岩土工程施工技术(地基基础).pdf

岩土工程施工技术岩土工程施工技术地基加固工程施工技术地基加固工程施工技术桩基础工程施工技术桩基础工程施工技术地下连续墙施工技术地下连续墙施工技术岩土锚固工程施工技术岩土锚固工程施工技术盾构施工技术盾构施工技术地基与基础的任何变形必然引起上、下部结构的相对位移，形成建筑结构物的沉降、倾斜、甚至垮塌。加拿大布朗斯特康谷仓倾斜情况图对地基与基础的设计与施工并不都是成功的，造成结构物垮塌、倾斜、开裂的事件频频出现。从事现代基础工程工作，必须做到精心设计，精心组织施工，尤其在复杂的地质条件下或深水下修筑基础更是如此。决不允许草率处理和偷工减料。地基加固工程施工技术地基加固工程施工技术地基加固施工方法地基加固施工方法挤密桩施工技术高压旋喷法排水固结施工技术灌浆工程深层搅拌挤密桩施工技术高压旋喷法排水固结施工技术灌浆工程深层搅拌一、排水固结法施工一、排水固结法施工排水固结排水固结是一种适于大面积加固饱水软基的方法。（高速公路、铁路、港口大量采用）。固结后的地基即便再次处于饱水状态，其承载力也基本不变。排水固结法加固原理排水固结法加固原理排水固结法是通过加压和排水的共同作用，使得饱和软土的孔隙水排除、孔隙度减小，有效应力增加消除大部分后期沉降，提高地基密实度和强度的一种方法。该法由排水系统和加压系统组成。排水系统加压系统排水固结排水固结竖向排水体系水平排水体系竖向排水体系水平排水体系堆载法真空法降水法电渗法塑料排水带（板）袋装砂井普通砂井砂垫层碎石盲沟（一）排水系统（一）排水系统竖向排水系统，是指垂直或斜直建造在饱水土体中的过水通道,常用的有3种（1）普通砂井以抽管法方式施工边抽管边填砂，形成一透水性好的砂柱（即砂井）。桩尖冲锤套管填砂（2）袋装砂井仍是以抽管法施工，插管时将装砂袋带入至设计深度；在抽管以后或者边抽管边向砂袋中填充砂，形成袋装砂柱。（即袋装砂井）编织袋砂袋套管桩尖桩尖在桩尖制作时预留两根铁丝，便于后期在铁丝上拴砂袋。排水板结构排水板结构由滤膜和心板组成。滤膜为两片聚乙烯（绦纶纤维）微孔片，粘贴于心板表面（滤膜的渗透系数510-4cm/s）心板用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。制成Π 型或梯型过水通道。（3）塑料排水带（板）是近几年新研制的，取代砂井的一种装置。塑料排水板耐侧压力 350kPa 抗拉强度 12kn/10cm；纵向通水量 0.92.4升/min 宽度 1002mm 厚度 3.5 4.0 4.5mm 心板心板滤膜施工方法施工方法用专用插带机，仍属抽管法插带，排水带穿入套管，与桩尖连接，插至预定深度后拔出套管，剪断排水带（地面预留2030cm）。导管塑料排水带桩尖桩尖填砂塑料排水带三种纵向排水方式比较塑料排水板具有以下特点塑料排水板具有以下特点 ① 排水效率多； ② 隔土性好； ③ 抗挤压强度大（不会被挤断）； ④ 施工简便，速度快，快于砂井； ⑤ 工程质量容易控制； ⑥ 成本较低（速度快，运输省）。适用深度30mm （一般为 6080mm，制作时加扶正“耳朵”）（六）、混凝土灌注方法（六）、混凝土灌注方法 1. 干孔灌注法孔径大，孔较浅的干孔，可直接孔口倾倒砼。孔径小，孔较深下入导管，用漏斗导管灌注，必要时用捣振棒捣实。 2. 水下导管灌注法当孔内有水不能排干时（涌水量大、孔壁不稳），应采用水下导管灌注法，在孔中间或钢筋管中插入灌注导管，导管底距孔底 0.30.5m（过低，被沉渣沉浆淹埋、过高、砼被稀释）。导管口接储砼漏斗，漏斗底口设置水栓塞，灌注时，剪断栓塞连线，漏斗内砼与栓塞一起压入孔，将孔底泥浆枯托升高，随灌注量的增大，孔内泥浆被全部顶出，灌注结束。 1．灌注机具．灌注机具 ① 输送砼和提升导管的卷扬机具（钻机、钻塔提升、吊车提升、灌浆机提升） ② 灌注导管内径0.20.4，外径与钢筋笼内径差 5cm单节导管长度13m，接头拆装迅速，密封性好，内表圆滑（不阻挡砼、塞下行）外表不挂钢筋笼（法兰盘连接）。 ③ 漏斗锥形（棱锥、圆锥），容量≥初灌量。 2．灌注参数确定 ① 第一次灌注量（初灌量）确定为防止孔底砼被稀释和水渗入导管内，第一次灌注量必须将导管底埋入砼中11.5m（太高，需漏斗大）（根据连通器的压力平衡计算初灌量）。 V初满足量（m3）； D钻孔直径（m）； H孔深（m）； H首第一次灌注后的孔深（ m3）； V1 平衡导管内外压差需砼体积（ m3）； V2被埋导管与钢筋笼体积（m3）； V3隔水栓塞体积（m3）。 V 4 321 2 VVVHHD−− 首 π 2 1 4 dV π 2 1 r r H首 V D2（H-H首） H首 4 π 2 4 d π 2 1 γ γ d导管内径（m）； γ1孔内泥浆比重；γ2砼比重。V2、V3体积小，忽略不计。 H首γ1 2 2 1 4 γ π ⋅ d V 静平衡由于砼的流动阻力较大，在对V1的计算中，应该是在克服流动阻力下的静平衡。流动阻力计算复杂，实际中采用系数计算。 K流动阻力系数K1.151.25。 V实KV ② 灌注强度的确定每小时向每平方m2的桩孔截面积灌入砼的数量，称灌注强度灌注强度大，耗时少，需人力、物力投入大，灌注强度小，耗时长，孔壁易失稳，灌注质量差，中断灌注和断桩可能性大，砼在孔底的流态，有三种形式。扩散型重叠型筑底型（锥形套结体）（片状结构）实际中，按经验确定灌注强度（I） I tA V ⋅ 实 A桩孔断面积（m2）；t灌注时间（小时）。孔深（m）20 20100 th 1.51 29 从灌注质量分析灌注强度以单位时间的灌注高度定义较合理，且不应呈现重迭形。对灌砼强度的研究不够，灌注强度与孔径和导管直径的相关性。（五）、对泥浆净化与废浆处理（五）、对泥浆净化与废浆处理， 1.絮凝沉淀法 2.机械挤压法外运排放成本低于处理成本。（六）、试桩（六）、试桩振动沉管桩振动沉管桩 1、成桩原理用振动器将带有桩尖的钢套管沉入地层至设计深度，形成钢套管桩孔，在钢套管内安放钢筋笼并灌注混凝土，砼动凝前拔出钢套管成桩。若桩尖为预制桩尖，则桩尖留于孔底（桩底），若为活瓣桩尖，则桩尖随套管一起拔出。沉管桩施工沉管桩施工 2、沉管桩施工机具、沉管桩施工机具（1）振动沉管机双轴双轮振动器，安装于钢套管顶端。（2）钢套管套管直径，长度取决于桩径和桩长，套管上端开设有灌砼漏斗口，钢筋笼可事前插入套管内，也可卸开振动器插入。（3）桩尖活瓣桩尖为四瓣开合，铰链连接于套管，人工合、重力开（常有挂钢筋笼现象），预制桩尖，为圆锥形钢筋砼，砼标号 ≥C30预埋后，与套管插接。活瓣桩尖预制桩尖桩尖桩尖振动沉管桩施工钻机振动沉管桩施工钻机 3、施工程序、施工程序竖起钢套管→装好桩头→振动下沉至设计深度 →安放钢筋笼灌砼→拔管成桩。 4、沉管桩特点、沉管桩特点（1）成桩速度快沉管速度快（一般为13小时）（2）桩体质量好不受地下水影响（若桩尖漏水，可先在管内填入1.5m的砼）实现干孔灌注，无孔壁坍塌砼夹泥现象。（3）“复打”可增大桩径30。（4）提高地基承载力。沉管孔不出土，桩间地层被挤密，既处理了地基，也建造了基础。（5）适于粘土、砂土、填土，稍密碎石、碎石地层，成桩直径300600mm桩长≤25m。（6）不适于桩孔严重缩径地基拔管后，桩孔缩径，形成细颈桩或断桩。大直径中空桩施工方法大直径中空桩施工方法大直径中空桩，我国目前还未采用，最先出现于日本，随着现代建筑物的大型化、重型化、超高型化。要求基础有很大的承载能力和抗震性能。 1、中空大直径桩特点、中空大直径桩特点（1）直径大承载力大，桩径大于3.2m，中空直径大于2m。（2）中空式，刚度大，抗震抗弯性好。（3）减轻挤体自重。（4）节省制桩材料。 2、中空式大直径桩施工方法、中空式大直径桩施工方法（1）成孔挖掘或仅循环钻进成孔，沉井、围慕注浆抓挖。（2）吊入钢筋笼（3）拼装内管模板并吊放入孔内。内管由四六片模板和一片扇形块拼成，片与片间用螺栓连接。扇形块上装有螺栓式千斤顶。扇形模板千斤顶螺栓角钢支撑内管底部，开设有三个通孔，装有清碴翼片，当孔底沉碴进入内管后，翼片将通孔封闭，此装置具有清碴和消除浮力功能。套管旋转，螺旋翼片将沉碴刮进通孔。（4）灌注砼（5）待砼硬固后，抽干内管内的水，清除内管沉碴。（6）封底消除浮力。可采用先注浆或装减压管。（7）拆除模板，先卸掉扇形块全部螺栓，利用自带千斤顶，顶下扇形块，再拆除其余四片模板内管的拆除从上到下进行。静力压桩施工静力压桩施工依靠静压力将预制桩压入地基中至设计深度的施工方法。（三）静力压桩（三）静力压桩静力压桩静力压桩静力压桩静力压桩地下连续墙施工技术地下连续墙施工技术利用一定的设备机具，在泥浆护壁条件下向地下钻挖一段狭长的深槽，在槽内吊放入钢筋笼后灌注砼，筑成一段钢筋砼墙段，再把一墙段连接起来形成一道连续的地下墙壁。（一）、准备工作准备工作场地准备护壁泥浆（稳定液）准备挖导槽，造导墙 1、场地准备（1）作业面积① 泥浆池及泥浆搅拌设备；② 钢筋笼加工及临时堆放；③ 接头管及灌注导管堆放；④ 挖槽机作业场地；⑤ 吊车及排碴运输通道；⑥ 简易工棚用地。（2）作业空间挖槽、钢筋笼的移动与吊放所需的空间高度。（3）邻槽地基加固邻槽作业机械的振动和压力，护壁泥浆溢出后的渗透对槽壁稳定性有很大影响。（二）护壁泥浆（稳定液）准备配浆材料、配浆量及循环系统。（三）挖导槽，造导墙导墙是挖制地下连续墙各项指标的基准，指示挖槽位置，为挖槽起导向和储存泥浆作用，导墙的位置、尺寸、垂直精度直接影响连续墙的位置，墙体厚度和墙壁垂直度。导墙形式板墙形（）、 Γ形（） L形（）、 [字形（）。导墙尺寸槽宽连续墙厚加35cm，导墙厚度 ≥20cm，导墙高11.5m储存足量稳定液，导墙结构 C20钢筋砼。板墙型 L型 Γ型匡字型导墙形式导墙形式导墙现场浇筑导墙现场浇筑（四）挖槽机就位（四）挖槽机就位安放枕木，架设轨道（与导墙平行），安装挖槽孔。桩排式是把灌注桩或预制桩或柔性桩等，并排连续起来建造地下墙的一种施工法，主要用于挡土或防渗。二、连续墙施工方法二、连续墙施工方法施工方法桩排式槽段式（一）桩排式的排列