武汉地区基坑施工技术.pptx
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1、一、地形地貌一、地形地貌 剥蚀丘陵区剥蚀堆积垅岗区堆积平原区第1页/共67页二、地层分布及岩土体工程地质特征二、地层分布及岩土体工程地质特征级阶地堆积平原的地层 垅岗地区(相当于级阶地)的地层 第2页/共67页三、水文地质条件三、水文地质条件 上层滞水潜水孔隙承压水第3页/共67页孔隙承压水孔隙承压水 全新统孔隙承压含水层 上更新统孔隙承压含水层 岩溶裂隙水 第4页/共67页第二部分第二部分武汉市地铁工程地质和水文地质特点(以轨道交通二号线一期工程为例)第5页/共67页武汉地铁近远期规划武汉地铁近远期规划 武汉是我国内陆腹地重镇,“中部崛起”战略给武汉市的发展建设带来极大的机会。根据规划,20
2、10年前,武汉将建成3条地铁线,即武汉地铁一号线、二号线和四号线,长约70公里,形成一个“工”字形的快速轨道交通网络的“骨架”。2020年前,武汉将建设7条轨道交通线,全长222.8公里,7条轨道交通线路分为3个层次:第一层次为镇间骨架线路,全长约100公里,2、3、4号线跨越两江,连通三镇。第二层次为镇内主干线路,全长约60公里,1号线和5号线分别贯穿汉口及武昌镇内的东西方向。第三层次为跨江辅助线路,全长约60公里,由6号线和7号线组成。届时,武汉轨道交通网架将基本成型。第6页/共67页第7页/共67页一、武汉市轨道交通二号线一期工程概况一、武汉市轨道交通二号线一期工程概况 全程地下轨道,线
3、路全长27.98公里,工程总投资149.13亿元,预计2012年建成。共设 21 个车站,线路走向为金银潭常青花园金色雅园汉口火车站范湖-青年路航空路-中山公园-循礼门江汉路积玉桥螃蟹甲小龟山洪山广场中南路武珞路珞喻路卓刀泉路鲁巷光谷广场,其中江北10座,江南11座。第8页/共67页第9页/共67页二、工程地质和水文地质特点二、工程地质和水文地质特点地形地貌特点工程地质条件特点水文地质条件特点第10页/共67页地形地貌特点地形地貌特点长江河床河道区长江一级阶地区长江二级阶地区 长江三级阶地区剥蚀丘陵地貌。第11页/共67页第12页/共67页工程地质条件特点工程地质条件特点 武汉市轨道交通二号线
4、一期工程沿线穿越为五个地貌单元区,而各个地貌单元区的地层分布不同,各有其各自的工程特点。第13页/共67页长江河床河道区长江河床河道区长江河道及江北岸500-1000m范围内,区域南北直线范围约2500m,长江正常水深15.0-20.0m,水底面标高为0-2.0m,水下由新近沉积的松散粉细砂、中粗砂组成,厚度20-25m,砂层饱和,浅部松散粉细砂具有震动可液化性;其下为泥质砂岩、泥岩、砾岩互层。第14页/共67页长江一级阶地区长江一级阶地区该地貌单元呈现典型的二元结构,上部由填土层及第四系全新统冲洪积成因的粘性土组成;中部为稍密中密的粉细砂、中密密实的中粗砂夹砾石,粉细砂层中分布粘性土透镜体;
5、下部基岩为白垩系下第三系砾岩、砂岩及志留系粉砂岩、泥岩组成。在本地铁线路上分布较长,为汉口江汉路站、武昌积玉桥站。第15页/共67页长江一级阶地区长江一级阶地区汉汉口口中中山山公公园园站站(1)杂填土:局部底部为原湖、塘、沟、浜内人工堆积的淤泥,该层主要分布于城区表层。(2)粘土层:呈可塑软塑状态。(2-1)粉质粘土层:呈可塑状态,局部呈软塑状。(2-2)淤泥质土层:多为软塑状,呈饱和状态。(3)粉质粘土、粉土、粉砂互层:粉质粘土呈软可塑状,粉土、粉砂呈松散稍密状,粉质粘土、粉土与粉砂互层是上部粘性土层与下部砂土层之间的过渡层,强度较低。(4)粉砂层:呈饱和、稍密中密状态,下段局部呈密实状态。
6、(5)粉细砂层:呈饱和、中密状态,下段局部呈密实状态。(6)中粗砂层:呈饱和、呈中密密实状态。局部为含少量砾卵石,埋深约在43.751.3m间。(7)砾卵石:砾卵石间充填粗砂,密实状,埋深在46m以下,局部与含砾中粗砂呈渐变关系。(8)志留系中统坟头组(S2f)泥岩:强风化泥岩已风化呈土状及碎块状,散体状结构.中风化泥岩裂隙发育,属破碎岩体,极软岩软岩。第16页/共67页长江一级阶地区长江一级阶地区武昌积玉桥站武昌积玉桥站处于长江一级阶地前缘,地面高程为22.824.5m。工程地质条件为,地层层序自上而下依次为:(1-1)杂填土:该层主要分布于表层。(1-2)素填土:主要分布于杂填土下部,零星
7、分布。(1-3)淤泥:呈灰黑、灰褐色,含碎砖块、瓦片等,含有机质。(2)粘土:灰黄,褐黄色,局部褐灰色,为一级阶地上部的硬壳层。(3-1)粉土:黄色,饱和,稍密。(3-1a)淤泥质土:灰褐-灰-深灰色,呈软塑-流塑状。(3-2)粉质粘土:灰褐-灰-深灰色,呈可塑-软塑状。(4)粉质粘土、粉土、粉砂互层:灰-灰褐色,粉质粘土呈软-可塑状,粉土、粉砂呈松散-稍密状。粉质粘土,粉土与粉砂互层是上部粘性土层与下部砂土层之间的过渡层。(5)粉细砂:灰青灰色,饱和,呈中密状态,局部呈密实状态。(6)中粗砂:灰黄色,饱水,呈中密状态。局部为含少量砾卵石,分布于第四系冲积层底部与基岩接触面附近。(7-1)粘土
8、:灰黄、褐色,局部灰褐色,硬塑状,局部可塑状。(7-2)粉质粘土:灰黄色,硬塑状。(7-3)粉质粘土:灰色,可塑状,局部软塑状。(8)含砾土:灰绿色,以粉质粘土为主,可塑状,砾径以5 cm 为主,砾含量 3040%,次圆状次棱角状,成分多为泥岩,砂岩。(9)泥岩:灰-深灰,青灰色,灰绿色,泥质结构,层状构造,泥质胶结。(10)粉砂岩:灰色灰黄色,粉砂质结构,局部为细粒结构,层状构造,泥质胶结,强风化岩芯多呈土状和碎块状。局部为砂岩、泥岩互层,具软硬不均特征。第17页/共67页长江二级阶地区长江二级阶地区该地貌单元上部为薄层填土和厚度变化较大的全新统冲积成因的软塑可塑状态的一般粘性土;中部为第四
9、系上更新统硬塑状老粘性土及密实状粘质砂土及含砾细砂;下部为白垩系下第三系东湖群的砂岩和砾岩。分布于地铁线路的北端金银潭站、金色雅园站。第18页/共67页长江二级阶地区长江二级阶地区金银潭车站位于汉口东西湖区马池地段,拟建场地地势平坦,地面高程在19.4221.96m之间。地貌单元属长江冲洪积一、二级阶地。场地地层自上而下划分为五个单元层:第(1)单元层为填土层(Qml)及塘底淤泥(Ql);第(2)单元层为第四系全新统冲积(Q4al)一般粘性土;第(3)单元层为第四系上更新统冲、冲洪积(Q3al+pl)的老粘性土层;第(4)单元层为第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl)砂土层,下伏(5)单元层为
10、白垩下第三系岩层(DNK-E)岩层。第19页/共67页长江三级阶地区长江三级阶地区该地貌单元上部为人工填土,其下为第四系冲、洪积成因的上更新统老粘性土层及粘性土混碎石层;下部基岩主要为志留系坟头组砂岩、泥岩。分布于螃蟹甲站小龟山站及中南路站一带。在小龟山站和中南路站一带偶见三叠系大冶组灰岩及泥盆系五通组辉绿色石英砂岩。第20页/共67页长江三级阶地区长江三级阶地区光谷广场站地层岩性为:第四系近代人工填土层(ml)、第四系中更新统冲积层(al)、冲、洪积层(al+pl),岩性为粉质粘土(2-1)、粘土(2-2)、粘土(2-3)。下伏基岩为下伏主要为二叠系下统栖霞组(P1q)灰岩、石炭系中统黄龙组
11、(C2h)灰岩、石炭系下统高骊山组(C1g)灰岩、二叠系下统马鞍组(P1m)炭质页岩和泥盆系上统五通组(D3w)石英砂岩,岩性复杂。拟建场地的地下水按赋存条件,可分为上层滞水、碎屑岩裂隙水和岩溶水。第21页/共67页剥蚀丘陵地貌剥蚀丘陵地貌 该地貌单元场地表层为人工填土,其下即为志留系坟头组砂岩、泥岩;在杨家湾站附近,灰岩较厚,岩溶比较发育。主要分布于小龟山、洪山基岩出露地段,石牌岭站光谷广场站一带。第22页/共67页剥蚀丘陵地貌剥蚀丘陵地貌街道口站街道口站属长江三级阶地地貌。其地面标高变化在27.4828.98m。第23页/共67页水文地质条件特点水文地质条件特点武汉市地铁二号线经过不同的地
12、貌单元,地下水的特点也有明显的不同,沿线场地地下水按赋存条件,分为上层滞水、潜水、孔隙承压水和基岩裂隙水。第24页/共67页上层滞水上层滞水主要赋存于人工填土和粘性土层中,水位不连续,没有统一的水面标高,水位埋深为1.0-3.5m,主要接受地表水、管道渗漏水和大气降水的补给。第25页/共67页潜水潜水主要分布于临江、临湖一带浅部粉土、粉细砂地层中,具有局部连续性和统一的地下水面,水位埋深为2.0-3.0m,主要接受地表水体和大气降水的补给。第26页/共67页全新统孔隙承压水全新统孔隙承压水主要分布在长江两岸一级阶地,与长江、汉江的水力联系密切,季节性变化规律比较明显,具有互补关系,赋水地层为粉
13、土、粉细砂、中粗砂和圆砾、卵石地层,隔水顶板为上部的一般粉质粘土、粘土,底板为基岩,含水层厚度一般为15-45m,承压水头高度15-20m。第27页/共67页上更新统孔隙承压水上更新统孔隙承压水主要分布在长江二级阶地区,赋水地层为黄色、灰绿色粉细砂、中粗砂和杂色的圆砾、卵石地层,隔水顶板为老粘性土,底板为基岩,含水层厚度一般为17-30m,承压水层底面埋深45m左右。第28页/共67页基岩裂隙水基岩裂隙水分为岩溶裂隙水及碎屑岩裂隙水岩溶裂隙水主要分布在石牌岭光谷广场一带碎屑岩裂隙水分布在裂隙比较发育的砂岩、泥岩、砾岩等基岩中,水量不大。基岩裂隙水主要通过两侧裸露基岩接受大气降水入渗补给,水位埋
14、深6.0-20.0m。第29页/共67页第三部分 武汉地区基坑施工方法技术深基坑支护类型深基坑支护类型武汉地区常用基坑支护类型武汉地区常用基坑支护类型 地下水控制地下水控制第30页/共67页一、深基坑支护类型一、深基坑支护类型竖向挡土系统:形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。常用的有钻孔(人工挖孔)灌注桩、地下连续墙、钢板桩、水泥搅拌桩。止水或降水系统:阻挡坑外渗水或降低承压水头。止水常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩,降水常用中深井、轻型井点等。水平受力系统:支承围护结构侧力与限制围护结构位移。常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支
15、撑;锚杆或锚拉等。第31页/共67页二、武汉地区常用基坑支护类型二、武汉地区常用基坑支护类型排桩式支护:(1)悬臂型支护桩;(2)双排桩;(3)排桩加内撑或锚固技术;连续墙:(1)钢筋砼连续墙;(2)双反弧连锁灌注桩式地下连续墙;(3)SMW水泥土(加筋)连续墙;(4)长螺旋钻孔后压浆水泥土(加筋)连续墙;连拱式排桩支护;围筒结构排桩式围筒结构;第32页/共67页 基坑支护分类及适用条件类型支护形式支挡构建或护坡方法适用条件放坡自稳边坡根据土质按一定坡率放坡抹水泥砂浆或喷射混凝土护面,砂包、土包反压坡脚。基坑周边开阔,相邻建(构)筑物较远,无地下管线或地下管线不重要;坑底没有深厚软土。坡体加固
16、加筋土重力式挡土墙土钉、螺旋锚、锚管灌浆等加筋挡土墙。适用于淤泥、淤泥质土外的多种土质,支护深度不宜超过6m;坑底没有软土。水泥土重力式挡土墙注浆、旋喷、深层搅拌水泥土挡土墙(壁式、格栅式、拱式、扶壁式)。适用于包括软弱土在内的多种土层,支护深度不宜超过6m,可兼作隔渗帷幕;墙底没有软土;基坑周边有一定的施工场地;软土有机质含量不宜过高。喷锚支护钢筋网喷射混凝土面层,锚杆。适用于填土、粘性土,支护深度不宜超过6m;坑底没有影响整体稳定性的软弱土层。不适用于深厚淤泥、淤泥质土、流塑状软粘土和地下水位以下的粉土、粉砂层。复合喷锚支护钢筋网喷射混凝土面层,锚杆,另外加水泥土桩或其他支护桩,解决坑底抗
17、隆起和整体稳定性问题。坑底有一定厚度软弱土层,喷锚支护不能满足要求时可考虑复合喷锚,可兼作隔渗帷幕;支护深度不宜超过6m。排桩悬臂式钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、板桩;冠梁。悬臂高度不宜超过6m,对深度大于6m的基坑可结合放坡卸载使用;嵌入岩层、密实土层中的刚度较大的悬臂桩的悬臂高度可以超过6m。双排桩两排混凝土桩,顶部钢筋混凝土横梁连接,必要时对桩间土进行加固处理。可一定程度上弥补单排悬臂桩变形大支护深度有限的缺点,当设置锚杆或内支撑有困难时可考虑双排桩;坑底以下有厚层软土,不具备嵌固条件时不宜采用。锚固式钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、板桩加锚杆、螺旋锚;冠梁。可适用不同深度的基坑,但锚
18、杆不能超出红线范围,有障碍时不能设置;锚杆的锚固段不应设在高灵敏度的淤泥、淤泥质土层中,在软土中慎用;在含承压水的粉土、粉细砂层中应采用跟管钻进施工锚杆或一次性锚杆。内支撑式钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、板桩加型钢或混凝土内支撑,包括各种水平支撑,斜向支撑;冠梁;立柱。适用于不同深度的基坑和不同土质条件,变形控制好;支护体系需要占用基坑范围内空间,应考虑结构施工的统筹协调。地下连续墙悬臂式或撑锚式钢筋混凝土地下连续墙、SMW工法、连锁灌注桩;需要时设内支撑或锚杆。适用于多层地下室的超深基坑,宜配合逆作法施工使用,利用地下室梁板柱作为内支撑。围筒圆形、椭圆形、拱形、复合形钢筋混凝土地下连续墙、
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