現(xiàn)代施工技術第1頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月大橋總投資預計超過140億人民幣，其中大橋36公里，118億；北岸連接線29.1公里，17億；南岸連接線55.3公里，34億。來自民間的資本占了總資本的一半，包括雅戈爾、方太廚具、海通集團等民營企業(yè)都參與了對大橋的投資。大橋收費年限為30年，收費標準預計為55元/輛。

杭州灣跨海大橋按雙向六車道高速公路設計，設計時速100km/h，設計使用年限100年，總投資約118億元。大橋設南、北兩個航道，其中北航道橋為主跨448ｍ的鉆石型雙塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準35000噸；南航道橋為主跨318ｍ的A型單塔雙索面鋼箱梁斜拉橋，通航標準3000噸。除南、北航道橋外其余引橋采用30～80ｍ不等的預應力混凝土連續(xù)箱梁結構。杭州灣跨海大橋是目前世界上已建或在建的最長的跨海大橋，大橋主體工程確保2003年內(nèi)順利開工建設，2008年建成通車。

第4頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月東海大橋工程是我國第一座真正意義上的跨海大橋。東海大橋全長約32.5公里，其中陸上段約3.7公里，蘆潮港新大堤至大烏龜島之間的海上段約25.3公里，大烏龜島至小洋山島之間的港橋連接段約3.5公里。大橋按雙向六車道加緊急停車帶的高速公路標準設計，橋寬31.5米，設計車速每小時80公里，設計荷載按集裝箱重車密排進行校驗，可抗12級臺風、七級烈度地震，設計基準期為100年。第5頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月上海長江隧道長江隧道工程。隧道起于浦東新區(qū)五好溝，穿越南港水域在長興島西南方登陸，全長8.95公里，其中穿越水域部分達7.5公里。隧道整體斷面設計為上下的雙管隧道，兩單管間凈距約為16米，沿其縱向每隔800米左右設一條橫向人行聯(lián)絡通道。單管外徑為Φ1500厘米，內(nèi)徑為1370厘米，內(nèi)設三條（3×3.75米）車道，雙向即六車道，設計車速為80公里/小時。隧道在浦東側及長興島側均設有敞開斷矩形暗埋段及22×48米深約25米的工作井。兩臺直徑為Φ1543厘米泥水加氣平衡盾構，從浦東側工作井由南向北一次掘進至長興島側工作井實現(xiàn)隧道貫通。隧道工程共用混凝土819100立方米，使用鋼筋152214噸。第6頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月長江大橋工程。大橋起于隧道長興島登陸點，沿地面橫穿長興島，由長興島東北部跨越長江口北港水域至崇明島陳家鎮(zhèn)，工程全長16.65公里（其中接線道路6.68公里，跨江橋梁9.97公里，設計車速100公里/小時）。為溝通島內(nèi)交通，長興島潘園公路及崇明陳家鎮(zhèn)各設有一座互通式立交?？缃瓨蛄嚎偣?54跨，其間設有滿足遠期3萬噸級集裝箱及5萬噸級散貨船的主通航孔及滿足3000噸級船舶通行的輔通航孔。主通航孔其結構形式為主跨730米雙人字形塔柱，分離式鋼箱斜拉橋；輔通航孔為80米+140米+140米+80米預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，其余橋跨分別為30米、50米、60米、70米預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁及105米鋼－混凝土組合箱梁。全橋累計澆筑混凝土798284立方米，鋼筋100952噸，預應力鋼束12912噸，鋼材122106噸，填土方686202立方米。第9頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

武漢長江隧道2004年11月28日開工。隧道總建筑長度3630米，分左、右兩條隧洞，其中東線隧道長3295米，西線隧道長3303.6米，每線各設2車道，寬7米，車道凈高4.5米，設計車速50公里/小時。2006年3月開始采用盾構設備掘進，日掘進8-10米，到武昌江邊時入地深度可達30-40米。2008年4月19日，武漢長江隧道雙線成功貫通。2008年12月28日進行試通車，調(diào)試運行期3個月，每天運行18個小時，2009年3月至2010年3月為試運行期，2010年4月正式通車。第11頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月巫山長江大橋又名巫峽長江大橋，公路橋，是一座鋼管中承式拱橋，項目總投資1.96億元。大橋全長612.2米，橋面凈寬19米，雙向4車道，主跨492米。大橋引道全長7.4千米，路基寬8~12米，為山嶺重丘二級路。它被稱為“渝東門戶橋”、“渝東第一橋”。2001年12月28日，重慶巫山長江大橋開工建設。2003年4月17日大橋鋼管主拱合龍，2004年4月底大橋實現(xiàn)初通。2005年1月8日，正式竣工通車。巫山長江大橋在建設中創(chuàng)造了當時橋梁建設的5項世界第一。巫山大橋屬中承式鋼管拱橋，主跨跨徑492米，居同類型橋梁世界第一；大橋創(chuàng)下組合跨徑、每節(jié)段繩索吊裝重量、吊塔距離、拱圈管道直徑和吊裝高度5個世界第一。

第12頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月重慶朝天門大橋2004年底動工，設計為公軌雙層橋面，上層橋面為雙向六車道，下層橋面中間為雙線城市輕軌軌道交通，兩側為單向雙車道汽車交通，大橋全長1.741公里。該橋主橋為全長932米的中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋，主跨552米，比世界著名拱橋澳大利亞悉尼大橋的主跨還要長，成為“世界第一拱橋”。主橋采用大噸位球形鑄鋼鉸支座的支承體系，中間支座最大承載力達145000噸，是目前國內(nèi)所采用的承載力最大的支座。第13頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月未來4年內(nèi)，我市主城外環(huán)線內(nèi)將新建10座跨江大橋，長江和嘉陵江上各建5座。昨日，我市城市交通規(guī)劃研究所透露了主城交通建設規(guī)劃詳案：5年挖掘6座穿山隧道，再建22座立交、21個公交站場、20個換乘樞紐實現(xiàn)零距離換乘，主城拓展區(qū)人口15年后將達到600萬。第14頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四、現(xiàn)代施工技術的展望施工技術的發(fā)展施工技術的展望

施工規(guī)范體系施工工藝，工法信息化施工技術第15頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月1降低地下水與基坑土方開挖§1降低地下水降水方法：集水井降水、井點降水集水井降水：在開挖基坑時沿坑底周圍開挖排水溝（最小縱向坡度為0.2%~0.5%，每隔一定距離（最大30~40m）設集水井，使基坑內(nèi)挖土時滲出的水經(jīng)排水溝流向集水井，然后用水泵排出基坑。排水溝和集水井的截面尺寸取決于基坑的涌水量。若基坑開挖深度較大，地下水的動水壓力和土的組成有可能引起流砂、管涌、坑底隆起和邊坡失穩(wěn)。第16頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月井點降水：我國于1952年用于實際工程，目前技術手段已較為完善。井點降水方法有：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井井點、深井井點。管井井點是圍繞開挖的基坑每隔一定距離（20~50m）設置一個管井，每個管井單獨用一臺水泵（離心泵、潛水泵）進行抽水，以降低地下水位，適用于滲透系數(shù)較大（K=20~200m/d）、地下水量大的土層中。深井井點是在管井內(nèi)設置深井泵，可以降水位降低到更深的深度，若采用帶真空設備的深井泵，在滲透系數(shù)較小的淤泥質粘土中亦能使用。降水方法和設備的選擇，取決于降水深度、土的滲透系數(shù)、工程特點和技術經(jīng)濟指標。第17頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地下水流的基本性質（一）動水壓力和流砂地下水的類型：潛水和層間水（圖1-1）從水的流動方向取一柱狀土體A1A2作為脫離體，其橫截面面積為F、Z1、Z2為A1、A2在基準面以上的高程。第18頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月由于H1>H2,存在壓力差,水從A1流向A2,作用于脫離體A1A2上的力有:γw·h1·FA1

處的總水壓力,其方向與水流方向一致;γw·h2·FA2處的總水壓力,其方向與水流方向相反;n·γw·L·F·cosα水柱重量在水流方向的分力(n為土的孔隙率);(1-n)·γw·L·F·cosα土骨架重力在水流方向的分力;L·F·T土骨架對水流的阻力(T為單位阻力);由靜力平衡條件:第19頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月設水在土中滲流時，對單位土體的壓力為GD，有牛頓第三定律得：通常工程上將GD稱為動水壓力，動水壓力GD與水力坡度成正比，即水位差愈大動水壓力愈大；滲流路線愈長，動水壓力愈小。動水壓力的作用方向與水流方向相同。當水流在水位差作用下對土顆粒產(chǎn)生向上的壓力時，動水壓力不但使土顆粒受到水的浮力，而且還使土顆粒受到向上的壓力，當動水壓力等于或大于土的浸水重度時，即：則土顆粒失去自重，處于懸浮狀態(tài)，土的抗剪強度等于零，土顆粒能隨著滲流的水一起流動，此現(xiàn)象被稱為流砂。第20頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）滲透系數(shù)達西定律：v=KI當水力坡度I等于1時的滲透速度即為滲透系數(shù)K。其常用單位m/d、m/s。土的滲透性取決于土的形成條件、顆粒級配、膠體顆粒含量和土的結構等因素。一般用穩(wěn)定流的裘布依（Dupuit)公式計算滲透系數(shù)。第21頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月二、輕型井點（一）輕型井點設備輕型井點設備包括：濾管、井管、集水總管、連接管、水泵和動力裝置。第22頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月濾管為進水設備，通常采用長1~1.5m，直徑38mm或51mm的無縫鋼管，管壁鉆有直徑為12~19mm的濾孔。骨架外面包以兩層孔徑不同的生絲布或塑料布濾網(wǎng)。在骨架與濾網(wǎng)之間用塑料管或梯形鋼絲隔開，塑料管沿骨架繞成螺旋形。濾網(wǎng)外再繞一層粗鋼絲保護網(wǎng)。井點管為直徑38mm或51mm、長5~7m的無縫鋼管，井點管上端用彎管與總管相連。集水總管為直徑100~127mm的無縫鋼管，每段長4m，其上裝有與井點管連接的短接頭，間距0.8或1.2m。抽水設備根據(jù)水泵及動力設備不同，有干式真空泵、射流泵及隔膜泵等，其抽吸深度與總管負荷有關。常用W5、W6型干式真空泵，其抽吸深度為5~7m，最大負荷長度分別為100m和120m。第23頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）輕型井點布置與計算井點系統(tǒng)布置應根據(jù)水文地質資料、工程要求和設備條件等綜合確定。布置與計算的步驟為：平面布置→高程布置→計算井點管數(shù)量→調(diào)整設計。1.平面布置單排布置：適用于基坑寬度小于6m，且降水深度不超過5m的情況。雙排布置：適用于基坑寬度大于6m或土質不良的情況。環(huán)形布置：適用于大面積基坑。U形布置：便于土方施工機械進出基坑。第24頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月2.高程布置高程布置即確定井點管的埋深?？砂聪率接嬎悖菏街衕—井點管埋深（m）；h1—總管埋設面至基底的距離（m）；

Δh—基底至降水后的地下水位線的距離（m）；i—水力坡度；L—井點管至水井中心的距離，當井點管為單排布置時，L為井點管至邊坡腳的水平距離（m）。第25頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月計算結果應滿足下式：式中hpmax—抽水設備的最大抽吸深度。在上述公式中的有關參數(shù)按下述取值：（1）Δh一般取0.5~1m。（2）i的取值：單排布置，1/4~1/5；雙排布置，1/7；環(huán)形布置1/10。（3）L為井點管至基坑中心的水平距離，當基坑井點管為環(huán)形布置時，L取短邊方向的長度。（4）井點管布置應離坑邊一定距離（0.7~1m），以防止邊坡塌土而引起局部漏氣。第26頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3.井點系統(tǒng)涌水量的計算根據(jù)地下水有無壓力井點系統(tǒng)分為有壓井和無壓井，根據(jù)井點管是否抵達不透水層井點系統(tǒng)分為完整井和非完整井。第27頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月水井計算簡圖第28頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）無壓完整井設不透水層基底為X軸，取井中心軸為Y軸，將距井軸X處水流斷面近似地看作一垂直的圓柱面，其面積為：由達西定律得裘布依單井涌水量計算式：水位降落曲線在x=r處，y=l；在x=R處，y=H，有：又l=H-S群井涌水量計算公式為第29頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）無壓非完整井（3）承壓完整井（4）承壓非完整井第30頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月上述公式中基本參數(shù)的確定1）基坑假想圓半徑x0，對于矩形基坑其長寬比不大于5時，式中F—基坑井點管所包圍的面積。2）抽水影響半徑R式中K的單位為m/s。3）抽水影響深度H0第31頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月4.單根井管的抽水能力式中q—單根井管的極限涌水量（m3/d）

d—濾管的直徑（m）K—土的滲透系數(shù)（m/d）5.井管的數(shù)量6.井管的平均間距式中L、B—矩形井點系統(tǒng)的長度和寬度第32頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月三、噴射井點（一）工作原理噴射井點為深層降水，其一層井點可把地下水位降低8~20m，甚至超過20m。其工作原理如圖所示。第33頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）構造設計在滲透系數(shù)大于50m/d的土層中，主要解決單井抽水能力增大問題；在滲透系數(shù)大于50m/d的土層中，主要解決將地下水從土層中更快的聚集到井點管中的問題。噴射井點管單井的抽水、抽氣能力，主要取決于噴嘴直徑大小、噴嘴直徑與混合室直徑之比、混合室的長度等。構造設計的步驟：1.首先根據(jù)基坑涌水量計算結果和井點的布置，確定噴射井點所需的單井排水量Q0和噴射井點所需的揚程H；2.根據(jù)所需揚程，計算噴射井點的工作水壓力P1；式中b—揚程與工作水壓力之比，按表取值。第35頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3.確定噴射井點的工作水流量Q1;式中a—吸入水流量與工作水流量之比，按表取值。4.確定噴嘴直徑其中

5.確定混合室直徑、混合室長度M為混合室直徑與噴嘴直徑之比第36頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月6.擴散室長度式中d3—噴射井內(nèi)管直徑d2—混合室直徑7.確定噴射井點內(nèi)管兩側進水孔的高度L1式中a—兩側進水孔寬度，v′取1.5~2m/s。8.噴嘴頸縮部分長度L2及噴嘴圓柱形部分長度L1L2=2.5d1L3=(1.0~1.5)d1式中d1—噴嘴直徑第37頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月9.噴射井點內(nèi)管直徑d3和外管直徑d4式中Q0—噴射井點的單井排水量（m3/h)Q1—噴射井點的工作水流量（m3/h)v′—工作水允許的最大流速（m/s)第38頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）使用與布置1.布置當基坑寬度小于10m可單排布置，大于10m則雙排布置；當基坑面積較大時，宜環(huán)狀布置。井點間距一般為2~3m，埋設時充孔直徑約為400~600mm，深度應大于濾管底1m以上。2.使用（1）揚水裝置的加工質量和精度非常重要，否則會增大工作水流，影響抽水效果；如果噴嘴、混合室和擴散室的軸線不重合，則會降低真空度。（2）工作水要干凈，不得含泥砂和其他雜物。（3）為防止工作水反灌，應在濾管下端增設逆止水閥。（4）主要使用的為2.5型噴射井點。第39頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電滲井點電滲井點是在降水井點管的內(nèi)側打入金屬棒（鋼筋、鋼管等），連以導線。以便井點管為陰極，金屬棒為陽極，通入直流電后，土料自陰極向陽極移動，稱為電泳現(xiàn)象，使土體固結；地下水自陽極向陰極移動，稱電滲現(xiàn)象，使軟土地基易于排水，如圖示。電滲井點以輕型井點管或噴射井點管作陰極，φ20~25的鋼筋或φ50~75的鋼管作為陽極，埋設在井點管的內(nèi)側，與陰極并列或交錯排列。當用輕型井點管時，兩者的距離為0.8~1.0m；當用噴射井點時則為1.2~1.5m。陽極入土深度應比井點管深500mm，露出地面200~400mm。工作電壓不宜大于60V，土中通電的電流密度宜為0.5~1.0A/m2。通電時，為了消除由于電解作用產(chǎn)生的氣體聚集在電極的附近，使土體電阻增大，加大電能消耗，宜采用間隔通電法，即每通電24h，停電2~3h。第40頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月五、真空深井井點每一個井點由井管和濾管組成，并單獨配備一臺電機和一臺真空泵。開動后達到一定的真空度，則可達到深層降水的目的。適用于滲透系數(shù)較小的粘性土或淤泥質粘性土。施工程序：鉆孔→清孔→沉管→安裝真空泵及電機注意事項：由于井管較長，挖土至一定深度后，自由端較長，井管應與附近的支護結構相連，并予以固定。在挖土過程中，要注意保護深井泵，避免挖土機碰撞。每臺泵的降水服務范圍約200m2。第41頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月六、井點降水預防周圍地面沉降的措施因降水引起的地面沉降，在理論上可按下式計算：式中δsu(x)—離降水設備x距離處的地面沉降值；Esui

—第i層土的壓縮模量；

Δu(x)i—離降水設備x處，第i層土內(nèi)降水前后孔隙水壓力的變化量；

Δhi—第i層土的厚度。（一）回灌井點技術，如圖示。（二）砂溝、砂井回灌（三）使降水速度減緩（四）防止將土粒帶出第42頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月§2邊坡穩(wěn)定基坑開挖后，如果邊坡中土體的剪應力大于土的抗剪強度，則邊坡就會滑動失穩(wěn)。邊坡穩(wěn)定的研究方法：第一類方法：利用彈性、塑性或彈塑性理論確定土體的應力狀態(tài)。此法對于邊界條件比較復雜的土坡難以得到精確解。通常采用有限元法求解。第二類方法：假定土體沿著一定的滑動面而進行極限平衡分析。在極限平衡法中，條分法由于能適應復雜的幾何形狀、各種土質和孔隙水壓力，因而成為最常用的方法。第44頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一、瑞典圓弧滑動面條分法（Fellenius法）（一）基本原理假定滑動面以上的土體分成n個垂直土條，對作用于各土條上的力進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)。該法忽略了土條之間的相互作用力的影響。邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)：式中—滑動圓弧的長度—滑動面上的平均抗剪強度R—滑動圓弧的半徑W—滑動土體的重量d—W作用線對滑動圓心O的距離A—滑動面積如K﹥1.0，邊坡穩(wěn)定；K=1.0，邊坡處于極限平衡狀態(tài)；K﹤1.0，邊坡穩(wěn)定處于不穩(wěn)定狀態(tài)。第45頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月確定滑動圓心O1.內(nèi)摩擦角f=0的高塑性粘土（1）由表根據(jù)坡角a查出坡底角b1和坡頂角b2（2）在坡底和坡頂分別畫出坡底角和坡頂角，兩線的交點O，即為最危險滑動圓弧的滑動圓心。2.內(nèi)摩擦角f﹥0的土第46頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)按上述步驟求出O點;(2)由A點垂直向下量一高度,該高度等于邊坡的高度H,得C點,由C點水平向右量一距離,使其等于4.5倍H而得D點,連接DO;(3)在DO延長線上找若干點,作為滑動圓的圓心,畫出坡角圓,試算出K值較小的E點;(4)于E點畫出DO延長線的垂線,再于此垂線上找出若干點作為滑動圓圓心,試算K值,直到找出K值最小的O′點,則O′點即為最危險滑動圓心.第47頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）圓弧滑動面條分法計算方法ci—分條的內(nèi)聚力；bi—分條寬度；li—分條的圓弧長度；hi—分條高度（平均值）；fi—分條土的內(nèi)摩擦角；ai—分條的坡角gi—分條土的重力密度；第48頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月二、比肖夫（Bishop）法與Fellenius法的不同之處在于考慮了豎面上的法向力和切向力?！行?nèi)聚力；—有效法向應力；—有效內(nèi)摩擦角計算安全系數(shù)應采用逐次逼近法；若假定Σ(T1-T2)tgf′=0，則計算簡化。首先假定一個K值，然后將其與c、f′、u和a值帶入計算式中，算出一個K值，若計算值與假定值相差滿足要求，則計算終止，否則繼續(xù)計算。第49頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月三、泰勒（Taylor）法在總應力基礎之上，假定內(nèi)聚力不隨深度變化。根據(jù)理論計算結果繪制圖表，利用圖表分析簡單邊坡的穩(wěn)定。式中g—土的重度（KN/m3）c—土的內(nèi)聚力（kpa）Hc—邊坡的臨界高度(m)已知b及土的c、f、g，求H已知H及土的c、f、g，求b已知H、b及土的c、f、g，求安全系數(shù)K第50頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四、極限分析法兩條定理：1.如果能斷定平衡