：：第三次次開挖和和地下三三層鋼梁梁架設(shè)及及梁板澆澆筑第七步：：最終開開挖，基基礎(chǔ)及地地下四層層梁板施施工立柱樁一一般采用用現(xiàn)澆灌注注樁，在選擇擇施工方方法的時時候，要要考慮開開挖深度度范圍內(nèi)內(nèi)在地下水的的狀態(tài)、地基的地地質(zhì)構(gòu)成成、土質(zhì)及其相對密度度等因素。。現(xiàn)澆灌灌注樁在在削孔時時，保證證孔壁與與樁底穩(wěn)穩(wěn)定的施施工方法法一般有有四種：：設(shè)置擋墻墻法，即深基基礎(chǔ)工法法；采用用豎管，，使用水水泥或清清水的土螺鉆法法和反循循環(huán)法；采用套套筒的貝諾托工工法；僅使用用泥水的的ＢＨ法，矩形樁。10.4.5立柱結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工工立柱的安安裝方式式，主要要取決于于有無地下下水。①有地下水水時，立柱的的施工一一般采用用貝諾托工工法、土土螺鉆法法和反循循環(huán)法。。開挖過程程中，樁樁的制作作都必須須有穩(wěn)定劑；鋼立柱必必須插入入樁混凝凝土中進進行固定定。鋼立立柱不作作基礎(chǔ)底底板。在在立柱樁樁的混凝凝土中達達到足夠夠的強度度，并且且能支持持住鋼柱柱自重之之前，必必須在地地面上對對鋼立柱柱設(shè)置臨臨時支撐撐。10.4.5立柱結(jié)構(gòu)構(gòu)的施工工根據(jù)鋼立立柱安裝裝及樁混混凝土施施工順序序，將立立柱的安安裝方法法分為后插法和先插法兩種。先插法，，一般采采用有中中間固定定點的8-10m長的的豎管。。立柱較較短時，，安裝就就比較容容易控制制精度；；立柱較較長時，，就必須須將中間間固定點點向下移移動，并并將豎管管換成套套筒，以以使其承承擔孔壁壁的反力力等。在在混凝土土澆筑時時防止測測壓移動動立柱，，不僅牢牢牢固定定立柱，，而且必必須采取取使混凝凝土側(cè)向向流動較較小的澆澆筑方法法。后插法的的立柱平平面位置置在地面面上定好好，然后后將立柱柱垂直吊吊入這個個位置。。后插法法吊入立立柱時，，其位置置的準確確不僅取取決于立立柱的斷斷面，而而且取決決于立柱柱的重心心，細長立柱安安裝時，后后插法比先先插法容易易控制精度度。②沒有地下下水時，一一般采用深深基礎(chǔ)工法法：建造完完后，人進入樁孔內(nèi)內(nèi)，進行立立柱的插入和固定定。鋼柱的形形狀是帶有有基礎(chǔ)底板板的，根據(jù)據(jù)柱腳固定定方法的不不同，有錨釘方式、基礎(chǔ)外包混混凝土方式式以及他們的的組合方式。。基礎(chǔ)外包混混凝土方式式其基礎(chǔ)底底板下后澆澆混凝土的的高度不高高，并且施施工時要在在鋼柱基礎(chǔ)礎(chǔ)底板下將將混凝土填填充密實。。錨釘方式是是當樁混凝凝土澆筑后后，將樁固固定在預定定高度上，，依靠預先先埋設(shè)的錨錨釘將帶有有基礎(chǔ)板的的鋼立柱插插入釘固定定好。當精度要求求在1/400-1/200時，目測、懸掛掛2m左右右長的鉛錘錘、傾斜計計三種方式來來確認精度度。精度大于1/500時，采用激光電子發(fā)發(fā)光測定管管。逆作法接頭頭的位置逆作法接頭頭的位置基基本由地下下層的層高高來決定，，且滿足以以下要求：：①現(xiàn)澆混凝凝土梁板的的混凝土模模板易于安安裝且有足足夠的精度度；②模板和支支撐撤去后后，易于開開挖；③取在結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)力小的的位置；④盡可能接接頭盒砂漿漿找平層位位于同一標標高上。10.4.6逆作法的接接頭施工逆作法的接接頭處理逆作法的接接頭施工時時逆作法施施工的關(guān)鍵鍵環(huán)節(jié)之一一。在接頭頭處要求先先后澆筑的的混凝土具具有一樣的的受力性能以及等同物理指標。逆作法中中接頭采取取后填法施工工。由于澆筑筑速度不足足或流動性性差出現(xiàn)澆澆筑死角，，形成較大大的裂縫從從而造成防防水的薄弱弱環(huán)節(jié)。逆作法的三三種接頭施施工的接頭頭性能由好好到壞：填充法〉注注入法〉直直接法。10.4.6逆作法的接接頭施工①充填法在澆筑混凝凝土完畢后后，將接縫縫下方5-10cm厚的混凝凝土浮漿層層清除掉，，然后注入無收縮縮水泥。填充法的的接縫很容容易清洗，，充填部分分的高度也也很小，而而且沒有收收縮性，如如果施工好好可以實現(xiàn)現(xiàn)無間隙接縫縫。②注入法為了提混凝凝土的密度度和析水及及氣泡的排排放度，將將先澆筑混混凝土底面面做成斜面面。注入材材料有兩類類。較小縫隙（>0.1mm），，采用樹脂系材料，但成成本高；較大縫隙（>0.5mm），，采用水泥系材料，鑒于于其流動性性差，多加加特殊添加加劑。注入入通道的設(shè)設(shè)置可以采采用鉆頭鉆鉆孔法；或或設(shè)置接縫縫棒。③直接法在先澆筑混混凝土的下下方繼續(xù)澆澆筑，澆筑筑口高于施施工縫，利利用自重使使其密實，，再接縫口口進行二次次振搗，排排除氣泡，，增強密實實性。具體體有漏斗澆澆筑法、再再振動法、、套筒澆筑筑法三種形形式。漏斗澆筑法法——先澆筑混凝凝土的下方方，將它做做成兩個方方向或四個個方向的傾傾角（20-30））,在后澆澆的模板上上部設(shè)置高高15-20cm的的漏斗型澆澆筑口。柱柱子的澆筑筑口需要兩兩個以上，，澆筑口應(yīng)應(yīng)每隔1m設(shè)一個。。再振動法——當混凝土澆澆搗之后，，經(jīng)過半小小時，從漏漏斗處插入入振動器進進行二次振振動，排除除內(nèi)部氣泡泡，要做到到無縫連接接，還需與與注入法混混合使用。。③直接法在先澆筑混混凝土的下下方繼續(xù)澆澆筑，澆筑筑口高于施施工縫，利利用自重使使其密實，，再接縫口口進行二次次振搗，排排除氣泡，，增強密實實性。具體體有漏斗澆澆筑法、再再振動法、、套筒澆筑筑法三種形形式。套筒澆筑法法——在先澆混凝凝土內(nèi)部，，澆筑接頭頭混凝土之之前，從上上層板面往往下埋入直直徑150的套筒，，后澆筑的的混凝土通通過套筒從從上層板面面向下澆筑筑。利用澆澆筑壓力來來實現(xiàn)密實實性要求。。但此方法法需要與注注入法混合合應(yīng)用，才才能解決混混凝土沉降降較大的問問題。降水方法降水方法可可采用：基基坑明溝排排水或井點點降水。(1)基坑坑明溝排水水是在基坑坑內(nèi)設(shè)置排排水溝和集集水井，用用抽水設(shè)備備將基坑中中水從集水水井排出，，以達到硫硫干表層滯滯水和雨水水。(2)基坑坑井點降水水，必須編編制施工組組織設(shè)計，，其內(nèi)容應(yīng)應(yīng)包括：1)工程地地質(zhì)和水文文地質(zhì)資料料，以及地地下連續(xù)墻墻的深度，，必要時需需作現(xiàn)場抽抽水試驗確確定滲透系系數(shù)。2)根據(jù)基基坑規(guī)模、、開挖深度度，各土層層滲透性系系數(shù)等合理理選擇井點點類型、設(shè)設(shè)備和降水水方法。3)進行基基坑井點降降水設(shè)計，，如需設(shè)置置回灌井點點時，降水水系統(tǒng)設(shè)計計應(yīng)包括回回灌系統(tǒng)。。4)作出基基坑降水井井點的施工工方案。土方開挖分層開挖1．第一層層土方開挖挖第一層土方方開挖即從從自然地坪坪開始，挖挖到地下一一層梁板底底下適當位位置。一般般以機械開開挖為主，，局部輔以以人工修正正。第一層層土方開挖挖，地下連連續(xù)墻處于于懸臂狀態(tài)態(tài)，易發(fā)生生位移。當當層高不高高，懸臂造造成位移不不大，能滿滿足工程要要求時，可可以一次開開挖到地下下一層梁底底適當位置置。若層高高較高，其其懸臂引起起變形不能能滿足工程程要求時，，就不能一一次開挖，，應(yīng)采用““盆式”開開挖，即地地下室一層層土方的中中間部分一一次開挖到到地下一層層梁底適當當位置，周周圍留足被被動區(qū)三角角土，待地地面層樓板板澆筑完成成，具有90％強度度后再用逆逆作法開挖挖被動區(qū)三三角土，完完成地下一一層土方開開挖。2．逆作土土方開挖方方法(1)機械械開挖，可可采用小型型挖掘機械械直接下坑坑挖土。(2)機械械與人工結(jié)結(jié)合。(3)人工工開挖。(4)土方方的水平運運輸。除第(1)點之外，，其他形式式的土方開開挖均存在在土方開挖挖面向出土土洞口的土土方水平運運輸問題。。用小型機機械開挖，，可采用二二至三臺挖挖掘機接力力翻運。采采用人工開開挖時，常常采用雙輪輪或獨輪子子推車向出出土洞轉(zhuǎn)移移。地下室室開挖出的的土面地質(zhì)質(zhì)較差時可可用木片或或竹腳手片片鋪墊，不不使車輪淹淹入汽中。。最好辦法法還是逐塊塊開挖到梁梁底以下適適當位置后后，原地平平整，澆筑筑滲有早強強劑的厚為為100mm的素混混凝土墊層層，使形成成硬殼平面面．便于小小車推行及及逆作施工工時堆放梁梁板模板，，立模等工工作條件得得到滿足。。(5)土的的垂直提升升。地下室底板