基坑工程—土釘墻,土錨,水泥土墻.ppt

2015.08.20,莊占龍制,高層建筑施工,主 講： 莊 占 龍,2015.08.20,莊占龍制,簡介,參考教材：高層建筑施工 主編：張厚先 北京大學出版社 主講教師：莊占龍 聯(lián)系方式電子郵箱：1486218648，千喜龍,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,教學內(nèi)容： 要求：,基坑工程設(shè)計 基坑工程施工：主要講解 基坑工程監(jiān)測 了解基坑工程的概念及現(xiàn)狀、特點，支護結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計計算方法、監(jiān)測方法； 掌握基坑工程支護結(jié)構(gòu)的選型與施工。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 三 土釘墻施工 1 土釘墻施工技術(shù)： （1）基坑開挖,基坑依設(shè)計要求嚴格分層分段開挖，在完成上一層作業(yè)面土釘與噴射混凝土面層達到設(shè)計強度的70以前，不得進行下一層土層的開挖； 每層開挖最大深度取決于在支護投入工作前土壁可以自穩(wěn)而不發(fā)生滑動破壞的能力，實際工程中常取基坑每層挖深與土釘豎向間距相等； 每層開挖的水平分段寬度也取決于土壁自穩(wěn)能力，且與支護施工流程相互銜接，一般多為1020m長； 嚴禁邊壁出現(xiàn)超挖或造成邊壁土體松動。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 三 土釘墻施工 1 土釘墻施工技術(shù)： （2）噴射第一道面層,每步開挖后應(yīng)盡快做好面層，即對修整后的邊壁立即噴上一層薄混凝土或砂漿。若土層地質(zhì)條件好的話，可省去該道而面層。 防止基坑邊坡的裸露土體塌陷措施 1）對修整后的邊坡，立即噴上一層薄的砂漿或混凝土，凝結(jié)后可進行鉆孔； 2）在作業(yè)面上先構(gòu)筑鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層，而后進行鉆孔和設(shè)置土釘； 3）在水平方向上分小段間隔開挖； 4）先將作業(yè)深度上的邊坡做成斜坡，待鉆孔并設(shè)置土釘后再清坡； 5）在開挖前，沿開挖面垂直擊入鋼管注漿加固土體或預(yù)先施工一層水泥土墻。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 三 土釘墻施工 1 土釘墻施工技術(shù)： （3）設(shè)置土釘,對于鋼筋釘通常是先在土體中成孔，然后置入土釘鋼筋并沿全長注漿。對于鋼管釘可先擊入土體再由鋼管內(nèi)注漿 1）鉆孔：在進鉆和抽出鉆桿過程中不得引起土體坍塌。 2）插入土釘鋼筋：插前清孔；安裝對中定位支架，保護層不小于厚度25mm，間距可為23m左右，支架可為金屬或塑料件，以不妨礙漿體自由流動為宜。 3）注漿：驗收土釘鋼筋安設(shè)質(zhì)量；,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 三 土釘墻施工 1 土釘墻施工技術(shù)： （3）設(shè)置土釘 3）注漿，可采用二次注漿工藝 ：,驗收土釘鋼筋安設(shè)質(zhì)量； 水平孔應(yīng)采用低壓（0.40.6MPa）或高壓（12MPa）注漿。壓力注漿時應(yīng)在孔口或規(guī)定位置設(shè)置止?jié){塞，注滿后保持壓力35min； 對于向下傾角土釘，采用重力或低壓注漿時，宜采用底部注漿方式，注漿導(dǎo)管底端應(yīng)插至距孔底250500mm處，在注漿同時將導(dǎo)管勻速緩慢地撤出。注漿過程中注漿導(dǎo)管口始終埋在漿體表面以下，以保證孔中氣體能全部逸出。重力注漿滿孔為止，但在漿體初凝前需補漿12次； 注漿向孔內(nèi)注入漿體的充盈系數(shù)必須大于1； 水泥漿的水灰比宜為0.5；水泥砂漿的配合比應(yīng)為1：11：2（重量比），水灰比宜為0.380.45。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 三 土釘墻施工 1 土釘墻施工技術(shù)： （4）噴射第二道面層,綁扎、固定鋼筋網(wǎng)（可焊接或綁扎）；符合保護層厚度要求；鋼筋網(wǎng)片可用插入土中的鋼筋固定，但在噴射混凝土時不應(yīng)出現(xiàn)振動。 土釘與面層鋼筋網(wǎng)的連接可通過墊板、螺帽及土釘端部螺紋桿固定，墊板鋼板厚810mm，尺寸為200mm200mm300mm300mm ；土釘鋼筋也可直接焊接在鋼筋網(wǎng)。 噴射混凝土的配合比通過實驗確定；粗骨料最大粒徑不宜大于12mm；水灰比不宜大于0.45。 在邊壁上打垂直短鋼筋段作為厚度標志，保證噴射混凝土厚度均勻 。 射距0.61.0m，射流垂至于壁面，在有鋼筋的部位先噴鋼筋的后方。 噴射路線從壁面開挖層底部逐漸向上進行 。 混凝土面層接縫部分做成45角斜面搭接；當設(shè)計面層厚度超過100mm時，混凝土分兩層噴射，一次噴射厚度不小于40mm，且接縫錯開。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 三 土釘墻施工 1 土釘墻施工技術(shù)： （5）排水實施的設(shè)置,基坑四周地表應(yīng)加以修整并構(gòu)筑明溝排水，可將噴射混凝土面層延伸到基坑周圍地表構(gòu)成噴射混凝土護頂并在土釘墻平面范圍內(nèi)地表做防水地面，可防止地表水滲入土釘加固范圍的土體中。 基坑邊壁要做泄水孔，按間距1.52.0m均布插設(shè)0.40.6m、直徑不小于40mm的塑料排水管，外管口略向下傾斜，管壁上半部分可鉆些透水孔，管中填滿粗砂或圓礫作為濾水材料，以防止土顆粒流失。 坑底設(shè)置排水溝和集水井。排水溝應(yīng)離開坡腳0.51.0m，嚴防沖刷坡腳。排水溝和集水井宜用磚襯砌并用砂漿抹內(nèi)表面以防止?jié)B漏?？又蟹e水應(yīng)及時排除。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 1 鉆孔 （1）鉆孔機械 （2）鉆孔方法 1）螺旋鉆孔干作業(yè)法：,當土錨處于地下水位以上，呈非浸水狀態(tài)時。鉆機連續(xù)進行成孔，后面緊接著進行安放鋼拉桿和灌漿。 一種方法是鉆孔與插入鋼拉桿合為一道工序，即鉆孔時將鋼拉桿放入空心的螺旋鉆桿內(nèi)，隨著鉆孔的深入，鋼拉桿與螺旋鉆桿一同到達設(shè)計規(guī)定的深度，然后邊灌漿邊退出鉆桿，而鋼拉桿即錨固在鉆孔內(nèi)（跟管進）； 另一種方法是鉆孔與安放鋼拉桿分為兩道工序，即鉆孔后，在螺旋鉆桿退出孔洞后再插入鋼拉桿。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 1 鉆孔 （2）鉆孔方法 2）壓水鉆進成孔法：,應(yīng)用較多?？梢园雁@孔過程中的鉆進、出渣、固壁、清孔等工序一次完成，可以防止坍孔，不留殘土，軟、硬土都能適用。 鉆進時沖洗液（壓力水）從鉆桿中心流向孔底，在一定水頭壓力（約0.150.30MPa）下，水流攜帶鉆削下來的土屑從鉆桿與孔壁之間的孔隙處排出孔外。鉆進時要不斷供水沖洗（包括接長鉆桿和暫時停機時），而且要始終保持孔口的水位。待鉆到規(guī)定深度（一般鉆孔深度要大于土錨長度0.51.0m）后，繼續(xù)用壓力水沖洗殘留在鉆孔中的土屑，直至水流不顯渾濁為止。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 1 鉆孔 （2）鉆孔方法 3）潛鉆成孔法：,宜用于孔隙率大、含水量較低的土層中，成孔速度快，孔壁光滑而堅實，由于不出土，孔壁無坍落和堵塞現(xiàn)象。成孔速度可達1.3m/min。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 1 鉆孔 （2）鉆孔方法 4）土錨鉆孔特點：,與其他工程的鉆孔相比，應(yīng)注意如下： 孔壁要求平直，以使安放鋼拉桿和灌注水泥漿； 孔壁不得坍陷和松動，否則影響鋼拉桿安放和土錨的承載能力； 鉆孔時不得使用膨潤上循環(huán)泥漿護壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低錨固體與土壁間的摩阻力； 土錨的鉆孔多數(shù)有一定的傾角，因此孔壁的穩(wěn)定性較差； 由于土錨的長細比很大，孔洞很長，保證鉆孔的準確方向和直線性較困難，容易易偏斜和彎曲。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 2 安放拉桿 （1）鋼筋拉桿,由一根或數(shù)根粗鋼筋組合而成，如為數(shù)根粗鋼筋則需用電焊連接成一體。鋼筋拉桿防腐蝕性能好，易于安裝，當土錨承承載能力不是很大時應(yīng)優(yōu)先考慮選用。 對有自由段的土錨，鋼筋拉桿的自由段要做好防腐處理和隔離措施。防腐層施工時，宜先消除拉桿上的鐵銹，再涂一度環(huán)氧防腐漆冷底子油，待其干燥后，再涂一度環(huán)氧玻璃鋼（或玻璃聚氨脂預(yù)聚體等），待其固化后，再纏繞兩層聚乙烯塑料薄膜。 土錨的長度一般都在10m以上，有的達30m甚至更長。為了將拉桿安置在鉆孔的中心，防止自由段產(chǎn)生過大的撓度和插入鉆孔時不攪動上壁；對錨固段，還為了增加拉桿與錨固體的握裹力，所以在拉桿表面需設(shè)置定位器（或撐筋環(huán)）、鋼筋拉桿的定位器用細鋼筋制作，在鋼筋拉桿軸心按120夾角布置，間距一般22.5m。定位器的外徑宜小于鉆孔直徑1cm。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 2 安放拉桿 （2）鋼絲束拉桿,鋼絲束拉桿可以制成通長一根，它的柔性較好，住鉆孔中沉放較方便。但施工時應(yīng)將灌漿管與鋼絲束綁扎在一起同時沉放，否則放置灌漿管有困難。 鋼絲束來拉桿自由段需理順扎緊，然后進行防腐處理。防腐方法可用玻璃纖維布纏繞兩層，外面再用粘膠帶纏繞；亦可將鋼絲束拉桿的自由段插入特制護管內(nèi)，護管與孔避間的空隙可與錨固段同時進行灌漿。 鋼絲束拉桿的錨固段亦需用定位器，該定位器為撐筋環(huán)。 沉放鋼絲束要對準鉆孔中心。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 2 安放拉桿 （3）鋼絞線拉桿,鋼絞線拉桿的柔性更好，在鉆孔中沉放更容易，因此應(yīng)用的比較多，用于承載能力大的土層錨桿。 錨固段的鋼絞線要仔細清楚其表面的油脂，以保證與錨固體砂漿有良好的粘結(jié)。自由段的鋼絞線要套以聚丙烯防護禽等證進行防腐處理。 鋼絞線拉桿需用特制的定位架。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 3 壓力灌漿 （1）一次灌漿法,只用一根灌漿管，利用灌漿泵進行灌漿，灌漿管端距孔底20cm左右，待漿液流出孔口時，用水泥壁紙等搗塞入孔口，并用濕黏土封堵孔口，嚴密搗實，再以24MPa的壓力進行補灌，要穩(wěn)壓數(shù)分鐘灌漿才告結(jié)束。 灌漿的漿液為水泥砂漿（細砂）或水泥漿。水泥一般不用高鋁水泥，多用普通硅酸鹽水泥，有些工程為了早強、抗凍和抗收縮，也用硫鋁酸鹽水泥。水避免采用含高濃度氯化物的水，常用的水灰比為0.40.45。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 3 壓力灌漿 （2）二次灌漿法,二次灌漿法要用兩根灌漿管（直徑3/4in鍍鋅鐵管），第一次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端50cm左右 ，管底出口處用黑膠布等封住，以防沉放時土進入管口。第二次灌漿用灌漿管的管端距離錨桿末端100cm左右，管底出口處亦用黑膠布封位，且從管端50cm處開始向上每隔2m左右作出1m長的花管，花管的孔眼為8mm，花管做幾段視錨固段長度而定。 第一次灌水泥砂漿，壓力0.30.5MPa，流量為100L/min。灌漿量根據(jù)孔徑和錨固段的長度而定，灌漿管拔出后可以重復(fù)使用。 待第一次灌漿初凝后，進行第二次灌漿，壓力2 MPa左右，穩(wěn)壓2min。漿液沖破第一次灌漿體，向錨固體與土的接觸面之間擴散，使錨固體直徑擴大，增加徑向壓應(yīng)力，擠壓土體，孔隙比減小，含水量減小，提高土體內(nèi)摩擦角，提高土錨承載能力。,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 4 框梁施工,豎向框梁：三個側(cè)模，留一個澆筑口； 水平框梁：一個底模，一個側(cè)模； 錨索設(shè)置在豎梁與橫梁交叉點； 錨索位置處即豎梁與橫梁交叉點，鋼筋加固與錨固，斷面增大,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 5 張拉和錨固：,土體灌漿后，待錨固體強度達到80設(shè)計強度以上，便可對土體進行張拉和錨固。 如鋼拉桿為變形鋼筋者端部加焊螺母端桿，用螺母錨固；如鋼拉桿為光圓鋼筋者，可直接在其端部攻絲，用螺母錨固；如鋼拉桿為精軋鋼紋鋼筋，用直接用螺母錨固。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 四 土層錨桿施工（工藝） 5 綁扎面板鋼筋網(wǎng)： 6 噴射面板細石混凝土,可采用預(yù)埋法：面板插筋預(yù)埋在框梁里面，留出搭接長度； 也可采用植筋法：在框梁鉆孔，鋼筋插入孔內(nèi)，用植筋膠（結(jié)構(gòu)膠，必須試驗）粘結(jié)。抽樣檢查。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 1 概述 （1）原理,定義：水泥土墻是用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強制攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體圍護墻 。 原理：深層攪拌水泥土墻樁，是采取水泥作為固化劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處就地將土和水泥強制攪拌形成水泥土，利用水泥和土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學反應(yīng)，使軟土硬化成整體性的并有一定強度的擋土、防滲墻。 作用：具有擋土和防滲的雙重功能。用于深不大于6m基坑。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 1 概述 （2）構(gòu)造,水泥土的強度取決于水泥摻入比（水泥重量與加固土體重量的比值），常用的水泥摻入比為1214，水灰比一般采用0.450.50 。 水泥土圍護墻截面呈格柵形，相鄰樁搭接長度不小于200mm。截面置換率對于淤泥不宜小于0.8，淤泥質(zhì)土不宜小于0.7，一般黏性土、黏土、砂土不宜小于0.6。格柵長寬比不宜大于2。 墻體寬度和插入坑底深度根據(jù)計算確定。墻體寬度以500mm晉級，即b2.7、3.2、3.7、4.2等，插入深度前后排可稍有不同。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 2 施工機具 3 施工工藝 （1）定位： （2）預(yù)拌下沉：,（1）深層攪拌機：攪拌水泥土墻的主要機械； （2）配套機械：灰漿攪拌機等,分為普通的深層攪拌水泥土墻樁（不加筋）和加筋水泥土墻。 用起重機（或塔架）懸吊到達指定樁位，對中。 待深層攪拌機的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 3 施工工藝 （3）制備水泥漿： （4）提升、噴漿、攪拌：,待深層攪拌機下沉到一定深度時，即開始按設(shè)計確定的配合比拌制水泥（水灰比宜為0.450.50）漿，壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。 待深層攪拌機下沉到設(shè)計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基，且邊噴漿、邊攪拌。同時按設(shè)計確定的提升速度提升深層攪拌機。提升速度不宜大于0.5m/min。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 3 施工工藝 （5）沉鉆復(fù)攪：,為使土和水泥漿攪拌均勻，可再次將攪拌機邊旋轉(zhuǎn)邊沉入中，至設(shè)計深度后再提升出地面。樁體要相互搭接200mm，以形成整體。相鄰樁的施工間歇時間宜小于10h。 如水泥摻入比較大或因土質(zhì)較密在拉升時不能將應(yīng)噴入的水泥漿全部噴完時，可在重復(fù)下沉復(fù)攪時予廣以補噴，采用“二次噴漿、三次攪拌”工藝，但二次噴漿量可控制在總噴漿量的3040。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 3 施工工藝 （6）清洗、移位：,向集料斗中沖入適量清水，開啟灰漿泵，消洗全部管路中殘存的水泥漿，并將粘附在攪拌的軟土清洗干凈。 移位后進行下一根樁的施工。 樁位偏差應(yīng)小于50mm，垂直度誤差不超過1。 樁機移位，特別在轉(zhuǎn)向時要注意樁機的穩(wěn)定。,2015.08.20,莊占龍制,第一章 基坑工程,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)施工 五 水泥土墻施工 4 提高水泥土樁擋墻支護能力的措施,（1）卸荷：先挖去一部分，以減少主動土壓力。 （2）加筋：可在新攪拌的水泥土樁內(nèi)壓入鋼筋、竹筋，有助于提高其整體性和穩(wěn)定性。 （3）起拱、加墩：漿水泥土墻作成拱形，在拱腳處設(shè)鉆孔灌注樁，可大大提高支護能力，減小擋墻的截面。而對于邊長大的基坑，于邊長中部適當起拱、加墩以減少變形。 （4）擋墻變厚度：對于矩形基坑，可于角部將水泥土墻的厚度適當減薄，以節(jié)約投資。,謝謝,2015.08.