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            建設部頒發建筑業10項新技術(一)---地基基礎和地下空間工程技術

            建設部頒發建筑業10項新技術(一)---地基基礎和地下空間工程技術

            分類:
            技術進步
            作者:
            來源:
            發布時間:
            2011/08/23
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            1. 地基基礎和地下空間工程技術 1.1 樁基新技術 1.1.1 灌注樁后注漿技術 (1) 主要技術內容 在鋼筋籠上預埋注漿管和注漿閥,在成樁后一定時間內實施樁側和樁底后注漿,一是加固樁底沉渣和樁側泥皮;二是對樁底和樁側一定范圍的土體通過滲入(粗粒土)、劈裂(細粒土)和壓密(非飽和松散土)注漿起到加固作用,從而增強樁側阻力和樁端阻力,提高單樁承載力,減小沉降。 在優化工藝參數的條件下,可使單樁承載力提高40%~120%,粗粒土增幅高于細粒土,軟土增幅最小,樁側樁底復式注漿高于樁底注漿;樁基沉降減小30%左右。 (2) 技術指標 根據地層性質、樁長、承載力增幅和樁的使用功能(抗壓、抗拔)等因素,灌注樁后注漿可采用樁底注漿、樁側注漿、樁側樁底復式注漿。主要技術指標為: 漿液水灰比: 地下水位以下 0.45~0.7,地下水位以上 0.7~0.9 最大注漿壓力:軟土層 2 MPa,軟土層 4~8 MPa,風化巖10~16MPa。 注漿水泥量: Gc=apd(樁端)+asnd(樁側) ap=1.5~1.8,as =0.5~0.7 n –樁側注漿斷面數 d— 樁徑(m) 實際工程中,以上參數根據土的類別、土的飽和度、樁的尺寸、承載力增幅等因素適當調整,并通過現場試注漿最終確定。 (3) 適用范圍 適用于泥漿護壁鉆、挖孔灌注樁及干作業鉆、挖孔灌注樁。 (4) 已應用的典型工程 該技術已在北京、天津、上海、福州、汕頭、武漢、宜春、濟南、廊坊、西寧、西安、德州、哈爾濱等地200 余項高層、超高層建筑樁基工程中應用,經濟效益顯著,據對80 項工程的初步統計,節約工程投資1.5 億元以上。對于單樁混凝土體積8~20m3的樁,每根可節約造價0.2~0.8 萬元,具有極好的應用前景。 該技術由中國建筑科學研究院地基基礎研究所研發,獲2 項發明專利,2000年建設部認定其為國家工法。 1.1.2 長螺旋水下灌注成樁技術 (1) 主要技術內容 長螺旋水下成樁技術是采用長螺旋鉆機鉆孔至設計標高,利用混凝土泵將混凝土從鉆頭底壓出,邊壓灌混凝土邊提鉆直至成樁,然后利用專門振動裝置將鋼筋籠一次插入樁體,形成鋼筋混凝土灌注樁。后插鋼筋籠應與壓灌混凝土宜連續進行。與普通水下灌注樁施工工藝相比,長螺旋水下成樁施工,由于不需要泥漿護壁,無泥皮,無沉渣,無泥漿污染,施工速度快,造價低。 (2) 技術指標 基樁承載力: 設計要求; 樁 徑:設計要求; 樁 長:設計要求; 樁 垂 直 度:≤1%; 混凝土強度: 滿足設計要求,不小于C20; 混凝土塌落度:宜為200~220mm; 提 鉆 速 度:宜為1.2~1.5m/min; 鋼 筋 籠:設計要求,應具有一定剛度。 (3) 適用范圍 適用于灌注樁水下施工。 (4) 已應用典型工程 該技術為一項灌注樁施工新技術,已在北京、天津、唐山等地10 多項工程中應用,受到建設單位、設計單位和施工單位的歡迎,經濟效益顯著,具有極好的應用前景。 該技術由中國建筑科學研究院地基基礎研究所研發并獲發明專利。 1.2 地基處理技術 1.2.1 水泥粉煤灰碎石樁(CFG 樁)復合地基成套技術 (1) 主要技術內容 水泥粉煤灰碎石樁復合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結強度樁(簡稱CFG 樁),通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層保證樁、土共同承擔荷載,使樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層。水泥粉煤灰碎石樁復合地基具有承載力提高幅度大,地基變形小等特點,并具有較大的使用范圍。 (2) 技術指標 根據工程實際情況,水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁、振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁。主要技術指標為: 地基承載力:設計要求; 樁 徑:宜取350~600mm; 樁 長;設計要求,樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層; 樁身強度:混凝土強度滿足設計要求,通?!軨15; 樁 間 距:宜取3~5 倍樁徑; 樁垂直度:≤1.5%; 褥 墊 層:宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等,不宜選用卵石,最大粒徑不宜大于30mm。厚度150~300mm, 夯填度 ≤0.9。 實際工程中,以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力和變形要求等條件或現場試驗確定。 (3) 適用范圍 適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應按當地經驗或通過現場試驗確定其適用性。就基礎形式而言,既可用于條形基礎、獨立基礎,又可用于箱形基礎、筏形基礎。 (4) 應用情況 該技術已在北京、天津、廊坊、石家莊、唐山、成都、南寧、深圳、德州、長春、哈爾濱、新疆等地多層、高層建筑、工業廠房地基處理工程中廣泛應用,經濟效益顯著,具有極好的應用前景。 1.2.2 夯實水泥土樁復合地基成套技術 (1) 主要技術內容 夯實水泥土樁是用人工或機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按一定配比,在孔外充分拌和均勻制成水泥土,分層向孔內回填并強力夯實,制成均勻的水泥土樁。通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層,使樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。由于夯實中形成的高密度及水泥土本身的強度,與攪拌水泥土樁相比,夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯實水泥土樁復合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的影響、造價低、無污染等特點。 (2) 技術指標 根據工程實際情況,夯實水泥土樁成孔可采用機械成孔(擠土、不擠土)或人工成孔,混合料夯填可采用人工夯填和機械夯填。技術指標為: 地基承載力:設計要求; 樁 徑:宜為300~600mm; 樁 長:設計要求,人工成孔,深度不宜超過6m; 樁 距:宜為2~4 倍樁徑; 樁 垂直 度:=1.5%; 樁體干密度:設計要求; 混合料配比:設計要求; 混合料含水率:人工夯實 土料最優含水率Wop+(1~2); 機械夯實 土料最優含水率Wop-(1~2); 混合料壓實系數:=0.93; 褥 墊 層:宜用中砂、粗砂、碎石等,最大粒徑不宜大于20mm。 厚度 100~300mm, 夯填度 =0.9。 實際工程中,以上參數根據地質條件、基礎類型、結構類型、地基承載力和變形要求等條件或現場試驗確定。 (3) 適用范圍 適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。處理深度不宜超過10m。 (4) 應用典型工程 夯實水泥土樁技術自開發應用以來,就受到建設單位、設計單位的歡迎, 目前已在華北地區廣泛應用,已處理工程數千項,取得了顯著的經濟效益 和社會效益。 1.2.3 真空預壓法加固軟基技術 (1) 主要技術內容 真空預壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井或塑料排水板,然后在地面鋪設砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使與大氣隔絕,通過埋設于砂墊層中的吸水管道,用真空裝置進行抽氣,將膜內空氣排出,因而在膜內外產生一個氣壓差,這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著等向應力的增加而固結。抽真空前,土中的有效應力等于土的自重應力,抽真空后,土體完成固結時,真空壓力完全轉化為有效應力。 (2) 技術指標 該加固方法的技術指標有:密封膜內的真空度、加固土層要求達到的平均固結度、加固區的沉降值。當采用合理的施工工藝和設備,膜內真空度一般可維持相當于80kPa 的真空壓力;加固區要求達到的平均固結度,一般可采用80%的固結度,如工期許可,也可采用更大一些的固結度作為設計要求達到的固結度;先計算加固前建筑物荷載作用下天然地基的沉降量,然后計算真空預壓期間完成的沉降量,兩者之差即為預壓后建筑物使用荷載作用下可能發生的沉降。 (3) 適用范圍 該地基加固方法適用于軟粘土的地基加固,在我國廣泛存在著海相、湖相及河相沉積的軟弱粘土層。這種土的特點是含水量大、壓縮性高、強度低、透水性差。在建筑物荷載作用下會產生相當大的沉降和沉降差。對于該種地基,尤其是大面積處理時,如在該地基上建造碼頭、機場等,真空預壓法是處理軟粘土地基的有效方法之一。 (4) 已應用的典型工程 黃驊港碼頭、深圳福田開發區、天津塘沽開發區、深圳寶安大道等。 1.2.4 強夯法處理大塊石高填方地基 (1) 主要技術內容 強夯法處理大塊石高填方地基方法主要是指強夯置換法,與其他地基處理方法相比具有費用低、施工簡單等優點,分整式置換和樁式置換二種方法。整式置換法是用強夯的沖擊能將軟弱土擠開置換成塊石層,其機理與換填墊層法作用相似。樁式置換法是采用巨大的夯擊能量將塊石夯穿被加固土層并使塊石沉底形成樁體,并與周圍土體形成復合地基。由于樁體的加筋作用,地基中應力向樁體集中,使其分擔了大部分基底傳來的荷載;同時樁體的存在也使得土體中由于強夯引起的超靜水孔隙水壓力迅速消散,加快土體固結,提高土體抗剪強度,從而復合地基承載力相應提高。 (2) 技術指標 ① 夯擊能量:單擊夯擊能量按Menard 公式進行估算,錘底單位面積靜壓力不得小于100kN/m2。整式置換法單位夯擊能不宜小于1500kN?m/m2;樁式置換法單位夯擊能不宜小于300kN?m/m2。 ② 夯擊次數:通過現場試驗確定,整式置換法宜控制在最后一擊夯沉量不大于50mm;樁式置換法宜控制在最后一擊夯沉量不大于200mm。 ③ 夯點間距:夯點位置可按三角形、正方形布置。 整式置換法的夯點間距S=D+(0.3~0.4)H; 樁式置換法的夯點間距S=2~3D;D 為錘徑,H 為加固深度。 ④ 夯沉量:每陣夯沉量不宜大于0.8 倍錘高,累計夯沉量宜為1.5~2.0H。 ⑤ 加固寬度:每邊應超出基礎外邊緣(0.5~1.0)H,且不小于3m。 (3) 適用范圍 強夯置換法適用于坐落在回填土、碎石土、濕陷性黃土、粘土、粉土、淤泥質土、淤泥等多種土層的工業與民用建筑,加固深度不宜超過7m。 (4) 已應用的典型工程 已應用的代表性工程有深圳國際機場停機坪、深圳西部通道工程等。 1.2.5 爆破擠淤法技術 (1) 主要技術內容 通過爆炸沖擊作用降低淤泥結構性強度,同時利用拋石體本身的自重使爆前處于平衡狀態的拋石體向強度降低處的淤泥內滑移,達到泥、石置換的目的。首先沿堤軸線陸上拋填達到爆炸處理的設計高程與寬度,形成爆前拋石堤縱斷面線⑴,然后在拋石堤前端“泥—石”交界面⑵前方一定位置、一定深度處的淤泥層內埋置單排群藥包⑶,引爆群藥包,在淤泥內形成爆炸空腔,拋石體隨即坍塌充填空腔形成“石舌”,同時拋石體前方和下方一定范圍內的淤泥被爆炸弱化,強度降低,拋石體下沉滑移擠淤。 隨后進行拋石,當淤泥內剪應力超過其抗剪強度時,拋石體沿定向滑移線⑹朝前方定向滑移,達到新的平衡后滑移停止。繼續加高拋填,從而又出現新的定向滑移下沉,如此反復出現多次,直到拋石堤穩定為止,此時單循環結束。另外,當新的循環開始時,其爆炸作用對已形成的拋石體仍有密實和擠淤作用。 (2) 技術指標 ① 爆破參數設計 1) 藥量計算 Ⅰ 線藥量q(kg/m) 式中:LH—單循環進尺量,一般為4~7m; Hmw—計入覆蓋水深的折算淤泥深度,m; Hm—淤泥深度,m; Hw—覆蓋水深,即淤泥面以上的水深,m; q0—爆破擠淤法單耗,即爆除單位體積淤泥所需的藥量(kg/m3),一般為0.6~1.0。 γw—水重度(kN/m3); γm—水重度(kN/m3); Ⅱ 單次爆炸藥量Q Q=(0.8~1.2)B?q 式中:B—堤頭處寬度,m。 2) 藥包埋深Hb Hb=(0.2~0.45)Hmw 3) 藥包間距a 一般取為2.0~3.0m。 4) 群藥包布藥寬度Lb Lb=(0.8~1.2)B,m 堤頭、堤側爆炸處理參數的計算基本一致,一次起爆的總藥量應根據爆破安全要求進行適當控制。 ② 爆破施工 1) 爆破施工流程 施工的主要設備為水上布藥船或陸上裝藥機。爆破擠淤施工的主要流程如下: Ⅰ 用汽車與推土機拋填石料達到爆炸處理的堤頂高程和擬拋填斷面寬度。 Ⅱ 在堤頭拋填體前方“泥—石”交界面一定距離處,利用裝藥機械按設計位置將群藥包埋于淤泥中。 Ⅲ 引爆炸藥,堤頭拋石體向前方滑移跨落,形成“爆炸石舌”。 Ⅳ 馬上進行下循環拋填,此時由于淤泥被強烈擾動后,強度大大降低,可出現多次“拋填-定向滑移下沉”循環。當拋填達到設計斷面時,進行下循環裝藥放炮。以后的過程就是“拋填—裝藥—引爆”的重復循環,一次循環進尺為5~7m,依淤泥性質和現場試驗而定。 Ⅴ 在拋石堤進尺達到50m 以上時,進行兩側埋藥爆炸處理。經兩側爆炸處理 后,堤寬達到設計寬度,兩側拋石堤落底寬度增加,達到設計斷面,并基本落底于下臥持力層上,日趨穩定。 2) 質量檢查 在施工期和竣工期均應進行檢查??蛇x用以下檢查方法: Ⅰ 體積平衡法一般在施工期采用,適用于具備拋填計算條件,拋填石料流失量較小的工程。根據實測方量及斷面測量資料推算置換范圍及深度。 Ⅱ 鉆孔探測法適用于一般性工程。在拋石堤橫斷面上布置鉆孔,斷面間距宜取100-500m,不少于3 個斷面;每斷面布置鉆孔1-3 個,全斷面布置3 個鉆孔的斷面數不少于總斷面的一半。鉆孔應揭示拋填體厚度、混合層厚度,并深入下臥層不少于2m。 Ⅲ 物探法適用于一般性工程,應與鉆孔探測法配合使用。 ③ 爆破安全 1) 爆破震動 《爆破安全規程》(GB6722-2003)6.2.2 條規定了爆破震動安全允許標準。在重要建(構)筑物附近進行爆破時,必須進行爆破震動監測。根據《爆破安全規程》(GB6722-2003)規定,爆破震動速度可按照下式進行預測。 V 式中:V—爆破震動速度,cm/s; K、α—與爆破地形、地質條件有關的系數和衰減指數; R—爆源距測點間距離,m。 通過對測試數據進行分析,回歸出符合當地地形地質條件的震動速度公式進行預測。缺乏實測數據時,可按表1 進行K、α值的選取。 表1 K、α值 爆區地質 K α 天然巖石地基 400 1.35 拋填強夯地基 500 1.43 拋填石料地基 450 1.65 2) 水中沖擊波安全距離 爆破時水中沖擊波安全距離可參照《爆破安全規程》(GB6722-2003)6.3.6之規定進行。 (3) 適用范圍 目前國內采用爆破擠淤法置換淤泥軟基的厚度一般在4~20m,對于淤泥厚度小于4m 時,可與拋石擠淤、強夯擠淤比較,大于20m 時,須進行論證。 (4) 已有的典型工程 該技術在海軍16642 工程防波堤、連云港西大堤、浙江嵊泗中心漁港防波堤、大連港東區圍堤、珠海電廠陸域圍堤、浙江玉環坎門漁港防波堤、深圳濱海大道、廣東汕頭華能電廠以及深港西部通道等上百項工程中被成功采用。該技術具有工期短、造價少及工后沉降量小等特點,技術經濟效益極其顯著,具有極好的應用前景。 1.2.6 土工合成材料應用技術 (1) 主要技術內容 土工合成材料是一種新型的巖土工程材料,分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等種。 土工合成材料具有過濾、排水、隔離、加筋、防滲和防護等六大功能及作用。在我國不僅已經廣泛應用于建筑工程的各種領域,而且已成功地研究、開發了成套的應用技術。 ① 土工織物濾層應用技術; ② 土工合成材料加筋墊層應用技術; ③ 土工合成材料加筋擋土墻、陡坡及碼頭岸壁應用技術; ④ 土工織物軟體排應用技術; ⑤ 土工織物充填袋應用技術; ⑥ 模袋混凝土應用技術; ⑦ 塑料排水板應用技術; ⑧ 土工膜防滲墻和防滲鋪蓋應用技術; ⑨ 軟式透水管和土工合成材料排水盲溝應用技術; ⑩ 土工織物治理路基和路面病害應用技術; ○11 土工合成材料三維網墊邊坡防護應用技術等。 (2) 技術指標 目前我國的土工合成材料產品的品種、規格已趨齊全,產量具有相當規模,其主要技術性能指標和產品質量已達到國際水平,可以滿足各類工程對其力學性能、水力學性能、耐久性能和施工性能的需要。 土工合成材料應用在各類工程不僅能很好地解決傳統材料和傳統工藝難于解決的技術問題,而且的均取得了顯著的經濟效益,工程造價可降低15%以上。 (3) 適用范圍 土工合成材料應用技術的適用范圍十分廣泛??稍谒猩婕皫r土領域的各種建筑工程中應用。 (4) 已應用的典型工程 我國各地的水利、水運、鐵路、公路、機場、市政、環保、工業與民用建筑等行業均大量地使用了土工合成材料。據粗略統計,應用土工織物濾層應用技術的工程超過近10000 個;應用加筋墊層技術的超過1000 個,使用加筋技術修建的高大擋土墻和碼頭岸壁超過100 個,僅重慶市的加筋岸壁的長度已超過20km;土工織物軟體排已應用于所有的航道整治工程;麻袋混凝土技術不僅在蘇南運河已有30 年的應用歷程,近幾年也在海灣工程中得到大規模的使用;長江堤防工程和許多堆石壩已大量土工膜防滲墻;高速公路廣泛采用土工織物綜合治理路基和路面病害,均取得了顯著的技術經濟效益。 長江口深水航道治理工程:該工程于1998 年開工。其主要整治建筑物有南、北導堤兩座總長97.28 Km、丁壩24 座總長19.09 Km、分水口魚嘴淺堤3.8 Km。該工程大規模地使用了軟體排護底、充填袋筑堤、塑料排水板處理軟土地基和模袋混凝土壓頂技術。共使用各類土工織物3285 萬m2、加筋帶3826 萬m、塑料排水板670 萬m。很好的控制了河勢穩定、保障了堤身結構在施工期和使用期的穩定安全。該工程的二期工程已于2004 年竣工,確保了二期工程航道整治目標水深的實現。 青藏鐵路工程:在新建的1118Km 線路中,積極慎重大量地應用了土工合成材料,解決了高寒地區筑路的特殊技術問題。如在高含冰量較高路基堤中采用土工擱柵,加強了路基的強度,解決不均勻沉降,避免縱向裂縫;在高含冰量凍土段的路暫及深季節凍土段使用防滲復合土工膜,防止了地表水滲入地基,影響凍土的溫度場及水分含量避免造成融化下沉和凍漲問題的產生;采用平面及三維土工網墊,試驗人工植草,解決邊坡防護;使用土工格室進行軟土地基處理和邊坡柔性防護等,均取得了良好的效果。 1.3 深基坑支護及邊坡防護技術 1.3.1 復合土釘墻支護技術 (1) 主要技術內容 復合土釘墻是20 世紀90 年代研究開發成功的一項深基坑支護新技術。它是由普通土釘墻與一種或若干種單項輕型支護技術(如預應力錨桿、豎向鋼管、微型樁等)或截水技術(深層攪拌樁、旋噴樁等)有機組合成的支護截水體系,分為加強型土釘墻,截水型土釘墻,截水加強型土釘墻三大類。 復合土釘墻具有支護能力強,適用范圍廣,可作超前支護,并兼備支護、截水等性能,是一項技術先進,施工簡便,經濟合理,綜合性能突出的深基坑支護新技術。 (2) 技術指標 復合土釘墻目前尚無技術標準,其主要組成要素普通土釘墻、預應力錨桿、深層攪拌樁、旋噴樁等應符合國家行業標準《建筑基坑支護技術規程》JGJ120-99 等技術標準的要求。另外,微型樁一般樁徑Φ250~Φ300,間距0.5~2.0m,骨架可采用鋼筋籠或型鋼,端頭伸入坑底以下2.0~4.0m。豎向鋼管一般Φ48~Φ60,壁厚3~5mm。復合土釘墻在水位以下和軟土中,采用Φ48、厚3.5mm 鋼花管土釘,直接用機械打入土中,并從管中高壓注漿壓入土體。 (3) 適用范圍 復合土釘墻可用于回填土、淤泥質土、粘性土、砂土、粉土等常見土層;可在不降水條件下采用,解決了在城市建設中因環境限制不宜人工降水的難題;在無環境限制時,可垂直開挖與支護,易于在場地狹小的條件下方便施工;在工程規模上,深度20m 以內的深基坑均可根據具體條件,靈活、合理地推廣使用。 (4) 已應用的典型工程 復合土釘墻由于技術上和經濟上的綜合優勢,目前在北京、上海、深圳、廣州、浙江、南京、武漢等地得到了廣泛的應用,僅深圳、上海每年應用復合土釘墻支護的基坑工程都在150~200 個,典型的工程如深圳電視中心(深9.3~12.85m);深圳長城盛世家園一期(深11.65m),深圳長城盛世家園二期(14.2~21.7m);深圳鳳凰大廈(深14.0m);深圳假日廣場(深14.0~20.0m);上海西門廣場等一批深5.0~7.0m,并有深層軟土的基坑;廣州地鐵新港站(深9~14.1m)等。 1.3.2 預應力錨桿施工技術 (1) 主要技術內容 將拉力傳遞到穩定的巖層或土體的錨固體系。錨桿的一端與巖土體或結構物相連,另一端錨固在巖土體層內,并對其施加預應力,以承受巖土壓力、水壓力、抗浮、抗傾覆等所產生的結構拉力,用以維護巖土體或結構物的穩定。它通常包括桿體(由鋼絞線、鋼筋、特殊鋼管等筋材組成)、灌漿體、錨具、套管和可能使用的聯接器。預應力錨桿施工包括:鉆孔、預應力鋼筋制作安放、灌漿、外錨頭制作及張拉與鎖定。 (2) 技術指標 預應力錨桿施工技術指標應符合標準《錨桿噴射混凝土支護技術規范》GB50086 -2001、《建筑基坑支護技術規程》JGJ122-99、《巖土錨桿設計與施工規范》(送審稿-2004)等的規定。通常錨桿鉆孔直徑為130~160mm,荷載設計值為200~3000kN。 (3) 適用范圍 預應力錨桿廣泛的應用于各類巖土體加固工程,如:隧道與地下洞室的加固、巖土邊坡加固、深基坑支護、混凝土壩體加固、結構抗浮、抗傾覆,各種結構物穩定與錨固等。 (4) 已應用典型工程 預應力錨桿在國內的土建工程中,例如高層建筑深基礎工程、水電工程、鐵道工程、交通工程、礦山工程、軍工工程等基礎設施工程中逐漸得到廣泛應用。比較典型的工程有北京京城大廈深基坑支護工程、三峽永久船閘高邊坡預應力錨桿加固工程、首都機場擴建工程地下車庫抗浮工程、小浪底水利樞紐地下廠房支護工程、京福高速公路邊坡加固及滑坡整治工程。 1.3.3 組合內支撐技術 (1) 主要技術內容 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, 其具有以下特點:適用性廣,可在各種地質情況和復雜周邊環境下使用;施工速度快;支撐形式多樣;計算理論成熟;可拆卸重復利用, 節省投資。 (2) 技術指標 (3) 適用范圍 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。 (4) 已應用典型工程 北京國貿中心、廣東工商行業務大樓、廣東荔灣廣場、廣東金匯大廈。 1.3.4 型鋼水泥土復合攪拌樁支護結構技術 (1) 主要技術內容 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同工作,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。該技術具有以下技術特點:施工時對鄰近土體擾動較少,故不致于對周圍建筑物、市政設施造成危害;可做到墻體全長無接縫施工、墻體水泥土滲透系數k 可達10-7cm/s,因而具有可靠的止水性;成墻厚度可低至550mm,故圍護結構占地和施工占地大大減少;廢土外運量少,施工時無振動、無噪聲、無泥漿污染;工程造價較常用的鉆孔灌注排樁的方法約節省20%~30%。 (2) 技術指標 水泥土地下連續墻按《地基處理技術規程》J220-2002 相關要求施工。水泥土強度宜大于1MPa,水泥土滲透系數k 宜大于10-6mm/s。水泥土墻厚宜大于550mm,且應符合當地對水泥土止水帷幕厚度的要求和施工技術的要求。型鋼的斷面、長度和在水泥土墻中的位置應由設計計算確定。型鋼材質須滿足國家相關規范的要求。 (3) 適用范圍 該技術可在粘性土、粉土、砂礫土使用,目前在國內主要在軟土地區有成功應用。該技術目前可在開挖深度15m 下的基坑圍護工程中應用。(4) 已應用的典型工程型鋼水泥土復合攪拌樁支護結構在許多基坑支護工程中得到了成功應用,例如:上海靜安寺下沉式廣場、上海國際會議中心、和田路下立交引道、丁香花園大廈、地鐵陸家嘴車站出入口、地鐵2 號線龍東路延伸段、上海梅山大廈、上海怡灃豐基地等工程的基坑圍護。 1.3.5 凍結排樁法進行特大型深基坑施工技術 (1) 主要技術內容 基礎凍結排樁法的基本思路是:以含水地層凍結形成的凍結帷幕墻為基坑的封水結構,以排樁及內支撐系統為抵抗水土壓力的受力結構,充分發揮各自的優勢特點。在施工深、大基坑時,采用排樁作為結構支撐體系工藝成熟,凍結帷幕具有良好的封水性能,兩種技術的結合不僅解決了基礎維護結構的嵌巖問題而且解決了封水問題,施工可操作性強。兩種技術的結合既是優勢互補,又是一種大膽的技術創新。為了保護凍結墻體,增加封水深度減少基底涌水量和揚壓力,通過凍結孔外側設置的多個注漿孔在一定標高范圍內形成注漿帷幕。同時考慮到凍結過程中凍土體積膨脹會產生一定的凍脹力,為降低凍脹力對排樁結構的影響,在凍結孔外側距其中心一定位置處插花布設多個卸壓孔,施工中需要注意的問題: ① 在凍結過程中土的體積膨脹將對排樁產生較大的水平凍脹壓力。 ② 排樁靠基坑內側在基坑開挖過程中與空氣接觸后,溫度將急劇上升;而另外一側與凍土墻體接觸溫度非常低,排樁因兩側巨大溫差將產生的溫度應力。 ③ 凍土墻體達到設計厚度后,如何對其進行有效控制從而避免產生更大的凍脹力。 ④ 巖土力學基本理論的不成熟,設計計算所采用的數學力學模型巖土體的實際應力-應變狀態常存在著較大的差距,必須加強工程監測,通過信息化施工及時發現問題,保證工程安全。 (2) 技術指標 根據深大基坑施工的技術難點和特點凍結排樁法施工,各分項工程的主要技術指標如下: ① 排樁垂直度:1/200; ② 排樁充盈系數:5%; ③ 排樁平面位置偏差:±2cm; ④ 凍結管垂直度:表土0.3%;巖層0.5%; ⑤ 鹽水溫度:積極凍結期-25~-28℃;維護凍結期-22~25℃; ⑥ 設計冷凝溫度:30℃; ⑦ 凍結壁平均溫度:-7℃; (3) 適用范圍 凍結止水適應于各種不良地質情況,并且基坑越深,其經濟上、工期上的優勢也就越大,特別是地下水豐富的軟土地層就更具有優越性。適用于25-50 米的大型和特大型基坑(矩形、圓形和其他幾何形狀)的施工。 (4) 已應用的典型工程 在潤楊長江公路大橋南汊懸索橋南錨碇基礎等項目的施工中得以應用,并取得成功經驗,為今后特大型深基坑基礎工程開創了新的技術手段。該項目由中國路橋集團第二公路工程局開發,是中國路橋集團重點資助的科技開發項目。 1.3.6 高邊坡防護技術 (1) 主要技術內容 經過采用極限平衡法、數值分析方法對邊坡穩定性進行分析計算,得出保證高邊坡穩定所需要的錨固力。通過在坡體內施工預應力錨索、打入一定數量的系統錨桿(土釘)或注漿加固對邊坡進行處治。系統預應力錨索為主動受力,單根錨索設計錨固力可高達3000KN,是高邊坡深層加固防護的主要措施。系統錨桿(土釘)對邊坡防護的機理相當于螺栓的作用,是一種對邊坡進行中淺層加固的手段。根據滑動面的埋深確定邊坡不穩定塊體大小及所需錨固力,一般多用預應力錨(索)桿有針對性的進行加固防護。為防治邊坡表面風化、沖蝕或弱化,主要采取植物防護、砌體封閉防護、噴射(網噴)混凝土等作為坡面防護措施。 (2) 技術指標 根據邊坡高度、巖體性狀、構造及地下水的分布,判斷潛在滑移面的位置。選擇適宜的計算方法確定所需的錨固力并給出整體安全系數。采用加固防護措施提高邊坡的穩定性。主要技術指標為: 錨索錨固力:500~3000KN 錨桿錨固力:100~500KN 噴射混凝土:強度不低于C20 錨(索)桿固定方式:可采用機械固定、灌漿(膠結材料)固定、擴張基 底固定方式,根據粘結強度確定錨固力設計值。 在實際工程中,要結合邊坡坡度、高度、水文地質條件、邊坡危害程度合理選擇防護措施,提高地層軟弱結構面、潛在滑移面的抗剪強度,改善地層的其它力學性能,并加固危巖,將結構物—地層形成共同工作的體系,提高邊坡穩定性。 (3) 適用范圍 高度大于30m 的巖質高陡邊坡、高度大于15m 的土質邊坡、水電站側岸高邊坡、船閘、特大橋橋墩下巖石陡壁、隧道進出口仰坡等。 (4) 已應用的典型工程 高邊坡加固防護技術在交通、鐵道、水電、礦山等行業應用規模不斷擴大,展示了廣闊的發展前景。在三峽永久船閘高邊坡、李家峽水電站側岸邊坡、小浪底水利樞紐高邊坡、小灣水電站高邊坡、宜昌下澇溪特大橋橋墩下巖石陡壁錨固、大連港礦石碼頭高邊坡、京福國道、京珠高速等項目中應用高邊坡加固防護技術,取得了良好的工程效果。 1.4 地下空間施工技術 1.4.1 暗挖法 (1) 主要技術內容 暗挖法即新奧法,它是在傳統礦山法修建隧道方法的基礎上發展起來的。新奧法創立之前,采用傳統礦山法修建隧道。傳統礦山法認為,開挖隧道必然要引起圍巖坍塌掉落,開挖的斷面越大,坍塌的范圍也越大。因此,傳統的隧道結構設計方法將圍巖看成是必然要松弛塌落而成為作用于支護結構上的荷載。傳統礦山法將隧道斷面分成為若干小塊進行開挖,隨挖隨用鋼材或木材支撐,然后,從上到下,或從下到上砌筑剛性襯砌。這是與當時的機械設備、建筑材料和技術水平相一致的。隨著錨噴技術的出現和巖石力學理論的進展,人們對開挖隧道過程中所出現的圍巖變形、松弛、崩塌等現象有了更深入的認識。1963 年,由奧地利學者L.臘布茲維奇教授命名的“新奧地利隧道施工法(New AustriaTunnelling Method)”,簡稱“新奧法(NATM)”正式出臺。它是以控制爆破或機械開挖為主要掘進手段,以錨桿、噴射混凝土為主要支護方法,將理論指導、監控量測和工程經驗相結合的一種施工方法。其主要技術內容包括:① 新奧法的原理及技術要點;② 新奧法的分類及施工工藝;③ 光面爆破、控制爆破及機械開挖技術;④ 錨噴支護技術;⑤ 監控量測及信息反饋技術。 (2) 技術指標 新奧法的技術指標應符合《鐵路隧道設計規范》TB10003-2001、《鐵路隧道新奧法指南》(中國鐵道出版社,1988)和《公路隧道設計規范》JTJ026-90的規定。 (3) 適用范圍 可應用于鐵路隧道、公路隧道、地下鐵道及其它地下工程的設計和施工。 (4) 已應用的典型工程 從20 世紀80 年代初開始,我國隧道工程的設計與施工全面推廣和實施新奧法,著名的隧道工程有大瑤山隧道、華鎣山隧道、五指山隧道、米花嶺隧道、秦嶺隧道、圓梁山隧道等。 1.4.2 逆作法 (1) 主要技術內容 逆作法是建筑基坑支護的一種施工技術,它通過合理利用建(構)筑物地下結構自身的抗力,達到支護基坑的目的。傳統意義上的逆作法是將地下結構的外墻作為基坑支護的擋墻(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基坑支護施工方法。根據基坑支撐方式,逆作法可分為全逆作法、半逆作法和部分逆作法三種。逆作法設計施工的關鍵是節點問題,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。與其它施工技術相比,逆作法具有以下技術特點:1.適用性廣,可在各種地質條件和周圍環境下作業;2.基坑變形小,對周圍環境和建筑物影響??;3.施工效率高,工程施工總工期短;4.結構設計合理;5.施工工序簡化,經濟效益明顯。 (2) 技術指標 逆作法的設計施工應符合國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB5007-2001和國家行業標準《建筑基坑工程技術規范》YB9258-97 的相關規定。 (3) 適用范圍 適用于建筑群密集,相鄰建筑物較近,地下水位較高,地下室埋深大和施工場地狹小的高(多)層地上、地下建筑工程,如地鐵站、地下車庫、地下廠房、地下貯庫、地下變電站等。 (4) 已應用的典型工程 我國已有近百項逆作法建筑基坑支護的工程實例,比較典型的工程有:北京百貨大樓新樓、上海恒積大廈、廣州國際銀行中心、北京地鐵天安門東站等。 1.4.3 盾構法 (1) 主要技術內容 盾構法是在地表以下土層或松軟巖層中暗挖隧道的一種施工方法。自1818年法國工程師布魯諾爾(Brunel)發明盾構法以來,經過100 多年的應用與發展,已使盾構法能適用于任何水文地質條件下的施工,無論是松軟的、堅硬的、有地下水的、無地下水的暗挖隧道工程都可用盾構法。盾構法施工之所以廣泛采用,除了城市地下工程發展的客觀需要外,還由于該法本身具有以下突出的優越性。1.施工安全:在盾構設備掩護下,于不穩定土層中,可安全進行土層開挖與支護工作。2.暗挖方式:施工時與地面工程及交通互不影響,尤其是在城區建筑物密集和交通繁忙地段,該法更有優越性。3.震動和噪音?。嚎蓢栏窨刂频乇沓料?,對施工區域環境影響小,對施工地區附近的居民幾乎沒有干擾。盾構法施工作業的主要技術內容包括:① 盾構分類及選型;② 盾構技術參數設計;③ 盾構施工技術;④ 盾構施工的地表沉陷及地層移動控制技術。 (2) 技術指標 盾構法的技術指標應符合《隧道標準規范(盾構篇)及解說》(日)的規定。 (3) 適用范圍 適用于各類土層或松軟巖層中隧道的施工。 (4) 已應用的典型工程 近年來,我國城市地鐵隧道、污水隧道及管線隧道的修建越來越廣泛地采用盾構法。廣州、深圳、南京和北京地鐵隧道的修建均采用了盾構法。典型的盾構隧道工程:上海地鐵盾構隧道、深圳地鐵盾構隧道、廣州地鐵盾構隧道、南京地鐵盾構隧道、北京地鐵五號線盾構隧道、北京清河污水盾構隧道等。 1.4.4 非開挖埋管技術 (1) 主要技術內容 非開挖埋管技術即人們通常所說的頂管法施工技術。頂管法是直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中、小型管道的一種施工方法。它無須挖槽,可避免為疏干和固結土體而采用降低水位等輔助措施,從而大大加快施工進度。在特殊地層和地表環境下施工,具有很多優點。頂管法已有百年歷史。短距離、小管徑類地下管線工程施工,廣泛采用頂管法。近幾十年,中繼接力頂進技術的出現使頂管法已發展成為可長距離頂進的施工方法。 頂管法的主要技術內容包括:① 頂管法的基本構成,包括頂進設備、頂管機頭、中繼環、工程管及吸泥設備;② 頂管法頂力計算;③ 頂管法綜合施工技術,包括頂管工作坑的開挖、穿墻管及穿墻技術、頂進與糾偏技術、陀螺儀激光導向技術、局部氣壓與沖泥技術及觸變泥漿減阻技術。 (2) 技術指標 頂管法的技術指標應符合國家行業標準《頂管施工規范》的規定。 (3) 適用范圍 適用于直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中、小型管道。 (4) 已應用的典型工程 近幾十年,中繼接力頂進技術的出現使頂管法已發展成為可長距離頂進的施工方法,使頂管技術在長距離穿越江河、湖泊及地面交通工程等的地下管道的敷設工程中逐漸得到普遍應用。比較典型的工程有:浙江鎮海穿越甬江的頂管工程、上海穿越黃浦江的頂管工程、西氣東輸穿越黃河頂管工程等。

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