地基基礎與地下空間工程技術(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ； 6. 預應力錨桿：預應力錨桿一般用于深度 8m以上的基坑，預應力錨桿的位置多布于土釘墻的中、下部；預應力錨桿可采用 Ⅱ 級鋼筋，精軋螺紋鋼筋或鋼絞線；復合土釘墻中的預應力錨桿噸位不宜太高； 預應力錨桿的布置及鎖定預拉力應考慮與土釘變形相協調。 ? 1)施工程序 : 復合土釘墻的施工應按以下順序進行： 放線定位 → 施作截水帷幕和微型樁 → 分層開挖 → 噴射第一層砼 → 土釘及預應力錨桿鉆孔安裝 → 掛網噴射第二層砼→ （無預應力錨桿部位）養護 48h后繼續分層下挖 → （布置預應力錨桿部位）漿體強度達到設計要求并張拉鎖定后繼續分層開挖 ? 2)土方開挖與噴錨支護的配合 土方開挖與土釘噴射砼等工藝的密切配合是確保復合土釘墻支護順利施工的重要環節，最好由一個施工單位總包，統一安排。土方開挖必須嚴格遵循分層、分段、平衡、適時等原則。 3)土釘施工 :在普通土釘墻中，主要采用鋼筋土釘 .地下水位以上，或有一定自穩能力的地層中，鋼筋土釘和鋼管土釘均可采用；但地下水位以下，軟弱土層，砂質土層等，由于成孔困難，則應采用鋼管土釘。 ? 4)鋼管土釘施工：鋼管土釘不需先成孔，它是通過專用設備直接打入土層，并通過管壁與土層的摩阻力產生錨拉力達到穩定的目的。保證較高的摩阻力是其成敗的關鍵，鋼管施工應注意： ? 一、鋼管土釘在土層中禁止引孔（帷幕除外），由于設備能力不夠而造成土釘不能全部被打進時，則應更換設備； ? 二是土釘外端應有足夠的自由段長度，自由段一般不小于 3m，不開孔，靠其與土層之間的緊密貼合保證里段有較高的注漿壓力和注漿量，提高加固和錨固效果； ? 三是在帷幕上開孔的土釘，土釘安裝后應對孔口進行封閉，防止滲水漏水。 ? 1 原理與制作工藝 : ? 水泥土攪拌樁作為圍護結構無法承受較大彎矩與剪力，插入其中的型鋼或工字鋼可大大改善墻體受力。型鋼或工字鋼主要用來承受彎矩與剪力，水泥土主要用來止水防滲，對型鋼還有圍箍作用。 ? 型鋼水泥土復合攪拌樁支護結構同時具有抵抗側向土水壓力和阻止地下水滲漏的功能，主要用于深基坑支護。其制作工藝是：通過特制的多軸深層攪拌機自上而下將施工場地原位土體切碎，同時從攪拌頭處將水泥漿等固化劑注入土體并與土體攪拌均勻，通過連續的重疊搭接施工，形成水泥土地下連續墻；在水泥土硬凝之前，將型鋼插入墻中，形成型鋼與水泥土的復合墻體。 實際工程應用中主要有兩種結構形式： I型是在水泥土墻中插入斷面較大 H型，主要利用型鋼承受水土側壓力，水泥土墻僅作為止水帷幕，基本不考慮水泥土的承載作用和與型鋼的共伺工作，型鋼一般需要涂抹隔離劑，待基坑工程結束之后將 H型鋼拔除，以節省鋼材。 II型是在水泥土墻內外兩側應力較大的區域插入斷面較小的工字鋼等型鋼，利用水泥土與型鋼的共同工作，共同承受水土壓力并具有止水帷幕的功能。 ? 2 作用機理與計算模型 水泥土與型鋼共同作用盡管無法和鋼筋混凝土相比，但對墻體剛度的提高是十分明顯的。可用提高系數 ?表達： ? 式中， Ecs、 Es—— 分別為加筋水泥土墻和型鋼的彈性模量， Ecs由試驗確定； ? Ics、 Is—— 分別為加筋水泥土墻和型鋼的慣性矩，由材料的尺寸計算。 ? 加筋水泥土墻設計計算要計算其內力與位移，并驗算水泥土、型鋼的強度，具體步驟如下： ? 1)折算為等剛度厚 h的混凝土壁式地下墻 ? 設型鋼寬度為 W，型鋼間的凈距為 t，可將其按剛度相等的原則折算為一定厚度的鋼筋混凝土壁式地下連續墻，如圖 ? 2) 按厚 h的混凝土壁式地下墻，計算每延米墻體彎矩、剪力與位移 Mw、 Qw、 yw計算中水土壓力假定以及采用的方法詳見圍護結構設計計算的有關章節。 ? 3) 折算成每根型鋼的彎矩、剪力與位移 Mp、Qp、 yp，每根型鋼承受水土壓力沿圍護結構延長方向長度為 (w+z)，則每根型鋼內力與位移為： ? 4)強度驗算 ? 型鋼抗拉驗算：考慮彎矩全部由型鋼承擔，則型鋼應力需滿足： ? 水泥土與型鋼聯接部位的錯動剪力，如圖 ? 組合內支撐技術是建筑基坑支護的一項新技術，它是在混凝土內支撐技術的基礎上發展起來的一種內支撐結構體系，主要利用組合式鋼結構構件截面靈活可變、加工方便等優點。當無大型鋼管和型鋼時，可用角鋼組合成空間桁架支撐，它的外圍尺寸可以根據需要設計。由于組合空間桁架外圍尺寸、剛度大，穩定性好，常用于跨度長、受力大的支撐部位。 ? 工具式組合內支撐技術具有以下特點：（ 1）適用性廣，可在各種地質情況和復雜周邊環境下使用；（ 2）施工速度快；支撐形式多樣；（ 3）計算理論成熟；（ 4）可拆卸重復利用，節省投資。 ? 組合內支撐技術適用于周圍建筑物密集，相鄰建筑物基礎埋深較大，周圍土質情況復雜，施工場地狹小，軟土場地等深大基坑。 ? 措施 : 鋼支撐的連接主要采用焊接或高強螺栓連接。鋼構件拼接點的強度不應低于構件自身自截面強度。對于格構式組合構件的綴條應采用型鋼或扁鋼；不得采用鋼筋 ? 鋼管與鋼管的連接一般以法蘭盤形式連接和內襯套管焊接，分別如圖 1。當不同直徑的鋼管連接時，采用錐形過渡，如圖 2所示。鋼管或型鋼與混凝土構件相連處須在混凝土內預埋連接鋼板及安裝螺栓等 (圖 3)。當鋼管或型鋼支撐與混凝土構件斜交時混凝土構件宜澆成與支撐軸線垂直的支座面，如圖 4。 ? 1 基本概念 : 地下工程主體結構采用逆作法，是地面以下主體結構各層自上而下 (相對于傳統方法反順序 )施工法的簡稱。它借助于地下逐層形成鋼筋混凝土梁板的水平強度和剛度，對周邊圍護結構產生各道支撐作用，來保證內部土方相應逐步下挖的施工方法。 2工藝原理：先沿建筑物地下室周邊施工地下連續墻或樁等其他圍護結構，同時在建筑物內部的有關位置打下或澆筑中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的頂部支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。與此同時，由于地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創造了條件，也可以同時向上逐層進行地上結構的施工。但是在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前，隨著開挖深度的變化，各層梁板及柱墻受力不斷變化，地面以上結構部分允許施工的層數須經計算后嚴格限制。 ? 逆 作法是建筑地下主體結構的一種施工技術，它通過合理利用建（構）筑物地下結構逐層施工產生的自身抗力，達到后續開挖支護圍護結構的目的。一般意義上的逆作法是指主體結構的逆作，即，將地下結構的外墻作為挖土圍護的擋墻（地下連續墻）、將結構的梁板作為擋墻的水平支撐、將結構的框架柱作為擋墻支撐立柱的自上而下作業的支護施工方法。 ? 根據對圍護結構的支撐方式，逆作法又可分為全逆作法、半逆作法和部分逆作法等三種。 ? 逆作法設計施工的關鍵是隨著開挖深度的變化，各層梁板及柱墻受力不斷變化。因此，其節點連接問題，即墻與梁板的聯接，柱與梁板的聯接，它關系到結構體系能否協調工作，建筑功能能否實現。 逆作法施工技術程序 ①首先施工四周圍結構，一般采用地下連續墻或排樁； ②按設計圖紙施工中間支承柱及其下部樁基礎，嚴格控制垂直度； ③澆灌地下室 177。 ，并預留數個出土口； ④挖、運、出負一層土方，運到室外卸土區； ⑤澆注負一層墻、柱、板； ⑥參照程序② ~⑤逐層進行地下室二、三層梁板混凝土的澆筑，土方挖運，直至底層； ⑦進行地下室底板混凝土的澆筑。 ? 技術指標 : 1)圍護樁 (墻 )水平變形最大值控制在 20mm以內 (軟土地區可適當放松 )； 2)鋼管立柱垂直度應嚴格控制不大于 1/600； 3)相鄰兩柱沉降差嚴格控制不大于 （ L為柱間距） 4)立柱沉降或隆起最大值控制在 10mm以內 (軟土地區可適當放松 )； 5)周邊地表下沉應控制在 10mm以內； 6)基坑周邊地下管線沉降、建筑物沉降、傾斜及裂縫的最大值按權屬單位要求進行控制 . 上海萬達半逆作 .上海靜安 (世博 )500kV輸變電工程 4層 全逆作都非常成功 . ? 爆破排淤填石（爆炸擠淤）是我國獨創的軟土地基處理的一門新技術。 ? 1984年由連云港建港指揮部、中國科學院力學研究所和交通部第三航務工程勘測設計院等單位合首次提出該方法并組織試驗，并將其成功應用于連云港西大堤工程建設上。 1987年該項技術通過了交通部與中科院的聯合技術鑒定； 1990年獲得了國家科學技術進步二等獎， 1992年 9月通過了交通部的推廣應用項目驗收； 1993年獲國家專利金獎。 ? 該項技術首先運用在港航與水利行業水下淤泥與淤泥質軟土的防波堤、護岸、圍堤工程上。交通部頒布的 《 爆炸法處理水下地基和基礎規程 》 （ JTJ/T25898）， 《 水運工程爆破技術規范 》 （ JTS 2042022）對爆炸排淤填石法的理論與實踐作了總結，促進了該項技術的進一步的發展與應用。 ? 1 基本原理與擠淤過程 : 爆破排淤填石法從機理上說，主要是置換功能，爆炸能量將淤泥排開同時使淤泥質土產生結構性破壞，強度弱化，爆炸引起拋石體的震動，產生的附加動荷載有助于擠淤，使堤身下沉。爆炸振動同時使得拋石體密實。 爆破排淤填石法是在淤泥質地基上拋石，在拋石堤頭外緣適當位置的淤泥質地基內部中埋放群藥包，爆炸（堤頭爆）將淤泥向四周擠出并向上拋擲形成爆坑空腔，鄰近爆坑的堤頭堆石體在爆炸負壓和強烈壓縮、振動作用下滑向爆坑，形成瞬時定向滑移和泥、石置換。塌落石方滑向爆坑后，形成“爆炸石舌”。繼而，在爆后堤頭拋填，形成新的拋填堤頭。新的拋填體將“石舌”上部浮淤擠走并壓在“石舌”上。在新的拋填堤頭前方繼續埋藥爆炸。這樣，“拋填一爆炸”重復進行，直至完成整個拋石堤的施工 . ? 2 施工技術與措施 ? 施工方案設計包括拋填斷面設計和布藥參數的設計兩方面。 有“微差爆破”技術和“氣幕 ” 技術 ? 1)常用微差爆破技術是通過使用毫秒電雷管，使不同的藥孔以相同的毫秒級時差依次起爆，以減少一次起爆的炸藥量，從而有效降低爆破震動速度。 ? 2)氣幕”技術 ? 該技術主要應用在水中有較重要的構筑物，為了降低水沖擊波對構筑物的損害而采用。在構筑物前方面對起爆點，布設一條氣幕。方法是在水底鋪設一排或多排無縫鋼管，事先在鋼管上鉆出細密均勻的小孔，用空壓機通過出氣管連接到鋼管上，起爆前開動空壓機，在水中形成一個由繁密氣泡組成的“氣幕”，爆破沖擊波經過“氣幕”后（不同介質中波傳播速不同），震動速度降低，從而達到保護構筑物的目的。 ? 3 適用性