深基坑支护技术(二)施工

第四节支护结构施工深基坑支护技术第四节支护结构施工一、地下连续墙施工（一）地下连续墙施工工艺原理（二）构造处理1、混凝土强度及保护层《规程》：砼强度宜大于C20；钢筋直径≮φ20；净保护层厚≮70mm。2、接头设计两大类：施工接头、结构接头（1）施工接头指浇筑地下连续墙的相邻施工单元墙段的连接部位。常见接头：1）接头管接头（图1－52）基坑开挖前，分段开挖沟槽，放入钢筋笼，浇注混凝土，形成即挡土又防水的地下连续的混凝土墙。第四节支护结构施工（二）构造处理2）接头箱接头（图1－53）属于整体接头3）隔板式接头（略）（2）结构接头指地下连续墙与内部结构的楼板、梁、柱、底板的连接部位。有各种预埋件焊接连接，或预埋螺栓套筒（多用）连接。一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工1、施工前的准备工作（包括：现场情况和地质水文情况调查、制定施工方案）2、地下连续墙施工工艺过程主要工序：修筑导墙、泥浆制备与处理、挖深槽、钢筋笼制作与吊装、混凝土浇筑。主要施工过程→一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。2）导墙的形式：一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：形式（a）和（b）截面最简单，适用于表面土层良好、荷载小的情况；一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。2）导墙的形式：一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：形式（c）和（d）为应用较多的两种；一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。形式（e）适用于荷载较大的情况；一、地下连续墙施工2）导墙的形式：一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。形式（f）针对有邻近建（构）筑物，阻止其变形；一、地下连续墙施工2）导墙的形式：一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。形式（g）针对地下水位较高的情况；一、地下连续墙施工2）导墙的形式：一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙3）导墙施工：导墙厚度0.15～0.20m，深度1～2m。施工顺序：场地平整→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模并设置横撑→导墙外侧回填土（有外模板时）一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（2）挖深槽1）单元槽段划分：确定槽段长度（宜为4～8m）：槽段长，接头少；但过长，受限制。受限制的因素：A、地质条件；B、地面荷载；C、起重机的起重能力；D、单位时间内混凝土的供应能力；（混凝土宜在4h内浇筑完毕）E、工地上具备的泥浆池容量等。（应不小于单元槽挖土容量的2倍）一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（2）挖深槽（德国利渤海尔成槽机）有挖斗式、冲击式、回转式三大类型2）挖槽机械：挖斗式挖槽机——适合较软土层冲击式挖槽机——适合硬土层回转式挖槽机——多头钻切削土体一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（2）挖深槽2）挖槽机械：（挖斗式成槽机挖槽施工）一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（2）挖深槽3）防止槽壁坍方的措施①与槽壁稳定有关的因素：（可归纳为地质水文条件、护壁泥浆、施工方法三个方面）地下水位的相对高度及变化；泥浆质量及泥浆液面的高低；（宜高出地下水位0.5～1.0m；液面愈高愈好）地基土质条件；（土的φ、c值；φ值愈小，所需的泥浆相对密度愈大）施工单元槽段的划分；（槽段的深长比H/l，影响土拱作用的发挥）一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（2）挖深槽3）防止槽壁坍方的措施②防止措施：•缩小单元槽段长度；•改善泥浆质量，根据土质选择泥浆配合比，保证泥浆在安全液面以上；•注意地下水位的变化；•减少地面荷载，防止附近车辆和机械对地层的振动影响。一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（2）挖深槽4）施工质量要求•槽段长度允许偏差：±50mm；•槽段厚度允许偏差：±10mm；•槽段倾斜度：临时结构≤1／150；永久结构≤1／300。一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（3）清底①方法：沉淀法——先沉淀在清底；置换法——沉淀前泥浆置换，使泥浆相对密度在1.15以下。槽底沉渣厚度要求：临时结构≤200mm；永久结构≤100mm②沉渣未清除的危害两种方法都需从槽底清除沉渣，方法见上图；槽段接头部位的泥渣清除：刷子刷除；水枪冲洗。一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（4）钢筋笼加工与吊放1）钢筋笼加工•按单元槽段整体制作或分段制作；•控制保护层厚度；（主筋7～8cm）•插管处的钢筋加固；•内设纵向桁架。2）钢筋笼吊放一、地下连续墙施工第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工3、地下连续墙施工技术（6）混凝土浇筑导管法浇筑：（简单插导管浇筑）•导管插入深度一般在1.5m以上；最大≯9m；浇至墙顶时减为1.0m•导管间距R＝6.25SVS——砼坍落度（m）V——砼浇注（上升）速度（m／h）一、地下连续墙施工地下连续墙施工图片地下连续墙施工图片地下连续墙施工图片地下连续墙施工图片地下连续墙施工图片结构接头：预埋螺栓套筒连接。地下连续墙施工图片结构接头：预埋螺栓套筒连接。第四节支护结构施工二、土钉墙施工1、技术准备：编制土钉墙基坑支护施工组织设计，确定支护施工（锚喷）与土方开挖的施工方案（明确二者配合关系）；2、设备准备：土钉及有关的材料、施工机械（钻孔、拌浆和灌浆）；3、现场准备：现场定点和放线（确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点）。准备工作：第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术1、基坑开挖（1）基本要求：•每层开挖的最大深度。取决于土壁自稳的能力，通常取土钉竖向设计间距；•每层开挖的水平分段宽度。取决于土壁自稳能力，一般多为10～20m长；•基坑开挖要按设计，分层分段进行开挖。上一层作业面的土钉与喷射混凝土面层达到设计强度的70％后，方可进行下一层土层的开挖；•坡面平整度。允许偏差±20mm，人工修整坡面。二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术1、基坑开挖（2）防止边坡土壁塌陷的措施：1）严禁边壁超挖或挖土时造成土体松动；•修整边坡后，立即喷上一层砂浆层或混凝土层保护，凝结后在钻孔；•先构筑钢筋网喷射混凝土面层，而后钻孔和设置土钉；•在水平方向上分小段间隔开挖；•边壁底部先放斜坡，作完土钉后再清坡；•开挖前，沿开挖面先垂直打入钢管注浆加固土体等。2）对于易坍塌的土体可采取的措施：二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术2、喷射第一道面层钢筋钉、钢管钉指对修整后的边壁立即喷上一层薄混凝土或砂浆。（土质好可省去）3、设置土钉钢筋钉——先钻孔，后置入钢筋并沿全长注浆；钢管钉——钢管可直接击入土体，再由钢管内注浆。二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术土钉墙面坡度不宜大于1∶0.1；土钉的长度宜为开挖深度的0.5～1.2倍，间距宜为1～2m，水平夹角宜为5°～20°；土钉钢筋宜为Ⅱ、Ⅲ级钢筋，钢筋直径宜为16～32mm，钻孔直径宜为70～120mm；注浆水泥浆（或水泥砂浆）强度不宜低于M10；土钉构造要求（JGJ120－99）：二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术（1）钻孔成孔方式：①一般成孔方式为取土成孔。即：钻孔。包括：锚杆钻机、洛阳铲。②在易塌孔的土体中成孔。有：套管成孔、挤压成孔。成孔的允许偏差要求：（JGJ120－99）孔距：±100mm；孔经：±5mm；孔深：±50mm；倾角：±5％3、设置土钉二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术3、设置土钉（2）插入土钉钢筋插入土钉钢筋前，检查成孔质量并做好清孔；在钢筋上安装金属或塑料定位支架（沿钢筋间距约2～3m）二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术3、设置土钉（3）注浆1）多用移动式注浆泵。2）注浆方式：压力注浆（设置止浆塞，低压0.4～0.6MPa，高压1～2MPa）重力注浆（以满孔为准，初凝前补浆1～2次）3）注浆方法：①注浆前清除孔内土渣；②注浆管应插至距孔底25～50cm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管；③水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀、随拌随用。二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术3、设置土钉（3）注浆二、土钉墙施工4）注浆量。（充盈系数必须大于1）5）注浆材料及配比。水泥浆——水灰比宜为0.5；水泥砂浆——水灰比宜为0.38～0.45；配合比1∶1～1∶2。第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（1）绑扎、固定钢筋网。Φ6～10mm@150～300（可用插入土中的钢筋固定）（2）土钉与面层钢筋网的连接。（可通过承压钢垫板或加强钢筋与土钉螺栓连接或焊接连接）二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（3）喷射混凝土二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（3）喷射混凝土1）喷射混凝土的强度不宜低于C20；2）面层厚度不宜小于80mm；厚度超过100mm时应分两层喷射；4）混凝土终凝后2h应进行养护，养护时间宜3～7d。3）混凝土粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不大于0.45；喷射混凝土自壁面开挖层底部（与下层钢筋网连接的接头部分留出）逐渐向上进行；相关要求：二、土钉墙施工第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（3）喷射混凝土做锚头二、土钉墙施工第四节支护结构施工（二）土钉现场测试通过现场设置测试钉，进行抗拔试验，估计土钉的界面极限粘结强度。1、测试钉的数量。（每一典型土层中至少应设3个测试钉）测试要求：5、试验也可不进行到破坏，但所加的最大试验荷载值应使土钉的界面粘结应力计算值（按粘结应力沿粘结长度平均分布算出）超出设计计算所用标准值的1.25倍。4、极限荷载下的总位移必须大于测试钉非粘结长度段土钉弹性伸长理论计算值的80％，否则这一测试数据无效。3、测试土钉抗拔与位移，以确定极限荷载下的界面粘结强度实测值。其平均值应大于设计计算所用标准值的1.25倍，否则应修改设计。2、测试钉的工况。（除总长度和粘结长度外，与工作钉相同；粘结长度不小于工作钉的二分之一且不短于5m）二、土钉墙施工第四节支护结构施工（三）质量监测1、质量检验与测试（1）材料；钢筋、水泥、砂、石子等2、施工监测（1）土钉墙位移的量测；（2）地表开裂状况（位置、裂宽）的观察；（3）周围设施的变形测量；（4）基坑渗、漏水及基坑内外地下水位变化。（2）土钉现场测试；抗拔试验——包括：基本实验（为设计提供数据）和验收试验（确定最终工程质量）（3）砼面层的质量检验。外观、厚度（凿孔法）、砼强度二、土钉墙施工第四节支护结构施工三、土锚施工（一）施工准备工作土锚的主要施工过程：钻孔、安放拉杆、灌浆、张拉锚固1、掌握土层的物理力学特性和分布情况；（明确锚固区土层特性）2、查明施工现场地下的管线、构筑物的位置和情况；（