高層建筑施工ppt

1、1,高層建筑施工,2,１．緒論,高層建筑的定義1972 國(guó)際高層建筑會(huì)議第一類高層建筑:9~16層(最高到50m);第二類高層建筑:17~25層(最高到75m);第三類高層建筑:26~40層(最高到100m);超高層建筑: 40層以上(高度100m以上)?！睹裼媒ㄖO(shè)計(jì)通則》（JGJ137-87):10以上的住宅及總高度超過(guò)24m的公共建筑及綜合建筑。,3,高層建筑的發(fā)展我國(guó)古代:高塔 磚砌或木制的筒體結(jié)構(gòu)

2、 高層框架結(jié)構(gòu) 國(guó)外古代:磚石承重結(jié)構(gòu)壁厚,使用空間小.近代高層建筑:框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土) 剪力墻、鋼支撐、筒體,4,高層建筑施工技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)工程：支護(hù)技術(shù):鋼板樁 混凝土灌注樁 地下連續(xù)墻 深層攪拌水泥土樁 土釘支護(hù)施工工藝:支撐形式:內(nèi)

3、部鋼管支撐 外部土錨拉固土錨桿:鉆孔、灌漿、預(yù)應(yīng)力張拉工藝 樁基礎(chǔ)：預(yù)制打入樁混凝土灌注樁：大直徑鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)工程：大模板 、爬升模板、滑升模板高層鋼結(jié)構(gòu)：,5,2. 地下水控制與基坑開挖,地下水控制邊坡穩(wěn)定基坑土方開挖,6,2.1地下水控制,為什么必須進(jìn)行地下水控制?補(bǔ)償性基礎(chǔ) 地下水位較高的軟土地區(qū) 流砂 邊坡失穩(wěn) 地基承載力下降降水:集水明排和井點(diǎn)降水截水回灌,7,補(bǔ)償性基礎(chǔ)(compe

4、nsated foundation) 又稱浮基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使建筑物的重量約等于建筑位置挖去土重（包括水重）的基礎(chǔ)。當(dāng)建筑物的重量等于挖去的土重時(shí)，稱“全補(bǔ)償性基礎(chǔ)”，此時(shí)土中的應(yīng)力無(wú)變化；如挖去的土重只相當(dāng)于建筑物的部分重量時(shí)，稱“部分補(bǔ)償性基礎(chǔ)”?？蓽p少建筑物的沉降，充分利用地下空間。由于開挖較深，施工較困難，需考慮基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)、降低地下水、防止坑底隆起和管涌等問(wèn)題。高層建筑中常用。,8,水在土中滲流的基本規(guī)律

5、達(dá)西定律： v=Q/A=k(ΔH/L)=ki一維滲流情況（圖2-1）Q=k(ΔH/L)A滲透系數(shù):k (m/d,cm/s)滲流/流線/層流/紊流/物理意義/透水性滲流速度v（m/d,cm/s）:v=Q/A=k(ΔH/L) 或v=ki水力梯度:i=ΔH/L兩個(gè)問(wèn)題:A、L、v適用于砂及其他較細(xì)顆粒的土中，孔隙較大時(shí)產(chǎn)生紊流；Ip特別大的粘土：v=k(i-i’),一、地下水的基本特性,9,等壓流線與流網(wǎng)水在土中穩(wěn)定滲流

6、（水流情況不隨時(shí)間而變，土的孔隙比和飽和度不變，流入任意單元體的水量等于自單元體流出的水量以保持平衡），地下水頭值相等的點(diǎn)連成的面,稱為“等水頭面”，在平面或剖面上表現(xiàn)為“等水頭線”（等勢(shì)線，等壓流線）。由等壓流線與流線所組成的網(wǎng)稱為“流網(wǎng)”。等壓流線與流線正交。潛水與層間水（圖2-4）P9潛水：從地表至第一層不透水層之間含水層中所含的水。水無(wú)壓力，重力水。層間水：夾于兩不透水層之間含水層中所含 的水。無(wú)壓層間水和 承壓層間水,

7、10,二、動(dòng)水壓力和流砂,動(dòng)水壓力單位體積土中土顆粒骨架所受到的壓力總和。(kN/m3)GD=-T=-γWi (圖2-5 動(dòng)水壓力原理圖 P10)流砂產(chǎn)生條件: GD≥γ’W多發(fā)生在顆粒級(jí)配均勻而細(xì)的粉、細(xì)砂等砂性土中。粘土和粉質(zhì)粘土、礫石均不易發(fā)生流砂。危害：基坑泥濘、坍塌、基礎(chǔ)滑移防止措施：降水和防水帷幕,11,三、降低地下水的方法,輕型井點(diǎn)：一層降水深度不超過(guò)6m確定井點(diǎn)系統(tǒng)的布置方式確定基坑的計(jì)算圖形面積

8、計(jì)算涌水量：?jiǎn)尉克浚簾o(wú)壓完整井：群井涌水量無(wú)壓完整井：,12,無(wú)壓非完整井：承壓完整井：承壓非完整井：基坑的假想半徑x0：對(duì)于矩形基坑a/b≤5時(shí), 抽水影響半徑R:抽水影響半徑深度H0:查表,13,井管數(shù)量:n’=Q/q井管平均間距:校核y0:,14,噴射井點(diǎn)：8~20m k=0.1~20m/d主要設(shè)備：噴射井管、高壓水泵（或空氣壓縮機(jī)）和管路系統(tǒng)。工作原理：圖2-6、

9、2-7 P12井點(diǎn)布置：b10m雙排布置；環(huán)狀布置。井點(diǎn)間距2~3.5m。井點(diǎn)系統(tǒng)的安裝與使用：施工工藝程序：注意事項(xiàng) ：井點(diǎn)堵塞：原因、預(yù)防噴射揚(yáng)水器失效、井點(diǎn)倒灌：原因、預(yù)防工作水壓力升不高：原因、預(yù)防,15,電滲井點(diǎn) 在降水井點(diǎn)管的內(nèi)側(cè)打入金屬棒（鋼筋、鋼管等），連以導(dǎo)線。以井點(diǎn)管為陰極，金屬棒為陽(yáng)極，通入直流電后，土顆粒自陰極向陽(yáng)極移動(dòng)，稱電泳現(xiàn)象，使土體固結(jié)；地下水自陽(yáng)極向陰極移動(dòng)，稱電滲現(xiàn)象，使軟土地

10、基易于排水。用于k<0.1m/d的土層。深井井點(diǎn) 在深基坑周圍埋置深于基底的井管，依靠深井泵或深井潛水泵將地下水從深井內(nèi)揚(yáng)升到地面排出，使地下水位降至坑底以下。 適用于k較大（10~250m/d）；土質(zhì)為砂土、碎石土；地下水豐富、降水深（10~50m）、面積大的情況。,16,真空深井泵：設(shè)備：井管、濾頭、電動(dòng)機(jī)和真空泵。也適用于低滲透性的粉砂、粉土和淤泥質(zhì)粘土。降水深度達(dá)8~18m，降水服務(wù)范圍達(dá)200m2左右

11、。深井井點(diǎn)系統(tǒng)設(shè)備： 深井、井管、深井泵和集水井等。深井井點(diǎn)布置：200~250m2深井井點(diǎn)埋設(shè)與使用施工工藝程序：井點(diǎn)埋設(shè)與使用階段的注意事項(xiàng) ：,17,四、截水,截水帷幕：在基坑開挖前沿基坑四周設(shè)置隔水圍護(hù)壁（亦稱隔水帷幕）。類型：水泥土攪拌樁擋墻、高壓旋噴樁擋墻、地下連續(xù)墻。作用：擋水和檔土厚度：滿足防滲要求，k<1.0*10-6cm/s插入深度：l=0.2h-0.5b側(cè)向截水與坑內(nèi)井點(diǎn)降水結(jié)合或側(cè)向截

12、水與水平封底結(jié)合。水平封底采用化學(xué)注漿或旋噴注漿法。,18,五、回灌,回灌措施包括回灌井點(diǎn)、回灌砂井、回灌砂溝等?；毓嗑c(diǎn)：在降水井點(diǎn)與要保護(hù)的已有建（構(gòu)）筑物之間打一排井點(diǎn)，在井點(diǎn)降水的同時(shí)，向土層中灌入一定數(shù)量的水，形成一道隔水帷幕，使井點(diǎn)降水的影響半徑不超過(guò)回灌井點(diǎn)的范圍，從而阻止回灌井點(diǎn)外側(cè)的建（構(gòu)）筑物下的地下水的流失。,19,回灌井點(diǎn)（砂井、砂溝）布置與降水井點(diǎn)的距離不宜小于6m間距：降水井點(diǎn)的間距和被保護(hù)物的平面布置

13、回灌井點(diǎn)（砂井）宜進(jìn)入穩(wěn)定降水曲線面下1m，且位于滲透性好的土層中，過(guò)濾管的長(zhǎng)度應(yīng)大于降水井點(diǎn)過(guò)濾管的長(zhǎng)度。設(shè)置水位觀測(cè)井回灌井點(diǎn)（砂井、砂溝）施工要點(diǎn)：埋設(shè)方法與質(zhì)量要求抽灌平衡設(shè)置高位回灌水箱宜采用清水回灌井點(diǎn)與降水井點(diǎn)應(yīng)協(xié)調(diào)控制,20,工程實(shí)例,上海友誼商店工程 上海友誼商店平面尺寸為68m*36m，筏基，基坑挖深近5m，相距10m處有30年代建造的5層電臺(tái)大樓，亦為筏基。該處表層為厚2~3的褐黃色砂質(zhì)粉土。

14、施工時(shí)為防止產(chǎn)生流砂采用井點(diǎn)降水，為防止電臺(tái)大樓產(chǎn)生過(guò)大的沉降，在電臺(tái)大樓與友誼商店之間埋設(shè)了一排8m長(zhǎng)的產(chǎn)生回灌井管，注水壓力約0.05Mpa。結(jié)果在降水開挖基坑到基礎(chǔ)工程完成的136d中，實(shí)測(cè)電臺(tái)大樓的平均沉降只3~4mm，最大沉降為7mm，最小處為零，友誼商店在降水施工過(guò)程中未對(duì)電臺(tái)大樓產(chǎn)生有害的影響，證明回灌井點(diǎn)是有效的。,21,2.2邊坡穩(wěn)定,邊坡滑動(dòng)失穩(wěn)：邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土的抗剪強(qiáng)度。影響因素：研究土體邊坡穩(wěn)定的兩

15、類方法：利用彈性、塑性或彈塑性理論確定土體的應(yīng)力狀態(tài)；（極限分析法）假定土體沿著一定的滑動(dòng)面滑動(dòng)而進(jìn)行極限平衡分析。,22,瑞典圓弧滑動(dòng)面條分法（Fellenius法） 將假定滑動(dòng)面以上的土體分成n個(gè)垂直土條，對(duì)作用于各個(gè)土條上的力進(jìn)行力和力矩平衡分析，求出在極限平衡狀態(tài)下土體穩(wěn)定的安全系數(shù)。K=抗滑力矩/滑動(dòng)力矩（K>1.0邊坡穩(wěn)定，K=1.0極限平衡狀態(tài)，K<1.0邊坡失穩(wěn)。）,,,,,,,,,,,,,,,,,

16、,,,,,,,O,,Ni,Ti,Wi,α,β,,,,,23,Bishop法 考慮豎面上的法向力和切向力。Taylor法 該法建立在總應(yīng)力基礎(chǔ)上，并假定內(nèi)聚力不隨深度變化。根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果繪制成圖表（穩(wěn)定系數(shù)Ns、坡角β），利用該圖表可以分析簡(jiǎn)單邊坡的穩(wěn)定。 Ns=γHc/c Hc-邊坡的臨界高度,24,2.3深基坑土方開挖,土方開挖方案無(wú)支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑開挖：放坡開挖特點(diǎn)：面積大，四周空曠上海市標(biāo)準(zhǔn)《

17、基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定：開挖深度不超過(guò)4.0m的基坑，當(dāng)場(chǎng)地允許、經(jīng)驗(yàn)算能保證土坡穩(wěn)定時(shí)，可采用放坡開挖；開挖深度不超過(guò)4.0m的基坑，有條件采用放坡開挖時(shí)，宜設(shè)置多級(jí)平臺(tái)分層開挖，每級(jí)平臺(tái)的寬度不宜小于1.5m。地下水位在坑底以上，開挖前采用井點(diǎn)法坑外降水。護(hù)面措施,25,有支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑開挖：垂直開挖盆式開挖：先挖除基坑中間部分的土方，后挖除擋墻四周土方的開挖方式。優(yōu)點(diǎn)：擋墻的無(wú)支撐暴露時(shí)間短，利用擋墻四周所留土堤阻止擋墻的

18、變形。缺點(diǎn)：挖土及土方外運(yùn)速度較島式開挖慢。多用于較密支撐下的開挖。工程實(shí)例：上海香港廣場(chǎng)基坑開挖 圖2-93島式開挖：保留基坑中心土體，先挖除擋墻四周土方的開挖方式。優(yōu)缺點(diǎn)常用于無(wú)內(nèi)撐圍護(hù)開挖（如土層錨桿）或采用邊桁架等大空間支撐系統(tǒng)的基坑開挖 。挖土機(jī)械及土方外運(yùn),26,土方開挖注意事項(xiàng)基坑開挖的時(shí)空效應(yīng)先撐后挖，嚴(yán)禁超挖防止坑底隆起變形過(guò)大防止邊坡失穩(wěn)防止樁位移和傾斜對(duì)鄰近建（構(gòu)）筑物及地下設(shè)施的保護(hù)積

19、極保護(hù)法工程保護(hù)法 地基加固、結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)、基礎(chǔ)托換、隔斷法、開挖期跟蹤注漿、施加支撐預(yù)應(yīng)力、協(xié)調(diào)施工進(jìn)度,27,安全技術(shù)基坑工程安全管理基坑開挖安全技術(shù),28,3 深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu),支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型擋墻的選型支撐（或拉錨）的選型支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式與計(jì)算內(nèi)容重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工深層攪拌水泥土樁擋墻（水泥土擋墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)）鋼板樁（板樁式擋墻）鉆孔灌注樁（排樁式擋墻）

20、SMW工法施工（組合式）支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè),29,深層攪拌水泥土樁 ☆ 水泥土墻式 高壓旋噴樁 鋼板樁

21、 ☆ 板樁式 鋼筋混凝土板樁 型鋼橫擋板

22、 鋼管樁、預(yù)制鋼筋混凝土樁 排樁式 鉆孔灌注樁 ☆支護(hù)結(jié)構(gòu) 排樁與板墻式 挖孔灌注樁體系

23、 現(xiàn)澆地下連續(xù)墻 ☆ 板墻式

24、 預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻 SMW工法 ☆ 組合式

25、 高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土墻 土釘墻 ☆ 邊坡穩(wěn)定式 噴錨支護(hù)

26、 ☆ 逆作拱墻式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,30,3.1支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型,擋墻的選型鋼板樁鋼筋混凝土板樁鉆孔灌注樁擋墻H型鋼支柱、木擋板支護(hù)擋墻地下連續(xù)墻深層攪拌水泥土樁擋墻（重力式擋墻）旋噴樁擋墻（重力式擋墻）土釘墻,31,支撐（拉錨）的選型 基坑內(nèi)支撐和基坑外拉錨內(nèi)支撐：鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼管支撐H型鋼支撐鋼筋混凝

27、土支撐,32,3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算,重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞：穩(wěn)定性破壞：傾覆滑移土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)坑底隆起管涌,非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度破壞：拉錨破壞或支撐壓曲支護(hù)墻底部走動(dòng)支護(hù)墻的平面變形過(guò)大或彎曲破壞穩(wěn)定性破壞：墻后土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)擋墻傾覆坑底隆起管涌,33,破壞形式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,34,破壞形式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

28、35,非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算1.支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的荷載土壓力 Pa=γHtg2(45°-Φ/2)-2c tg(45°-Φ/2) Pp=γHtg2(45°+Φ/2) +2c tg(45°+Φ/2)水壓力,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,36,,墻后地面荷載引起的附加荷載均布荷載q:e2=q tg2(45°-Φ/2)距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有均

29、布荷載: h1=l1Htg2(45°+Φ/2) e2=q tg2(45°-Φ/2)距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有集中荷載,37,2.支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算中小型工程和非粘性土：等值梁法粘性土: (剛度較小的鋼板樁、鋼筋混凝土板樁） 彈性曲線法、豎向彈性地基梁法 （剛度較大的灌注樁、地下連續(xù)墻） 豎向彈性地基梁法有限元法：

30、電算,38,1.懸臂式鋼板樁通過(guò)試算確定埋入深度t1將試算求得之t1增加15%，作為 實(shí)際所需的入土深度t，以確保 板樁的穩(wěn)定。通過(guò)試算求入土深度t2處剪力 為零的點(diǎn)g計(jì)算最大彎矩計(jì)算板樁截面,,,,,,,,,,,,,,,,,,EA,EP,f,h,e,g,d,b,a,t2,t1,t,H,,,,,,,,39,2.單錨（支撐）板樁單錨淺埋板樁：ea=γ(H+t)Ka ep=γ

31、tKp∑MA=0:∑X=0:Mmax,,,,,,,,,,,,H,,,,,t,,,,,,,,,,ep-ea,ea,γ(Kp-Ka),,,Ra,A,,,Ep,Ea,40,單錨深埋板樁:等值梁法基本原理:ab梁一端固定,另一端簡(jiǎn)支,彎矩圖的正負(fù)彎矩在c點(diǎn)轉(zhuǎn)折。若將ab梁在c點(diǎn)切斷，并于c點(diǎn)置一自由支承，形成ac梁，則ac梁上的彎矩將保持不變，即稱ac梁為ab梁上ac段的等值梁。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

32、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,t,t0,y,x,t- t0,Pa,P0,a,b,,,,a,c,b,等值梁原理,板樁上土壓力分布圖,,,A,B,C,D,,,,,H,,,,,,,,,,Pa,,,P0,,,,,,,,,,,Δ,,,,,,板樁彎矩圖,等值梁,,,,41,在計(jì)算中考慮板樁墻與土的磨擦作用，將板樁墻前與墻后的被動(dòng)土壓力分別乘以修正系數(shù)K和K’。對(duì)主動(dòng)土壓力則不予折減。板樁墻前：Kp=K*Kp=K

33、tg(45°+Φ/2)板樁墻后：K’p=K’*Kp=K’tg(45°+Φ/2)步驟:計(jì)算作用于板樁上的土壓力強(qiáng)度,并繪出土壓力分布圖。t0深度以下的土壓力分布可暫不繪出。計(jì)算板樁墻上土壓力強(qiáng)度等于零的點(diǎn)離挖土面的距離y: γKpy=γKa(H+y)=Pb+γKa y=Pb/[γ(Kp-Ka)]

34、 按簡(jiǎn)支梁計(jì)算等值梁的最大彎矩和兩個(gè)支點(diǎn)的反力。計(jì)算最小入土深度t0： t0=y+x=y+√6P0/[γ(Kp-Ka)] P0x= [γ(Kp-Ka)]x2/6實(shí)際入土深度t=K2*t0 K2（1.1~1.2),,,,,,,,,42,3.多錨（支撐）板樁：太沙基—皮克實(shí)測(cè)側(cè)壓力基

35、 礎(chǔ)上的近似方法支撐（錨桿）的布置等彎矩布置等反力布置腰梁計(jì)算：板樁入土深度計(jì)算：盾恩近似法和等值梁法,43,P40 1.嵌固深度計(jì)算(1)懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的嵌固深度hd計(jì)算:圖2-32(2)單支點(diǎn)(3)多支點(diǎn)2.內(nèi)力與變形計(jì)算:各計(jì)算工況決定(圖2-34)(1)懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的彎矩Mc和剪力Vc的計(jì)算(2)有支點(diǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的彎矩Mc和剪力V

36、c的計(jì)算3.結(jié)構(gòu)計(jì)算:(1)內(nèi)力及支點(diǎn)力設(shè)計(jì)值的計(jì)算(2)截面承載力計(jì)算,44,3.支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定驗(yàn)算整體滑動(dòng)失穩(wěn)驗(yàn)算懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu):條分法單錨式支護(hù)結(jié)構(gòu):一般不驗(yàn)算多層支撐(拉錨)式支護(hù)結(jié)構(gòu):一般不驗(yàn)算;圓弧滑動(dòng)坑底隆起驗(yàn)算：開挖較深的軟粘土基坑時(shí)計(jì)及墻體極限彎矩的坑底隆起驗(yàn)算太沙基和派克考慮擋墻抵抗彎矩的驗(yàn)算基坑的方法同時(shí)考慮c、Φ的坑底隆起驗(yàn)算法Caguot驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性公式,45,管涌驗(yàn)算j≥γ’管

37、涌γ’ ≥Kj K=1.5~2.0 抗管涌安全系數(shù)j =iγw=[h’/(h’+2t)]γw不發(fā)生管涌的條件： γ’ ≥K[h’/(h’+2t)]γw t ≥(Kh’ γw - γ’ h’)/2γ’ 4.基坑周圍土體變形計(jì)算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,j,t/2,h’,t,46,重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算1.滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算Kh-抗.滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù),Kh≥1

38、.2;基坑邊長(zhǎng)<20m時(shí), Kh≥1.0。W-墻體自重（kn/m）μ-基底墻體與土的摩擦系數(shù)2.傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算Kq-抗.滑動(dòng)穩(wěn)定安全系數(shù),Kq≥1.2;基坑邊長(zhǎng)<20m時(shí), Kq≥1.0。b、hp、 hA-分別為W、Ep、EA對(duì)墻趾A點(diǎn)的力臂。,,,,,,,,,,,,Ep,hp,A,,,,,,,,b,b,,,,EA,,,,,,hA,,W,,,,,,,47,3.墻身應(yīng)力驗(yàn)算W1-驗(yàn)算截面以上部分的墻重（N

39、）qu、Φ、c-水泥土的抗壓強(qiáng)度（N/mm2）、內(nèi)摩擦角（°）、內(nèi)聚力（N/mm2）4.土體整體滑動(dòng)驗(yàn)算：條分法cai=ci（1-ac）+ccoi*acCai---第i個(gè)水泥土樁的平均內(nèi)聚力（ N/mm2 ）Ci---第i個(gè)土條的內(nèi)聚力（ N/mm2 ）Ccoi---水泥土樁的內(nèi)聚力（ N/mm2 ）ac ---置換率（單位長(zhǎng)度內(nèi)水泥土樁面積與樁墻面積之比）5.坑底隆起和管涌驗(yàn)算與非支護(hù)結(jié)構(gòu)相同,,,,,,,,

40、,,,,,,,,,,,R,A1,B1,Oi,48,3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)施工,深層攪拌水泥土樁擋墻施工 P35深層攪拌水泥土樁擋墻，是采用水泥作為固化劑，通過(guò)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。施工機(jī)具深層攪拌機(jī)：中心管噴漿和葉片噴漿配套機(jī)械：灰漿攪拌機(jī)、集料斗、灰漿泵。,49,施工工藝1.定位2.預(yù)攪下

41、沉3.制備水泥漿4.提升、噴漿、攪拌5.重復(fù)上、下攪拌6.清洗、移位水泥土的配合比1無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu=500~4000kn/m2， Φ=20~30，E50=（120-150）qu2水泥摻入比aw與qu，水灰比0.45~0.50,減水劑,50,提高水泥土樁擋墻支護(hù)能力的措施1.卸荷2.加筋3.起拱4.擋墻變厚度工程實(shí)例 P39,51,鋼板樁施工 P491.常用鋼板樁的種類2.鋼板樁打設(shè)前的準(zhǔn)備

42、工作設(shè)置位置\平面布置\接縫處防滲止水鋼板樁的檢驗(yàn)與矯正導(dǎo)架安裝沉樁機(jī)械的選擇3.鋼板樁的打設(shè)打設(shè)方法的選擇:單獨(dú)打入法\屏風(fēng)打入法 圖2-38鋼板樁的打設(shè):插樁\打樁(垂直度)鋼板樁的轉(zhuǎn)角與封閉4.鋼板樁的拔除拔除順序\拔除時(shí)間\樁孔處理,52,5.施工實(shí)例 上海華亭賓館主樓29層,建筑面積75611m2。持力層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)為樁基加箱形基礎(chǔ)，主樓用500*500*44100（26m+18.1m)

43、的長(zhǎng)樁,裙房分別400*400*17500和400*400*13500的短樁,觀光電梯井用Φ609、δ=11 l=47500的鋼管樁。主樓地下室一層,埋深-6.65m,地下室底板厚1200mm,為梁板式結(jié)構(gòu).裙房地下室埋深-6.50m,底板厚500mm。觀光電梯井基礎(chǔ)埋深-8.00m~-9.00m。該工程周圍有交通干道和高層建筑,場(chǎng)地狹小,挖深大,所以無(wú)法放坡開挖.因此,決定外圍用封閉式鋼板樁加以支護(hù)?？拷延懈邔咏ㄖ囊幻?為防止

44、回灌井點(diǎn)的回灌水影響基坑的降水效果,因而采用了長(zhǎng)12m的”拉森”式鋼板樁,其他部位,分別采用了長(zhǎng)9m的和長(zhǎng)12m的槽鋼,做為鋼板樁用。鋼板樁為單錨板樁,拉桿多用2Φ25,長(zhǎng)度為16、17.5和20m,錨碇亦用槽鋼。整個(gè)工程用了716t、1910根鋼板樁，總土方量為52109m3。,53,鉆孔灌注樁施工 P841.設(shè)計(jì)中的有關(guān)要求水下澆筑混凝土C20\間隔排列2.施工要點(diǎn),54,SMW工法施工:勁性水泥土攪拌樁法 P851

45、 .SMW工法的特點(diǎn)和適用條件特點(diǎn):止水防滲好,占地小,工期短 支承荷載 構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便,成本低,工期短適用條件:以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層2.SMW工法施工工藝流程施工要點(diǎn) (圖2-67 P86),55,3.4支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè) P110,監(jiān)測(cè)目的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及測(cè)點(diǎn)布置監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 表2-8 P111測(cè)點(diǎn)布置監(jiān)測(cè)設(shè)備鋼筋計(jì):工作原理使用方法土壓力計(jì)孔隙水壓力計(jì)測(cè)

46、斜儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理和報(bào)警標(biāo)準(zhǔn),56,4.地下連續(xù)墻與逆筑法施工 P52,地下連續(xù)墻的施工工藝原理和適用范圍地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)的內(nèi)力計(jì)算地下連續(xù)墻的施工逆筑法施工技術(shù),57,4.1地下連續(xù)墻的施工工藝原理和適用范圍,地下連續(xù)墻施工工藝原理在工程開挖土方之前,用特制的挖槽機(jī)械在泥漿(又稱觸變泥漿、安定液、穩(wěn)定液等）護(hù)壁的情況下每次開挖一定長(zhǎng)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(lái)的泥渣后，將在地面上加工好

47、的鋼筋骨架（一般稱為鋼筋籠）用起重機(jī)械吊放入充滿泥漿的溝槽內(nèi)，用導(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即將泥漿置換出來(lái)，待混凝土澆至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，一個(gè)單元槽段即施工完畢。各個(gè)單元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。,58,特點(diǎn)和適用范圍優(yōu)點(diǎn)：適用于各種土質(zhì)施工時(shí)振動(dòng)小、噪音低建（構(gòu)）筑物密集地區(qū)施工，對(duì)鄰近的結(jié)構(gòu)和地下設(shè)施沒(méi)有什么影響?？稍诟鞣N復(fù)雜條件下施工。防滲

48、性能好可用于“逆筑法”施工,59,缺點(diǎn)：棄土及廢泥漿的處理問(wèn)題只作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，則造價(jià)較高現(xiàn)澆的地下連續(xù)墻的墻面不夠光滑需進(jìn)一步研究提高墻身接縫處抗?jié)B、抗漏能力；提高施工精度和墻身垂直度適用范圍在軟土地區(qū)適用于開挖深度超過(guò)10m的深基坑。在建筑物、地下設(shè)施密集地區(qū)且環(huán)境保護(hù)要求較高時(shí)施工深基坑。用于以“逆筑法”施工的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與建筑物相結(jié)合的“兩墻合一”。,60,4.2 地下連續(xù)墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)的內(nèi)力計(jì)算,荷載內(nèi)力計(jì)

49、算沉降計(jì)算構(gòu)造處理,61,內(nèi)力計(jì)算：豎向彈性地基梁基床系數(shù)法構(gòu)造處理混凝土強(qiáng)度及保護(hù)層混凝土強(qiáng)度不得低于C20（C25）水泥用量不得少于370kg/m3，水灰比不大于0.6,坍落度宜為180~210mm混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm,臨時(shí)結(jié)構(gòu)40mm接頭設(shè)計(jì)施工接頭(縱向)接頭:考慮因素 接頭管\接頭箱\隔板式結(jié)構(gòu)接頭:預(yù)埋連接鋼筋法\預(yù)埋連接鋼板

50、法\預(yù)埋鋼筋 錐螺紋接頭法,62,4.3地下連續(xù)墻的施工,施工前的準(zhǔn)備工作制訂地下連續(xù)墻的施工方案地下連續(xù)墻的施工工藝過(guò)程地下連續(xù)墻的施工,63,,施工前的準(zhǔn)備工作施工現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)查有關(guān)機(jī)械進(jìn)場(chǎng)條件有關(guān)給排水和供電條件基坑周邊環(huán)境建筑公害對(duì)周圍的影響水文地質(zhì)和工程地質(zhì)調(diào)查 制訂地下連續(xù)墻的施工方案,64,地下連續(xù)墻的施工工藝過(guò)程 圖2-39地下連續(xù)墻的施工修筑導(dǎo)墻1.導(dǎo)墻的作用作擋土墻作為測(cè)量的基準(zhǔn)作

51、為重物的支承2.導(dǎo)墻的形式 圖2-403.導(dǎo)墻施工,65,泥漿護(hù)壁1.泥漿的作用護(hù)壁攜渣冷卻和潤(rùn)滑2.泥漿成分:制備泥漿\自成泥漿\半自成泥漿 膨潤(rùn)土泥漿膨潤(rùn)土:觸變性能\濕漲性能\膠體性能水外加劑:分散劑\增粘劑\加重劑\防漏劑,66,3.泥漿質(zhì)量的控制指標(biāo)相對(duì)密度粘度含砂量失水量泥皮厚度pH值穩(wěn)定性靜切力膠體率,67,4.泥漿的制備泥漿配合比泥漿制備,68,5.泥漿處理土碴的分離處理

52、(物理再生處理)重力沉降處理]機(jī)械處理污染泥漿化學(xué)處理(化學(xué)再生處理),69,挖深槽1.單元槽段的劃分設(shè)計(jì)構(gòu)造要求地質(zhì)水文條件地面荷載及相鄰建筑物的影響現(xiàn)有起重機(jī)的起重能力和鋼筋籠的吊放方法單位時(shí)間內(nèi)混凝土的供應(yīng)能力工地上具備的泥漿池容積混凝土導(dǎo)管的作用半徑,70,2.挖槽機(jī)械選則挖斗式回轉(zhuǎn)式?jīng)_擊式3.挖槽中的注意事項(xiàng)糊鉆\抱鉆\卡鉆漏漿防止槽孔偏斜和彎曲保持槽壁、防止槽壁坍方泥漿水文、地質(zhì)條件

53、施工方面,71,清底 圖2-50鋼筋籠的加工與吊放1.鋼筋籠的加工2.鋼筋籠的吊放吊放過(guò)程中不能使鋼筋籠產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形插入過(guò)程中不要造成槽壁坍方,72,混凝土澆筑1.配合比設(shè)計(jì)2.混凝土澆筑機(jī)具:3.導(dǎo)管法:插入深度首批混凝土量計(jì)算:澆筑速度導(dǎo)管間距:澆筑有效半徑和混凝土的和易性,73,4.4“逆筑法”施工技術(shù),“逆筑法”的工藝原理及特點(diǎn)工藝原理:先沿建筑為周圍施工地下連續(xù)墻,在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線施

54、工少量中間支承柱,然后進(jìn)行地下首層的梁板樓面結(jié)構(gòu)施工.完成后同時(shí)施工地上、地下結(jié)構(gòu)。待地下室大底板完成后，再進(jìn)行復(fù)合柱、復(fù)合墻施工。,74,“逆筑法”的施工技術(shù)中間支承柱施工地下挖土地下室樓板支模地下結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)施工“逆筑法”施工期間的結(jié)構(gòu)沉降控制“逆筑法”施工的地下通風(fēng)、用電和照明措施,75,5土層錨桿 P90,土層錨桿的發(fā)展與應(yīng)用土層錨桿的構(gòu)造土層錨桿的設(shè)計(jì)土層錨桿的施工,76,5.1土層錨桿的發(fā)展與應(yīng)用,土層

55、錨桿（土錨）是一種新型的受拉構(gòu)件，一端與支護(hù)結(jié)構(gòu)等聯(lián)結(jié)，另一端錨固在土體中，將支護(hù)結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)所承受的荷載（側(cè)向的土壓力、水壓力以及水的浮力和風(fēng)力帶來(lái)的傾覆力等）通過(guò)拉桿傳遞到處于穩(wěn)定土層中的錨固體上，再由錨固體將傳來(lái)的荷載分散到周圍穩(wěn)定的土層中去。土層錨桿不僅用于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，而且在永久性建筑工程中亦得到廣泛應(yīng)用。巖石錨桿 1958 原聯(lián)邦德國(guó) 非粘性土層 70年代我國(guó) 軟粘土,77,5.2土層錨桿的構(gòu)造,組成：錨頭、錨頭墊座

56、、支護(hù)結(jié)構(gòu)、鉆孔、防護(hù)套管、拉桿、錨固體、錨底板（有時(shí)無(wú)）。圖2-69土層錨桿根據(jù)主動(dòng)滑動(dòng)面，分為自由段lf（非錨固段）和lA錨固段。圖2-70,78,5.3土層錨桿的設(shè)計(jì),材料選擇錨桿布置錨桿的承載力錨桿的穩(wěn)定性,79,材料選擇：鋼絞線、粗鋼筋 Φ22~32 高強(qiáng)度鋼水泥：普通硅酸鹽水泥 #325以上細(xì)骨料：粒徑小于2mm的中細(xì)砂 含泥量≤3% 有害物質(zhì)≤1%土錨桿布置土錨間距：取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的

57、荷載和每根錨桿能承受的拉力值。土錨傾角：一般為15~25°，且不宜大于45°。土錨層數(shù)：取決于支護(hù)結(jié)構(gòu)的截面和其承受的荷載。最上層錨桿的上面應(yīng)有足夠的覆土厚度。,80,土錨桿的承載力（極限抗拔力）拉桿的極限抗拉強(qiáng)度；拉桿與錨固體之間的極限握裹力；錨固體與土體間的極限側(cè)阻力。土錨桿極限抗拔力的基本公式：圖2-71 P93土體抗剪強(qiáng)度τz非高壓灌漿的錨桿：高壓灌漿的錨桿：土錨桿的設(shè)計(jì)容許荷載：極限抗拔

58、力/安全系數(shù)安全系數(shù)受多種因素影響。一般臨時(shí)性的土錨桿采用的安全系數(shù)應(yīng)不小于1.3。,81,土錨的穩(wěn)定性通常認(rèn)為土錨錨固段所需的長(zhǎng)度要滿足承載力的要求，而土錨所需的總長(zhǎng)度取決于穩(wěn)定的要求。土錨的穩(wěn)定性分為整體穩(wěn)定性和深部破裂面穩(wěn)定性，其破壞形式如圖2-72所示。整體失穩(wěn)：一般采用瑞典圓弧滑動(dòng)面條分法。穩(wěn)定安全系數(shù)≥1.5。深部破裂面穩(wěn)定：德國(guó)Kranz的簡(jiǎn)易計(jì)算法 圖2-73 P95,82,,,,,,,,,,,,,,,,

59、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,δ,Ea,G,b,a,α,c,Φ,Q,θ,d,δ,E1,E1,α,,,,,G,Ea,δ,Q,Φ-θ,Tmax,83,5.4土層錨桿的施工,施工前的準(zhǔn)備工作鉆孔安放拉桿壓力灌漿張拉和錨固土錨的試驗(yàn),84,施工前的準(zhǔn)備工作充分研究設(shè)計(jì)文件、地質(zhì)水文資料、環(huán)境條件編制施工組織設(shè)計(jì)修建施工便道及排水溝，安裝臨時(shí)水、電線路，保證供水、排水和供電。認(rèn)真檢查錨桿原材料型號(hào)、品種、規(guī)格，核對(duì)

60、質(zhì)檢單，必要時(shí)進(jìn)行材料性能試驗(yàn)。進(jìn)行技術(shù)交底，明確設(shè)計(jì)意圖和施工設(shè)計(jì)要求。鉆孔鉆孔機(jī)械的選擇：回轉(zhuǎn)式、螺旋、旋轉(zhuǎn)沖擊鉆孔方法的選擇：干作業(yè)、水作業(yè) 成孔質(zhì)量,85,安放拉桿錨桿自由段的防腐和隔離鋼筋拉桿鋼絲束鋼絞線插入錨桿時(shí)對(duì)中措施：定位器、撐筋環(huán)壓力灌漿作用：形成錨固段、防止鋼拉桿腐蝕、充填土層 中的孔隙和裂縫灌漿液：水泥砂漿或水泥漿灰砂比

61、：1：1~1：2 ，水灰比0.38~0.45，水泥：#425 ，細(xì)骨料<2mm灌漿方法：一次灌漿，二次灌漿 圖2-77,86,張拉和錨固養(yǎng)護(hù)7~8天后，錨固段強(qiáng)度大于15Mpa并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%以上后張拉設(shè)備與預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)張拉所用設(shè)備相同，錨具選用與錨桿匹配。張拉順序土錨的試驗(yàn)基本試驗(yàn)（極限抗拔力試驗(yàn)）：循環(huán)加、卸荷法，最大的試驗(yàn)荷載不宜超過(guò)錨桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍。驗(yàn)收試驗(yàn)：拉拔試驗(yàn) 最大的試驗(yàn)荷

62、載取到錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值,87,6土釘墻和噴錨 P101,土釘墻的設(shè)計(jì)與施工噴錨的設(shè)計(jì)與施工,88,6.1土釘墻的設(shè)計(jì)與施工,土釘墻的特點(diǎn)和適用范圍類型：鉆孔注漿型、打入型、射入型特點(diǎn)安全可靠：整體剛度和穩(wěn)定性、增強(qiáng)土體破壞的延性縮短基坑施工工期施工機(jī)具簡(jiǎn)單、易于推廣經(jīng)濟(jì)效益較好局限性：天然“凝聚力”、坡面無(wú)水滲出、軟土不宜適用范圍：,89,土釘墻的設(shè)計(jì)土釘墻的構(gòu)造要求：P103土釘墻的設(shè)計(jì)計(jì)算：內(nèi)容：

63、開挖基坑的幾何尺寸設(shè)計(jì)土釘?shù)膸缀纬叽缭O(shè)計(jì)土釘?shù)目拱瘟︱?yàn)算土釘墻的整體穩(wěn)定驗(yàn)算土釘?shù)目拱瘟︱?yàn)算：圖2-80土釘墻的整體穩(wěn)定驗(yàn)算：條分法 圖2-81,90,土釘墻的施工施工流程：圖2-82幾個(gè)問(wèn)題：分層分段開挖：高度、長(zhǎng)度噴射混凝土的作業(yè)要求：混凝土配合比、分段面層中鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè) ：驗(yàn)收：土釘抗拔力試驗(yàn)、噴層厚度及外觀檢查,91,6.2噴錨的設(shè)計(jì)與施工,特點(diǎn)和適用范圍原理：圖2-83特點(diǎn)：造價(jià)低工期

64、縮短占用空間小安全可靠、穩(wěn)定性好適用范圍：流砂、淤泥、厚雜填土、飽和軟土等 不良地質(zhì)條件下的深基坑。,92,噴錨與土釘墻的不同之處：構(gòu)造工作原理適用范圍噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的必要條件：設(shè)計(jì)方法：非支護(hù)條件下的邊壁穩(wěn)定性分析計(jì)算確定支護(hù)的各項(xiàng)參數(shù)支護(hù)條件下的邊壁穩(wěn)定性校核噴錨支護(hù)施工,93,7.大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工,大體積混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)混凝土裂縫混凝土溫度應(yīng)力防止

65、混凝土溫度裂縫的技術(shù)措施大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工,94,7.1大體積混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),大體積混凝土的定義U.S.A:Japan:新觀點(diǎn)：溫差控制施工：,95,7.2混凝土裂縫,裂縫的種類及產(chǎn)生原因1.裂縫的種類微觀裂縫：粘著裂縫，水泥石裂縫，骨料裂縫宏觀裂縫：表面裂縫貫穿裂縫深層裂縫,96,2.產(chǎn)生原因水泥水化熱的影響內(nèi)外約束條件的影響外界氣溫變化的影響]混凝土收縮的影響混凝土塑性收縮變形混凝土的體

66、積變形控制裂縫開展的基本方法“放”的方法：“抗”的方法：“放” 、“抗”結(jié)合的方法：后澆帶法，跳倉(cāng)打法，水平分層間歇法,97,7.3混凝土溫度應(yīng)力,結(jié)構(gòu)中的溫度場(chǎng)大體積混凝土內(nèi)部的最高溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱引起的溫升和混凝土的散熱溫度三部分組成；在絕熱條件下，是混凝土澆筑溫度與水泥水化熱之和和?；炷恋慕^熱最高溫升計(jì)算：混凝土的最高溫升計(jì)算： 只考慮單位體積水泥用量及 混凝土澆筑溫度兩個(gè)主要因素水化熱實(shí)

67、測(cè)升降溫曲線,98,溫度應(yīng)力的計(jì)算1.計(jì)算溫度應(yīng)力的基本假定高層建筑基礎(chǔ)工程中的大體積混凝土的特點(diǎn)混凝土強(qiáng)度級(jí)別較高，水泥用量較大，收縮變形大；均為配筋結(jié)構(gòu)，配筋率較高，配筋對(duì)控制裂縫有利；幾何尺寸不是十分巨大，降溫與收縮的共同作用是引起混凝土開裂的主要因素；地基對(duì)混凝土底部的約束比壩基弱，地基是非剛性的；控制裂縫的方法是依靠合理配筋、改進(jìn)設(shè)計(jì)、采用合理的澆筑方案和澆筑后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。結(jié)論：均勻溫差和均勻收縮 外約束力是主

68、要的。,99,2.溫度應(yīng)力的計(jì)算 H/L≤0.20、一維約束的大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑在非剛性基底上的大體積混凝土的溫度應(yīng)力計(jì)算公式：考慮混凝土徐變引起的應(yīng)力松弛： H/L≤0.20、二維約束的結(jié)構(gòu)最大溫度應(yīng)力計(jì)算：,100,（1） Cx—阻力系數(shù)，軟粘土為0.01~0.03N/mm2 砂質(zhì)粘土為0.03~0.06N/mm2

69、 堅(jiān)硬粘土為0.06~0.10N/mm2 Cx=Q/F （采用樁基時(shí)） 當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)鉸接時(shí)： 當(dāng)樁與結(jié)構(gòu)固接時(shí)：,101,（2）應(yīng)力松弛系數(shù)S(t)只考慮荷載持續(xù)時(shí)間、忽略混凝土齡期影響的松弛系數(shù)。其值見表3-2。考慮荷載持續(xù)時(shí)間和混凝土齡期影響的松弛系數(shù)。其值見表3-3。（3）一定齡期的混凝土彈性模量E(t)（4）結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差T混凝土各