一、基坑工程概述

基坑工程概念及現(xiàn)狀

基坑工程是為保護(hù)基坑施工、地下結(jié)構(gòu)的安全和周邊環(huán)境不受損害而采取的支護(hù)、基坑土體加固、地下水控制、開挖等工程的總稱,包括勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、試驗(yàn)等。

上海“蓮花河畔景苑”在建樓房整體倒塌

6月27日6時(shí)左右,上海閔行區(qū)“蓮花河畔小區(qū)一棟在建13層住宅樓整體倒塌。這是建國以來建筑業(yè)最令人恐怖的倒樓事件。

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駭人聽聞的上海倒樓事件令土木人蒙羞,開發(fā)商、承包商、監(jiān)理工程師和負(fù)有監(jiān)管職責(zé)的政府官員將被釘在土木建設(shè)史的恥辱柱上!

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導(dǎo)致基坑工程事故的主要原因如下:

(1)設(shè)計(jì)理論不完善。許多計(jì)算方法尚處于半經(jīng)驗(yàn)階段,理論計(jì)算結(jié)果尚不能很好反映工程實(shí)際情況。

(2)設(shè)計(jì)者概念不清、方案不當(dāng)、計(jì)算漏項(xiàng)或錯(cuò)誤。

(3)設(shè)計(jì)、施工人員經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐表明,工程經(jīng)驗(yàn)在決定基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案和確保施工安全中起著舉足輕重的作用。

基坑工程特點(diǎn):

1.綜合性強(qiáng)

2.臨時(shí)性和風(fēng)險(xiǎn)性大

3.地區(qū)性

4.環(huán)境條件要求嚴(yán)格

一、基坑工程的內(nèi)容

基坑土方開挖的施工工藝一般有兩種:放坡開挖(無支護(hù)開挖)和在支護(hù)體系保護(hù)下外挖(有支護(hù)開挖)。前有既簡單又經(jīng)濟(jì),但需具備放坡開挖的條件,即基坑不太深而且基坑平面之外有足夠的空間供放坡之用。因此,在空曠地區(qū)或周圍環(huán)境允許放坡而又能保證邊坡穩(wěn)定條件下應(yīng)優(yōu)先選用。

在城市中心建筑物稠密地區(qū),往往不具備基坑放坡開挖的條件,此時(shí)就只能采用在支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下垂直或基本垂直進(jìn)行開挖。

在有支護(hù)開挖的情況下,基坑工程一般包括下述內(nèi)容:

(1)基坑工程勘察;

(2)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工;

(3)控制基坑地下水位;

(4)基坑土方工程的開挖和運(yùn)輸;

(5)基坑土方開挖過程中的工程監(jiān)測;

(6)基坑周圍的環(huán)境保護(hù)。

邊坡有危巖、孤石、崩塌體等不穩(wěn)定的跡象時(shí)要先做妥善處理。對軟土土坡和極易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石邊坡,開挖后應(yīng)對坡腳、坡面采取噴漿、抹面、嵌補(bǔ)、砌石等保護(hù)措施,并作好坡頂、坡腳排水。

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二、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則與方法

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則為:

(1)安全可靠:

(2)經(jīng)濟(jì)合理:

(3)便利施工:

根據(jù)現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài),分為以下兩類:

1.承載能力極限狀態(tài)

2.正常使用極限狀態(tài)

三、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級

根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》,基坑側(cè)壁的安全等級分為三級(表l—1),設(shè)計(jì)時(shí)不同等級采用相對應(yīng)的重要性系數(shù)γ0。

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二、基坑工程勘察

一、巖土勘察

在建筑地基詳細(xì)勘察階段,宜同時(shí)對基坑工程需要的內(nèi)容進(jìn)行勘察。

勘察范圍取決于開挖深度及場地的巖土工程條件,宜在開挖邊界外開挖深度1~2倍范圍內(nèi)布置勘探點(diǎn),對于軟土勘察范圍尚宜擴(kuò)大。

勘探點(diǎn)的間距可為15~30m,地層變化較大時(shí),應(yīng)增加勘探點(diǎn)查明分布規(guī)律。

基坑周邊勘探點(diǎn)的深度不宜小于1倍開挖深度,軟土地區(qū)應(yīng)穿越軟土層。

巖土勘察一般應(yīng)提供下述資料:

(1)場地土層的類型、特點(diǎn)、土層性質(zhì);

(2)基坑及圍護(hù)墻邊界附近,場地填土、暗浜、古河道及地下障礙物等不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布范圍與深度,表明其對基坑工程的影響;

(3)場地淺層潛水和坑底深部承壓水的埋藏情況,土層滲流特性及產(chǎn)生流砂、管涌的可能性;

(4)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工所需土、水指標(biāo);

二、水文地質(zhì)勘察

應(yīng)提供下列情況和數(shù)據(jù):

(1)地下各含水層的視見水位和靜止水位;

(2)地下各含水層中水的補(bǔ)給情況和動(dòng)態(tài)變化情況,與附近水體的連通情況;

(3)基坑底以下承壓水的水頭高度和含水層的界面;

(4)分析施工過程中水位變化對支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑周邊環(huán)境的影響,提出應(yīng)采取的措施。

三、基坑周邊環(huán)境勘察

應(yīng)包括以下內(nèi)容:

(1)查明影響范圍內(nèi)建(構(gòu))筑物類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型和埋深、基礎(chǔ)荷載大小及上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀;

(2)查明基坑周邊各類地下設(shè)施,包括給水、排水、電纜、煤氣、污水、雨水、熱力等管線的分布與性狀;

(3)查明基坑四周道路的距離及車輛載重情況;

(4)查明場地四周和鄰近地區(qū)地表水匯流和排瀉情況,地下水管滲漏情況及對基坑開挖的影響。

此外,在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前,尚應(yīng)對下述地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行收集和了解:

(1)主體工程地下室的平面布置以及與建筑紅線的相對位置,這對選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)型式及支撐布置等有關(guān);

(2)主體工程基礎(chǔ)的樁位布置圖,這與支撐體系中的立柱布置有關(guān),應(yīng)盡量利用工程樁作為立柱樁以降低造價(jià);

(3)主體結(jié)構(gòu)地下室層數(shù)、各層樓板和底板的布置與標(biāo)高以及地面標(biāo)高,這與確定開挖深度,選擇圍護(hù)墻與支撐型式和布置以及換撐等有關(guān)。

三、支護(hù)體系方案選擇

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(1)鋼板樁

鋼板樁常用的有簡易的槽鋼鋼板樁和熱軋鎖口鋼板樁。

①槽鋼鋼板樁

②熱軋鎖口鋼板樁

其形式有U型、z型、一字型、H型和組合型。我國一般常用者為U型,即互相咬接形成板樁墻,只有在基坑深度很大時(shí)才用組合型。

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(2)鋼筋混凝土板樁

這是一種傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu),截面帶企口有一定擋水作用,頂部設(shè)圈梁,用后不再拔除,永久保留在地基土中,過去多用于鋼板樁難以拔除的地段。

(3)鉆孔灌注樁排樁擋墻

常用者為∮600~1000mm,做成排樁擋墻,頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁,設(shè)內(nèi)支撐體系。我國各地都有應(yīng)用,是支護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的一種。

灌注樁擋墻的剛度較大,抗彎能力強(qiáng),變形相對較小,在土質(zhì)較好的地區(qū)已有7—8m懸臂者,在軟土地區(qū)坑深不超過14m皆可用之,經(jīng)濟(jì)效益較好。但其永久保留在地基土中,可能為日后的地下工程施工造成障礙。由于目前施工時(shí)它難以做到相切,樁之間留有100~150mm的間隙,擋水效果差,有時(shí)將它與深層攪拌水泥土樁擋墻組合應(yīng)用,前者抗彎,后者做成防水帷幕起擋水作用

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(4)地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻已成為深基坑的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻之一,國內(nèi)大城市深基坑工程利用此支護(hù)結(jié)構(gòu)為多,常用厚度為600~800mm,少量也可施工厚1000mm者、,上海至今已完成一百多萬平方米地下連續(xù)墻。尤其是地下水位高的軟土地區(qū),當(dāng)基坑深度大且鄰近的建(構(gòu))筑物、道路和地下管線相距甚近時(shí),它往往是首先考慮的支護(hù)方案。上海地鐵的多個(gè)車站施工中都采用地下連續(xù)墻。

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(5)深層攪拌水泥土樁擋墻

深層攪拌水泥土樁擋墻在軟土地區(qū)近年來應(yīng)用較多,尤以上海應(yīng)用最多,過去多用于地基加固工程。它是用特制進(jìn)入土深層的深層攪拌機(jī)將噴出的水泥漿固化劑與地基上進(jìn)行原位強(qiáng)制拌合而制成水泥土樁,相互搭接,硬化后即形成具有一定強(qiáng)度的壁狀擋墻(有各種形式,計(jì)算確定),既可擋土又可形成隔水帷幕。對于平面呈任何形狀、開挖深度不很深的基坑(一般認(rèn)為不超過6m),皆可用作文護(hù)結(jié)構(gòu),比較經(jīng)濟(jì);水泥土的物理力學(xué)性質(zhì),取決于水泥摻入比,多用12%左右。目前在上海地區(qū)廣為應(yīng)用,收到較好的效果,它特別適應(yīng)于軟土地區(qū)。

深層攪拌水泥土樁擋墻,屬重力式擋墻,深度大時(shí)可在水泥土中插入加筋桿件,形成加筋水泥土擋墻,必要時(shí)還可輔以內(nèi)支撐等。

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(6)旋噴樁擋墻

它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提,同時(shí)利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴,將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁,樁體相連形成帷幕墻,可用作文護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻。在較狹窄地區(qū)亦可施工。它與深層攪拌水泥土樁一樣,亦為重力式擋墻,只是形成水泥土樁的工藝不同而已。在施工旋噴樁時(shí),要控制好上提速度、噴射壓力和噴射量,否則質(zhì)量難以保證。

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(7)土釘(沙層錨桿)墻

土釘墻是一種利用土釘加固后的原位土體來維護(hù)基坑邊坡土體穩(wěn)定的支護(hù)方法。它由土釘、鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面板和加固后的原位土體三部分組成。該種支護(hù)結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、施工方便,是一種較有前途的基坑邊坡支護(hù)技術(shù),適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的粘性土或密實(shí)性較好的砂土地層,基坑深度一般不大于15m。

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支撐體系的選型

當(dāng)基坑深度較大,懸臂的擋墻在強(qiáng)度和變形方面不能滿足要求時(shí),即需增設(shè)支撐系統(tǒng)。

支撐系統(tǒng)分兩類:

基坑內(nèi)支撐

基坑外拉錨。

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1、內(nèi)支撐

(1)鋼結(jié)構(gòu)支撐

鋼結(jié)構(gòu)支撐拼裝和拆除方便、迅速,為工具式支撐,可多次重復(fù)使用,且可根據(jù)控制變形的需要施加預(yù)頂力,有一定的優(yōu)點(diǎn)。

但與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐相比,它的變形相對較大,且由于圓鋼管和型鋼的承載能力不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐的承裁能力大,因而支撐水平向的間距不能很大;相對來說對于機(jī)械挖土不太方便。

①鋼管支撐

鋼管支撐的形式,多為對撐或角撐如間距較大、長度較長,亦可增設(shè)腹桿形成桁架式支撐,對撐縱橫鋼管交叉處,可以上下疊交;亦可增設(shè)特制的十字接頭,縱橫鋼管都與十字接頭連接,使縱橫鋼管處于同一平面內(nèi)。后者可使鋼管支撐形成一平面框架,剛度大,受力性能好。

內(nèi)支撐的布置與型式

支撐體系在平面上的布置形式(如圖),有角撐、對撐、桁架式、框架式、環(huán)形等。有時(shí)在同一基坑中混合使用,如角撐加對撐、環(huán)梁加邊桁(框)架、環(huán)梁加角撐等。主要是因地制宜,根據(jù)基坑的平面形狀和尺寸設(shè)置最適合的支撐。

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②H型鋼支撐

H型鋼支撐用螺栓連接,為工具式鋼支撐,現(xiàn)場組裝方便,構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化,對不同的基坑能按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行組合和連接,可重復(fù)使用,有推廣價(jià)值。

H型鋼常用者為焊接H型鋼和軋制H型鋼。

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(2)鋼筋混凝土支撐

鋼筋混凝土支撐它剛度大,變形小,能有效地控制擋墻變形和周圍地面的變形,宜用于較深基坑和周圍環(huán)境要求較高的地區(qū)。

但成型和發(fā)揮作用時(shí)間長、屬于一次性支撐結(jié)構(gòu)、拆除困難。

四、基坑工程施工

1、水泥土墻施工

深層攪拌水泥土樁排擋墻,是采用水泥作為固化劑,利用特制的深層攪拌機(jī)械,在地基深處就地將軟土和水泥強(qiáng)制攪拌形成水泥土,利用水泥和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng),使軟土硬化成整體性的、并有一定強(qiáng)度的擋土、防滲墻。

優(yōu)點(diǎn):施工時(shí)振動(dòng)和噪音小,工期較短,無支撐,它既可擋土亦可防水,而且造價(jià)低廉。普通的深層攪拌水泥土擋墻,通常用于不太深的基坑作支護(hù),若采用加筋攪拌水泥土擋墻,則能承受較大的側(cè)向壓力,用于較深的基坑護(hù)壁。

(一)施工機(jī)具

(1)深層攪拌機(jī)

它是深層攪拌水泥土樁施工的主要機(jī)械。目前應(yīng)用的有中心管噴漿方式和葉片噴漿方式兩類。前者的輸漿方式中的水泥漿是從兩根攪拌軸之間的另一根管子輸出,不影響攪拌均勻度,可適用于多種固化劑;后者是使水泥漿從葉片上若干個(gè)小孔噴出,使水泥漿與土體混合較均勻,適用于大直徑葉片和連續(xù)攪拌,但因噴漿孔小易被堵塞,它只能使用純水泥漿而不能采用其他固化劑。

(2)配套機(jī)械

主要包括灰漿攪拌機(jī)、機(jī)架、集料斗、灰漿泵。

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(二)施工工藝

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(三)水泥土的配合比

攪拌法施工要求水泥漿流動(dòng)度大,水灰比一般采用0.45~0.50,但軟土含水量高,對水泥土強(qiáng)度增長不利。為了減少用水量,又利于泵送,可選用木質(zhì)素磺酸鈣作減水劑,另摻入三乙醇銨以改善水泥土的凝固條件和提高水泥土的強(qiáng)度。

(四)提高水泥土樁擋墻支護(hù)能力的措施

深層攪拌水泥土樁擋墻屬重力式支護(hù)結(jié)構(gòu),主要由抗傾覆、抗滑移和抗剪強(qiáng)度控制截面和入土深度。目前這種支護(hù)的體積都較大,為此可采取下列措施,通過精心設(shè)計(jì)來提高其支護(hù)能力:

(1)卸荷

(2)加筋

(3)起拱

(4)擋墻變厚度

2、鋼板樁施工

常用鋼板樁的種類:

鋼板樁是帶鎖口的熱軋型鋼,鋼板樁靠鎖口相互咬口連接,形成連續(xù)的鋼板樁墻,用來擋土和擋水。鋼板樁支護(hù)由于其施工速度快、可重復(fù)使用,因此在一定條件下使用會取得較好的效益。但鋼板樁的剛度相對較小。

常用的截面形式為U形、Z形和直腹板式。國產(chǎn)的鋼板樁只有鞍IV型和包IV型拉森式(U形)鋼板樁,其他還有一些國產(chǎn)寬翼緣熱軋槽鋼可用于不太深的基坑作為支護(hù)應(yīng)用。

(一)鋼板樁打設(shè)前的準(zhǔn)備工作

鋼板樁的設(shè)置位置應(yīng)便于基礎(chǔ)施工,即在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)邊緣之外并留有支、拆模板的余地。

特殊情況下如利用鋼板樁作箱基底板或樁基承臺的側(cè)模,則必須襯以纖維板或油毛氈等隔離材料,以便鋼板樁拔出。

鋼板樁的平面布置,應(yīng)盡量干直整齊,避免不規(guī)則的轉(zhuǎn)角,以便充分利用標(biāo)準(zhǔn)鋼板樁和便于設(shè)置支撐。

對于多層支撐的鋼板樁,宜先開溝槽安設(shè)支撐并預(yù)加頂緊力(約為設(shè)計(jì)值的50%);再挖土,以減少鋼板樁支護(hù)的變形。

對于鋼板樁擋墻應(yīng)在板樁接縫處設(shè)置可靠的防滲止水的構(gòu)造,必要時(shí)可在沉樁后在坑外鋼板樁鎖口處注漿防滲。

1.鋼板樁的檢驗(yàn)與矯正

2.導(dǎo)架安裝

3.沉樁機(jī)械的選擇

(二)鋼板樁的打設(shè)

(1)打設(shè)方法的選擇

①單獨(dú)打入法

②屏風(fēng)式打入法

(2)鋼板樁的打設(shè)

先用吊車將鋼板樁吊至插樁點(diǎn)處進(jìn)行插樁插樁時(shí)鎖口要對準(zhǔn),每插入一塊即套上樁帽輕輕加以錘擊。

在打樁過程中,為保證鋼板樁的垂高度,要用兩臺經(jīng)緯儀從兩個(gè)方向加以控制。

打樁時(shí),開始打設(shè)的第一、二塊鋼板樁的打入位置和方向耍確保精度,它可以起樣板導(dǎo)向作用,一般每打入1m應(yīng)測量一次。

(三)鋼板樁的拔除

在進(jìn)行基坑回填土?xí)r,要拔除鋼板樁,以便修整后重新使用。拔除鋼板樁要研究拔除順序、拔除時(shí)間以及樁孔處理方法。

對于封閉式鋼板樁墻,拔樁的開始點(diǎn)宜離開角樁五根以上,必要時(shí)還可用跳拔的方法間隔拔除。拔樁的順序一般與打設(shè)順序相反。

拔除鋼板樁宜用振動(dòng)錘或振動(dòng)錘與起重機(jī)共同拔除。后者適用于單用振動(dòng)錘而拔不出的鋼板樁,需在鋼板樁上設(shè)吊架,起重機(jī)在振動(dòng)錘振拔的同時(shí)向上引拔

3、地下連續(xù)墻施工

(一)、地下連續(xù)墻施工工藝原理

地下連續(xù)墻施工工藝,即在工程開挖土方之前,用特制的挖槽機(jī)械在泥漿護(hù)壁的情況下,每次開挖一定長度(一個(gè)單元槽段)的溝槽,待開挖至設(shè)計(jì)深度并清除沉淀下來的泥渣后,將在地面上加工好的鋼筋骨架(一般稱為鋼筋籠)用起重機(jī)械吊入充滿泥漿的溝槽內(nèi),然后通過導(dǎo)管向溝槽內(nèi)澆筑混凝土,由于混凝土是由溝槽底部開始逐漸向上澆筑,所以隨著混凝土的澆筑,泥漿也被置換出來,待混凝土澆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,二個(gè)單元槽段即施工完畢。各個(gè)槽段之間由特制的接頭連接,形成連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻。如呈封閉狀,則工程開挖土方后,地下連續(xù)墻就既可擋土又可止水,便利了地下工程和深基坑的施工。若將用作支護(hù)擋墻的地下連續(xù)墻又作為建筑物地下室或地下構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)外墻,即所謂的“兩墻合一”,則經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。

(二)、構(gòu)造處理

1.混凝土強(qiáng)度及保護(hù)層

現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻,其設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級不得低于C30,考慮到在泥漿中澆筑,施工時(shí)要求提高到不得低于C35。

水泥用量不得少于370kg/m3,水灰比不大于0.6,坍落度宜為180.2l0mm。

混凝土保護(hù)層厚度,根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、骨料粒徑、施工條件及工程和水文地質(zhì)條件而定。

2.接頭處理

(1)施工接頭

常用的施工接頭有以下幾種形式:

1)接頭管(亦稱鎖口管)接頭這是目前地下連續(xù)墻施工中應(yīng)用最多的一種。

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2)接頭箱接頭施工辦法與接頭管相似,只是以接頭箱代替了接頭管。

U形接頭管與滑板式接頭箱施工的鋼板接頭。它是在兩相鄰單元槽段的交界處利用U形接頭管放入開有方孔且焊有封頭鋼板的接頭鋼板,以增強(qiáng)接頭的、整體性。

3)隔板式接頭隔板的形狀分為平隔板、榫形隔板和u形隔板。

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(2)結(jié)構(gòu)接頭

地下連續(xù)墻與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的樓板、柱、梁、底板等連接的結(jié)構(gòu)接頭,常用的有下列幾種:

1)預(yù)埋連接鋼筋法

2)預(yù)埋連接鋼板法

3)預(yù)埋鋼筋錐螺紋接頭法

(三)、地下連續(xù)墻施工

1.施工前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)和施工之前,必須認(rèn)真調(diào)查現(xiàn)場情況和地質(zhì)、水文等情況,以確保施工的順利進(jìn)行。

(1)施工現(xiàn)場情況調(diào)查

現(xiàn)場情況調(diào)查的目的是為了解決下述問題:施工機(jī)械進(jìn)入現(xiàn)場和進(jìn)行組裝的可能性;挖槽時(shí)棄土的處理和外運(yùn);給排水和供電條件;地下障礙物和相鄰建(構(gòu))筑物情況;噪聲、振動(dòng)與污染等公害引起的有關(guān)問題等。

(2)水文、地質(zhì)情況調(diào)查

(3)制訂地下連續(xù)墻的施工方案

2.施工工藝過程

現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的施工工藝過程其中修筑導(dǎo)墻、泥漿制備與處理、挖深槽、鋼筋籠的制作與吊放以及混凝土的澆筑是地下連續(xù)墻施工中的主要工序。

3.地下連續(xù)墻施工技術(shù)

(1)修筑導(dǎo)墻

導(dǎo)墻是地下連續(xù)墻挖槽之前修筑的臨時(shí)結(jié)構(gòu),對挖槽起重要作用

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1)導(dǎo)墻的作用

a.作擋土墻

b.作為測量的基準(zhǔn)。

c.作為重物的支承。

d.存蓄泥漿。

2)導(dǎo)墻的形式

導(dǎo)墻一般為現(xiàn)澆的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也有鋼制的或預(yù)制鋼筋混凝土裝配式結(jié)構(gòu),它可重復(fù)使用。導(dǎo)墻必須有足夠的強(qiáng)度、剛度和精度,必須滿足挖槽機(jī)械的施工要求。

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3)導(dǎo)墻施工

現(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻施工順序:平整場地→測量定位→挖槽及處理?xiàng)壨?rarr;綁扎鋼筋→支模板→澆筑混凝土→拆模并設(shè)置橫撐→導(dǎo)墻外側(cè)回填土(如無外側(cè)模板不進(jìn)行此項(xiàng)工作)。

(2)泥漿護(hù)壁

1)泥漿的作用

地下連續(xù)墻的深槽是在泥漿護(hù)壁下進(jìn)行挖掘的,泥漿在成槽過程中有下列作用:

a.護(hù)壁作用

b.?dāng)y渣作用

c.冷卻和潤滑作用

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2)泥漿的成分

護(hù)壁泥漿通常使用的是制備泥漿、自成泥漿或半自成泥漿。

制備泥漿是在挖槽前利用專用設(shè)備事先制備好泥漿,挖槽時(shí)輸入溝槽。

自成泥漿是用鉆頭式挖槽機(jī)挖槽時(shí),向溝槽內(nèi)輸人清水、清水與鉆削下來的泥土拌合,邊挖槽邊形成泥漿。自成泥漿的性能指標(biāo)要符合規(guī)定的要求。

當(dāng)某些性能指標(biāo)不符合規(guī)定的要求時(shí),在形成自成泥漿的過程中,就要再加入一些需要的成分,這樣形成的泥漿稱為半自成泥漿。

膨潤土泥漿是制備泥漿中最常用的一種,它的主要成分是膨潤土和水,另外,還要適當(dāng)?shù)丶尤胪饧觿?/p>

a.膨潤土膨潤土是一種顆粒極細(xì)、遇水顯著膨脹、粘性和可塑性都很大的特殊粘土,它是經(jīng)加熱、干燥和粉碎之后,用旋流分離器按其粉末粒徑大小分級后出售的。

b.水水的PH值和其中的雜質(zhì),亦影響泥漿的性質(zhì)。

c.外加劑為使泥漿的性能適合于地下連續(xù)墻挖槽施工的要求,需根據(jù)具體情況有選擇地適當(dāng)加入外加劑。

3)泥漿質(zhì)量的控制指標(biāo):

在地下連續(xù)墻施工過程中,為檢驗(yàn)?zāi)酀{的質(zhì)量,使其具備物理和化學(xué)的穩(wěn)定性、合適的流動(dòng)性、良好的泥皮形成能力以及適當(dāng)?shù)南鄬γ芏龋鑼χ苽涞哪酀{和循環(huán)泥漿利用專用儀器進(jìn)行質(zhì)量控制。

4)泥漿的制備與處理

A.制備泥漿的準(zhǔn)備工作

制備泥漿前,需對地基土、地下水和施工條件等進(jìn)行調(diào)查。

B.泥漿配合比

選擇泥漿既要考慮護(hù)壁、攜渣效果,又要考慮經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)因地制宜地選用。

C.泥漿制備

泥漿制備包括泥漿攪拌和泥漿貯存。

D.泥漿處理

泥漿處理分土碴分離處理(物理再生處理)和污染泥漿化學(xué)處理(化學(xué)再生處理)兩種。

(3)挖深槽

挖槽的主要工作包括:單元槽段劃分;挖槽機(jī)械的選擇與正確使用;制訂防止槽壁坍塌的措施和特殊情況的處理方法等。

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1)單元槽段劃分

地下連續(xù)墻施工時(shí),預(yù)先沿墻體長度方向把地下墻劃分為多個(gè)某種長度的施工單元,這種施工單元稱為“單元槽段”。挖槽是按照一個(gè)個(gè)單元槽段進(jìn)行挖掘的,在一個(gè)單元槽段內(nèi),挖掘機(jī)械可以挖一個(gè)或幾個(gè)挖掘段。劃分單元槽段就是將各種單元槽段的形狀和長度標(biāo)明在墻體平面圖上,它是地下連續(xù)墻施工組織設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容。

一般決定單元槽段長度的因素有:

a.設(shè)計(jì)構(gòu)造要求。

b.地質(zhì)水文條件。

c.地面荷載及相鄰建筑物的影響。

d.現(xiàn)有起重機(jī)的起重能力和鋼筋籠的吊放方法。

e.單位時(shí)間內(nèi)混凝土的供應(yīng)能力。

f.工地上具備的泥漿池容積。

2)挖槽機(jī)械選擇

在地下連續(xù)墻施工中常用的挖槽機(jī)械,按其工作機(jī)理主要分為挖斗式、回轉(zhuǎn)式和沖擊式三大類。

a.挖斗式挖槽機(jī)挖斗式挖槽機(jī)是以其斗齒切削土體,切削下來的土體收容在斗體內(nèi),再從溝槽內(nèi)提出地面開斗卸土,然后又返回溝槽內(nèi)挖土,以如此重復(fù)的循環(huán)作業(yè)進(jìn)行挖槽。

b.回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī)這類挖槽機(jī)是以回轉(zhuǎn)的鉆頭切削土體進(jìn)行挖掘,鉆下的土碴隨循環(huán)的泥漿排出地面。按照鉆頭數(shù)目,回轉(zhuǎn)式挖槽機(jī)分為單頭鉆和多頭鉆,單頭鉆主要用來鉆導(dǎo)孔,多頭鉆用來挖槽。

c.沖擊式挖槽機(jī)目前,我國使用的主要是鉆頭沖擊式挖槽機(jī),它是通過各種形狀鉆頭的上下運(yùn)動(dòng),沖擊破碎土層,借助泥漿循環(huán)把土碴攜出槽外。它適用于老粘性土、硬土和夾有孤石等較為復(fù)雜的地層情況。

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3)防止槽壁塌方的措施

與槽壁穩(wěn)定有關(guān)的因素是多方面的,但可以歸納為泥漿、地質(zhì)條件與施工三個(gè)方面。

a.泥漿泥漿質(zhì)量和泥漿液面的高低對槽壁穩(wěn)定有很大影響。

b.地質(zhì)條件地基土的條件直接影響槽壁穩(wěn)定。

c.施工方面地下連續(xù)墻施工時(shí)單元槽段的劃分亦影響槽壁的穩(wěn)定性。注意控制鉆進(jìn)進(jìn)尺或鉆機(jī)回轉(zhuǎn)速度,及時(shí)吊放鋼筋籠、澆灌混凝土,還要注意施工期間地面荷載不要過大。

(4)清底

在挖槽結(jié)束后清除槽底沉淀物的工作稱為清底。

清除沉碴的方法,常用的有:砂石吸力泵排泥法、壓縮空氣升液排泥法、潛水泥漿泵排泥法、抓斗直接排泥法。前三種應(yīng)用尤多,清底后,槽內(nèi)泥漿的相對密度應(yīng)在1.15以下。

清底一般安排在插入鋼筋籠之前進(jìn)行,對于以泥漿反循環(huán)法進(jìn)行挖槽的施工,可在挖槽后緊接著進(jìn)行清底工作。

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(5)鋼筋籠加工與吊放

1)鋼筋籠加工鋼筋籠根據(jù)地下連續(xù)墻墻體配筋圖和單元槽段的劃分來制作。單元槽段的鋼筋籠應(yīng)裝配成一個(gè)整體。必須分段時(shí)采用焊接或機(jī)械連接,接頭位置宜選在受力較小處,并相互錯(cuò)開。

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2)鋼筋籠吊放鋼筋籠的起吊、運(yùn)輸和吊放應(yīng)制訂周密的施工方案,主要解決好兩個(gè)問題:一是在吊放過程中不能使鋼筋籠產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形;二是插入過程中不要造成槽壁坍塌。

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(6)混凝土澆筑

混凝土配合比的設(shè)計(jì)除滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求外,還應(yīng)考慮到采用導(dǎo)管法在泥漿中澆筑混凝土的施工特點(diǎn)和對混凝土強(qiáng)度的影響。

地下連續(xù)墻的混凝土澆筑機(jī)具可選用履帶式起重機(jī)、卸料翻斗、混凝土導(dǎo)管和貯料斗,并配備簡易澆筑架,組成一套設(shè)備。