第三章_基坑施工工程2.pptx
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1、1第三章基坑工程施工第三章基坑工程施工21 十二月 2022水水泥土桩墙支护泥土桩墙支护结构结构P83P833章视频钉形与双向水泥土搅拌桩_标清.flv 水泥土桩墙支护结构属于重力式围护墙。是指利用水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌和,形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土桩。原理是利用墙体的自重来平衡内外土压力差。适合软土地区的基坑支护。水泥土桩墙水泥土桩墙水泥土桩墙水泥土桩墙n水泥土桩是指由水泥土搅拌桩(包括加筋水泥土搅拌桩)、高压喷射注浆或者喷粉所构成的结构,在实际工程中,水泥土桩既可以用于地基加固,也可以用于深基坑维护、基坑止水帷幕等用途,具有施工方便、噪音
2、小、造价低等优点。一、施工准备一、施工准备1.技术准备n(1)按水泥土桩桩位平面图,测设桩位轴线、定位点,用25钢筋在桩位处扎入深度不小于300的孔,填入白灰并插上钢筋棍,标识桩位,要求所有桩位一次全部放完,并由技术负责人组织质检员、施工员、班组长共同对桩位进行检查,确认准确无误后,与甲方或监理办理预检签字手续。基坑内施工时,边坡应外扩不小于1.0m。以利边角桩施工。n(2)其他要求参见本章第2.1.1小节第2条相关要求。2.材料要求n(1)水泥土搅拌桩墙主要材料。n1)水泥:强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥,要求无结块。n2)砂子:用中砂或粗砂,含泥量小于5。n3)外加剂:塑化剂采用木质
3、素磺酸钙,促凝剂采用硫酸钠、石膏、氯化钙、三乙醇胺等,应有产品出厂合格证,掺量通过试验确定。n(2)高压喷射注浆桩主要材料。n1)高压喷射施工所用材料包括水泥、外加剂和水。n2)外加剂包括速凝剂、早强剂(如氯化钙、水玻璃、三乙醇胺等)、扩散剂(三乙醇胺、亚硝酸钠、硅酸钠等)、填充剂(粉煤灰、矿渣等)、抗冻剂(如沸石粉、三乙醇胺和亚硝酸钠)、抗渗剂(水玻璃)。n(3)加筋水泥土桩墙可用H型钢、工字钢、槽钢、钢管、拉森钢板桩等作加筋,应根据设计要求选用。3.机具设备n(1)深层搅拌水泥土桩机及配套机具设备:包括深层搅拌机、起重机、灰浆搅拌机、灰浆泵、冷却泵、机动翻斗车、导向架、骨料斗、磅秤、提速测
4、定仪、电气控制柜、铁锹、手推车等。n(2)加筋水泥土用搅拌机。n(3)压桩(拔桩)机。选用压桩(拔桩)机时应主要考虑应能满足拔出型钢的需要。一般采用液压压桩(拔桩)机。二、施工工艺二、施工工艺1.水泥土搅拌桩墙(加筋水泥土墙)施工n(1)水泥土搅拌桩墙的施工工艺采用湿法作业。n(2)用于支护结构的水泥土墙或作为防水帷幕的搅拌水泥桩的平面布置,可视地质条件和基坑围护要求,结合施工设备条件,可以分别选用柱式、块式、壁式、格栅式、拱式等,在深度方向,可采取长短结合式(图2-7)。图2-7 搅拌桩的平面布置形式 (a)柱式,正方形排列或三角形排列;(b)块式;(c)壁式,带肋或不带肋;(d)格栅;(e
5、)拱式 (3)常用格栅式水泥土墙和加筋水泥土墙的构造。n构造措施宜按下列规定:n1)水泥土的置换率。对于淤泥不宜小于0.8,对于淤泥质土不宜小于0.7,对一般性黏土及砂土不宜0.6小于。n2)水泥土桩与桩之间的搭接宽度,应根据挡土及截水要求确定,考虑截水作用时,桩的有效搭接宽度不宜小于150,当不考虑截水作用时,搭接宽度不宜小于100。n3)当挡土桩墙的变形不能满足要求时,宜采用基坑内侧土体加固或水泥土墙插筋加混凝土面层及加大嵌固深度等措施。n4)当设置插筋时,桩身插筋应在桩顶搅拌完成后及时进行,插筋材料、插入长度和露出长度等均应按设计要求确定。图2-8 深层搅拌水泥土墙格栅式支护图 图2-9
6、 插筋水泥搅拌桩平面构造图 图2-10 型钢与水泥土墙结合支护图n(4)深层搅拌水泥土桩墙属重力式挡土结构,且设计计算强度采用28d强度(地基处理采用90d强度),因此水泥掺量应比地基处理有所增加,并加入适量的早强剂。湿法深层搅拌桩墙水泥掺入量宜为被加固土密度的1518;粉喷(干法)深层搅拌的水泥掺量宜为被加固土密度的1316。n(5)水泥土墙应采用切割搭接法施工,应在前桩水泥尚未固化时进行后序搭接桩的施工,搭接施工的间歇时间应不超过1016h。施工开始和结束的头尾搭接处,应采取加强措施,消除搭接勾缝。n(6)大型H型钢压入与拔出一般采用液压压桩(拔桩)机,H型钢的拔出阻力较大,比压入大好几倍
7、,主要是由于水泥结硬后与型钢粘结力大大增加,另外型钢在基坑开挖后受侧土压力作用往往有较大的变形,使拔出受阻。水泥土与型钢粘结力可通过在型钢表面涂刷减摩剂解决,而型钢的变形,主要是在设计时应考虑型钢受力后的变形不能过大进行控制。n(7)型钢压入时应先开挖导沟、设置围檩导向架。导沟的作用可使搅拌桩施工时的涌土不致冒出地面;导向围檩则是确保搅拌桩及型钢插入位置的准确。围檩导向架采用型钢制作,两侧围檩间距比插入型钢宽度增加2030,导向桩间距46m,长度10m左右。围檩导向架施工时应确保轴线和标高的正确。n(8)水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯法检测墙身完整性,钻芯数量不宜少于总桩数的2,且不应少于5
8、根;并根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验。20n水泥土墙施工n1)水泥土搅拌桩施工深层搅拌桩机机组深层搅拌桩机机组 1主机;主机;2机架;机架;3灰浆拌制机;灰浆拌制机;4集料斗;集料斗;5灰浆泵;灰浆泵;6贮水池;贮水池;7冷却水泵;冷却水泵;8道轨;道轨;9导向管;导向管;10电缆;电缆;11输浆管;输浆管;12水管水管 深层搅拌桩机的组成:深层搅拌桩机的组成:深层搅拌机(主机)、深层搅拌机(主机)、机架及灰浆搅拌机、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械组成灰浆泵等配套机械组成深层搅拌桩机常用的机架有三深层搅拌桩机常用的机架有三种形式:种形式:塔架式、桅杆式及塔架式、桅杆式及履带式履带式。
9、21 塔架式 桅杆式 履带式22水泥土搅拌桩施工工艺 搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺,主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小,土质较松时,可用前者,反之可用后者。当采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺时可在图示步骤e)作业时也进行注浆,以后再重复d)与e)的过程。图图 “一次喷浆、二次搅拌一次喷浆、二次搅拌”施工流程施工流程 a)定位;定位;b)预埋下沉;预埋下沉;c)提升喷浆搅拌;提升喷浆搅拌;d)重复下沉搅拌;重复下沉搅拌;e)重复提升搅拌;重复提升搅拌;f)成桩结束成桩结束23n(3)水泥土墙施工n2)高压喷射旋喷桩施工工艺引孔钻机就位引孔钻机就
10、位钻进成孔钻进成孔换浆清渣换浆清渣清孔清孔回灌回灌搬迁搬迁移钻移钻开孔检查开孔检查启动空压机送风启动空压机送风启动高压泵送水启动高压泵送水试喷检查试喷检查插入高喷管插入高喷管浆液配制泵送浆液配制泵送高喷作业高喷作业观察高喷参数观察高喷参数孔内保持满浆孔内保持满浆测放桩位测放桩位24n(4)水泥土墙施工检测水泥土搅拌桩质量检验标准水泥土搅拌桩质量检验标准n三、应注意的质量问题三、应注意的质量问题n(1)施工时设计停浆(灰)面一般应高出基础底面标高0.5m,在基坑(槽)开挖时,应将该层质量差的挖去。n(2)制配好的浆液不得离析,泵送应连续。拌制浆液的罐数、固化剂和外加剂的用量、泵送浆液的时间、搅拌
11、机喷浆提升的速度和次数以及每米下沉和提升的时间等,应符合施工工艺的要求,并应设专人负责检查并记录。n(3)预搅下沉时不宜冲水,当遇到坚硬土层时可适量冲水助沉,但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。n(4)当桩身强度及尺寸达不到设计要求时,可采用复喷的方法。搅拌次数以一次喷浆,一次搅拌或二次喷浆,三次搅拌为宜,且最后一次提升搅拌宜采用慢速提升。n(5)为保证桩端桩顶施工质量,当浆液达到出浆口后,应喷浆座底30s,使浆液完全到达桩端;当喷浆口到达桩顶项标高时,应停止提升,再搅拌数秒,以保证桩头均匀密实。n(6)施工时因故停喷浆,宜将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时,再喷浆提升。若停机时间超
12、过3h,应清洗管路,防止浆液硬化堵塞管子。n(7)壁状加固时,桩与桩的搭接时间不应大于24h,如间歇时间过长,应采取钻孔留出榫头或局部补桩、注浆等措施处理。n(8)搅拌桩施工完后,应养护14d以上,始可开挖。基坑基底标高以上300,应采用人工开挖,以防发生断桩现象。3.5 3.5 地下连续墙施工地下连续墙施工3.5.1 3.5.1 地下连续墙概述地下连续墙概述n3 3章视频章视频 地下连续墙施工地下连续墙施工 武汉绿地中心地下连续墙施工武汉绿地中心地下连续墙施工视频(一)视频(一).flv.flvn地下连续墙施工工艺,是在工程开挖土方之前,用特制的地下连续墙施工工艺,是在工程开挖土方之前,用特
13、制的挖槽机械在泥浆挖槽机械在泥浆(又称触变泥浆、安定液、稳定液等又称触变泥浆、安定液、稳定液等)护壁护壁的情况下每次开挖一定长度的情况下每次开挖一定长度(一个单元槽段一个单元槽段)的沟槽,待开的沟槽,待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后,把地面上加工好挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后,把地面上加工好的钢筋骨架的钢筋骨架(一般称为钢筋笼一般称为钢筋笼)用起重机械吊放入充满泥浆用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内,用导管向沟槽内浇筑混凝土。混凝土由沟槽底的沟槽内,用导管向沟槽内浇筑混凝土。混凝土由沟槽底部开始逐渐向上浇筑,并将泥浆置换出来,待混凝土浇至部开始逐渐向上浇筑,并将泥浆置换出来,待混凝土
14、浇至设计标高后,一个单元槽段即施工完毕。各个单元槽段之设计标高后,一个单元槽段即施工完毕。各个单元槽段之间由特制的接头连接,形成连续的地下钢筋混凝土墙。间由特制的接头连接,形成连续的地下钢筋混凝土墙。21 十二月 2022地下工程讲稿28n地下连续墙地下连续墙19501950年首次应用于意大利米兰的工程,在近年首次应用于意大利米兰的工程,在近5050年来得到了迅速发展。随着城市建设和工业交通的发展,年来得到了迅速发展。随着城市建设和工业交通的发展,地铁、高层建筑、桥梁、重型厂房、大型地下设施等日益地铁、高层建筑、桥梁、重型厂房、大型地下设施等日益增多,例如有的新建或扩建地下工程由于四周邻街或与
15、现增多,例如有的新建或扩建地下工程由于四周邻街或与现有建筑物紧相连接;有的工程由于地基比较松软,打桩会有建筑物紧相连接;有的工程由于地基比较松软,打桩会影响邻近建筑物的安全和产生噪声;还有的工程由于受环影响邻近建筑物的安全和产生噪声;还有的工程由于受环境条件的限制或由于水文地质和工程地质的复杂性,很难境条件的限制或由于水文地质和工程地质的复杂性,很难设置井点降水等。这些场合,采用地下连续墙支护具有明设置井点降水等。这些场合,采用地下连续墙支护具有明显的优越性。显的优越性。21 十二月 2022地下工程讲稿2921 十二月 2022地下工程讲稿30地下连续墙地下连续墙3.5.23.5.2 地下连
16、续墙的优缺点地下连续墙的优缺点n(一)地下连续墙的优点(一)地下连续墙的优点1 1、减少工程施工对环境的影响。施工时振动少,噪音低;、减少工程施工对环境的影响。施工时振动少,噪音低;能够紧邻相邻的建筑物及地下管线施工,对沉降及变位较能够紧邻相邻的建筑物及地下管线施工,对沉降及变位较易控制;易控制;n2 2、地下连续墙的墙体刚度大、整体性好,结构变形小,既、地下连续墙的墙体刚度大、整体性好,结构变形小,既可用于超深围护结构,也可用于主体结构;可用于超深围护结构,也可用于主体结构;n3 3、地下连续墙为整体连续结构,加上现浇墙壁厚度一般、地下连续墙为整体连续结构,加上现浇墙壁厚度一般60cm60c
17、m,钢筋保护层较大,耐久性好,抗渗性能也较好;,钢筋保护层较大,耐久性好,抗渗性能也较好;n4 4、可实行逆筑法施工,有利于施工安全,加快施工速度,、可实行逆筑法施工,有利于施工安全,加快施工速度,降低造价。降低造价。n5 5、适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很、适用于多种地基条件。地下连续墙对地基的适用范围很广,从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层等地广,从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层等地基都可以建造地下连续墙。基都可以建造地下连续墙。n6 6、占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间、占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间21 十二月 20
18、22地下工程讲稿31(二)地下连续墙的缺点(二)地下连续墙的缺点n1 1、弃土及废泥浆的处理。除增加工程费用外,若处理不当,、弃土及废泥浆的处理。除增加工程费用外,若处理不当,会造成新的环境污染;会造成新的环境污染;n2 2、地质条件和施工的适应性。地下连续墙最适应的地层为、地质条件和施工的适应性。地下连续墙最适应的地层为软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时,还会增加施软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时,还会增加施工难度和影响工程造价;工难度和影响工程造价;n3 3、地下连续墙只是用作基坑支护结构,则造价较高,不够、地下连续墙只是用作基坑支护结构,则造价较高,不够经济。经济。n4 4、需
19、进一步研究提高地下连续墙墙身接缝处抗渗、抗漏能、需进一步研究提高地下连续墙墙身接缝处抗渗、抗漏能力;提高施工精度和墙身垂直度的方法和措施。力;提高施工精度和墙身垂直度的方法和措施。21 十二月 2022地下工程讲稿32(三)地下连续墙的适用条件(三)地下连续墙的适用条件n地下连续墙是一种比钻孔灌筑桩和深层搅拌桩造价昂贵的地下连续墙是一种比钻孔灌筑桩和深层搅拌桩造价昂贵的结构形式,其在基础工程中的适用条件有:结构形式,其在基础工程中的适用条件有:n1 1、基坑深度、基坑深度10m10m;n2 2、软土地基或砂土地基、软土地基或砂土地基 ;n3 3、在密集的建筑群中施工基坑,对周围地面沉降、建筑物
20、、在密集的建筑群中施工基坑,对周围地面沉降、建筑物的沉降要求须严格限制时,宜用地下连续墙;的沉降要求须严格限制时,宜用地下连续墙;n4 4、围护结构与主体结构相结合,用作主体结构的一部分,、围护结构与主体结构相结合,用作主体结构的一部分,对抗渗有较严格要求时,宜用地下连续墙;对抗渗有较严格要求时,宜用地下连续墙;n5 5、采用逆筑法施工,地下室外墙的内衬与地下钢筋混凝土、采用逆筑法施工,地下室外墙的内衬与地下钢筋混凝土连续墙护壁形成复合结构的工程。连续墙护壁形成复合结构的工程。21 十二月 2022地下工程讲稿33地下连续墙施工阶段:n准备工作阶段n准确定出墙位位置,现场核对单元槽段的划分尺寸
21、,完成泥浆制备和废浆处理系统,场地平整、清除地下旧管线和各类基础,挖导沟准确地设置导墙,铺设轨道和组装成槽设备、吊车、拔管机等设备,准备好钢筋笼及接头工具,并检查全部检测设备。n墙体施工阶段n在导墙内用专用成槽设备开挖深槽至设计标高,用泥浆护壁,经成槽、清孔、刷除接头混凝土上的泥皮,安放锁口管或其他接头设备,再将扎好具有相当刚度的钢筋笼吊入槽内(要求承重的墙还埋有墙底灌浆管与钢筋笼同时入槽),插入导管,灌注水下混凝上至孔口,再拔出锁口管,接头箱,完成这段墙的浇注为单元墙段。用同样方法浇筑相邻墙段,直至所有墙段施工完毕。21 十二月 2022地下工程讲稿34地下连续墙的施工组织设计的内容:n地下
22、连续墙的总平面布置;n总体和单元施工进度计划;n挖槽机械和配套设备;n单元槽段的尺寸、分段次序编号、节点的构造形式;n泥浆制作应用和循环系统的现场布置,弃土、沉淀方式;n成墙穿越不同地质状况及对策;n排除障碍措施;n导墙的平面布置和截面结构设计;n钢筋笼分段尺寸、接头、制作、安装方法;n混凝土配制、搅拌、运输、浇筑方法;n施工场地内地面排水;n保证质量的技术措施;n检测;n安全技术措施;n其它情况的施工对策。21 十二月 2022地下工程讲稿35地下连续墙成槽工艺n1槽段划分的要求:n(1)建筑物或构筑物总体形状尺寸,地下连续墙与柱或主体结构的连接形式和相互关系,以及预留孔洞、连接通道构造要求
23、。n(2)周围环境、槽段稳定性和邻近建筑物影响、地面施工荷载等。n(3)施工条件。如成槽机械、泥浆池容量,钢筋笼的加工和吊装能力,混凝土供应和浇灌速度,施工现场条件和施工操作的有效工作时间,接头的方式等。n(4)地质条件。当地质较差时,如软土地基,不宜将槽段定得太长,以免影响槽段稳定。n对于高地下水位的粉细砂地层及其它易发生泥浆得失造成塌孔地区,一般还要限制单元槽段的长度,可缩减为34m。n 根据设计要求的地下连续墙布置的总平面,具体划分单元槽段,单元槽段的形式,常用的是一字形、L形、T字形、折线形等。单元槽段的长度以48m为多,以6m为标推槽段,最长达10m,日本则规定为57m,一般槽段愈长
24、,接头愈少,防渗和整体受力愈好。21 十二月 2022地下工程讲稿362.成槽机械n挖斗式挖斗式n冲击式冲击式n回转式回转式n常用的是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗、多头钻和冲击式挖槽机。21 十二月 2022地下工程讲稿3721 十二月 2022地下工程讲稿383.5.4 3.5.4 地下连续墙施工工艺地下连续墙施工工艺21 十二月 2022地下工程讲稿41n9.5.2 9.5.2 地下连续墙施工工艺地下连续墙施工工艺n修筑导墙修筑导墙n(1 1)导墙的作用)导墙的作用n作为挡土墙。作为挡土墙。n作为测量的基准。作为测量的基准。n作为重物的支承。作为重物的支承。n存储泥浆。存储泥浆。n此外,
25、导墙还可防止泥浆漏失;防止雨水等地面水流入槽内;地下连续此外,导墙还可防止泥浆漏失;防止雨水等地面水流入槽内;地下连续墙距离现有建筑物很近时,施工时还起一定的补强作用;在路面下施工墙距离现有建筑物很近时,施工时还起一定的补强作用;在路面下施工时,可起到支承横撑的水平导梁的作用时,可起到支承横撑的水平导梁的作用。21 十二月 2022地下工程讲稿42n(2 2)导墙的形式)导墙的形式n确定导墙形式考虑因素:确定导墙形式考虑因素:n表层土的特性。表层土的特性。n荷载情况。荷载情况。n地下连续墙施工时对邻近建地下连续墙施工时对邻近建(构构)筑物可能产生的影响。筑物可能产生的影响。n地下水的状况。地下
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