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1、1,高層建筑施工,主講:湯 商,2,第一章 概述,第一節(jié) 高層建筑的發(fā)展 一、高層建筑的概念 (一)高層建筑的定義 建設(shè)部:高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2002)中規(guī)定:十層及十層以上或房屋高度超過(guò)28M的非抗震設(shè)計(jì)和抗震設(shè)防烈度為6-9度抗震設(shè)計(jì)的高層民用建筑結(jié)構(gòu) 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50045-95)中規(guī)定:十層及十層以上的居住建筑和建筑高度超過(guò)24M的公共建筑,3,民用建筑設(shè)計(jì)通則(JGJ37-87),明確了民用建筑層數(shù)的劃分 A、住宅建筑按層數(shù):1-3層為低層;4-6層為多層;7-9層為中高層;10層以上為高層。 B、公共建筑及綜合性建筑總高度超過(guò)24M者為高層(不

2、包含高度超過(guò)24M單層主體建筑) C、建筑物高度超過(guò)100M時(shí),不論住宅或公共建筑均為超高層。,4,為簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)口徑,建設(shè)部主管部門(mén)從1984年起,對(duì)住宅和非住宅,一律以十層為高層建筑統(tǒng)計(jì)的起點(diǎn)。,5,(二)高層建筑的分類(lèi) 1972 國(guó)際高層建筑會(huì)議:分四類(lèi) 第一類(lèi)高層建筑:916層(最高到50m); 第二類(lèi)高層建筑:1725層(最高到75m); 第三類(lèi)高層建筑:2640層(最高到100m); 超高層建筑: 40層以上(高度100m以上)。,6,二、高層建筑的特點(diǎn) (一)建筑特點(diǎn)與要求 1、由于建筑高度增加,電梯成為建筑內(nèi)部主要的垂直交通工具,影響高層建筑的平面布局和空間組合。 2、需要在底層和

3、不同的高度設(shè)置設(shè)備層,頂部設(shè)電梯間和水箱間。平面、立面的布置要滿(mǎn)足高層防火規(guī)范要求。 3、由于高層建筑地下埋深嵌固要求,一般要有一層至數(shù)層的地下室,作為設(shè)備層及車(chē)庫(kù)、人防、輔助用房用房等,7,4、高層建筑主體具有特定的使用功能的標(biāo)準(zhǔn)層,具有統(tǒng)一的層高、開(kāi)間、進(jìn)深和平面布局。 5、由于高度、體型大,需要更好的處理建筑造型和外飾面。 6、對(duì)不同使用功能的高層建筑需要解決各自的問(wèn)題。,8,(二)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與要求 1、強(qiáng)度: 2、剛度: 3、延性: 4、耐久性:要求較高。規(guī)范將建筑耐久年限分為四級(jí),一級(jí)耐久年限為100年以上,適用于重要的建筑和高層建筑。 5、基礎(chǔ)穩(wěn)定性:為確保高層的穩(wěn)定性和滿(mǎn)足地基變形

4、要求,其基礎(chǔ)的埋置深度,采用天然地基時(shí)不小于建筑高度的1/12,采用樁基礎(chǔ)時(shí)為1/15(樁長(zhǎng)不計(jì)) (三)防火特點(diǎn)與要求 (四)設(shè)備特點(diǎn)與要求 1、給水、排水,9,A、給水系統(tǒng): 三大給水系統(tǒng) 生活、消防、生產(chǎn) 三大給水方式 高位水箱式、氣壓水箱式、無(wú) 水箱式 B、熱水供應(yīng)系統(tǒng): C、排水系統(tǒng): D、水泵間: 2、電氣、機(jī)電設(shè)備 A、電源: B、電梯: C、防雷:,10,D、共用天線(xiàn)電視接收系統(tǒng): E、電話(huà): F、弱電系統(tǒng): 3、采暖、通風(fēng)、空調(diào) A、一般高層建筑: B、高檔高層建筑:,11,三、高層建筑的發(fā)展 (一)高層建筑的興起: 我國(guó)古代:高塔 磚砌或木制的筒體結(jié)構(gòu) 高層框架結(jié)構(gòu) 國(guó)外古

5、代:磚石承重結(jié)構(gòu) 壁厚,使用空間小. (二)高層建筑的發(fā)展: 框架結(jié)構(gòu)(鋼、鋼筋混凝土) 剪力墻、鋼支撐、筒體,12,13,14,四、高層建筑的發(fā)展趨勢(shì) (一)平面布置與豎向體型時(shí)代化: (二)層數(shù)增多、高度加大: (三)新材料、新工藝的開(kāi)發(fā): (四)新結(jié)構(gòu)體系的多樣化: (五)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的興起趨勢(shì): (六)高層住宅集合體特性: (七)建筑智能工程日趨完善:,15,第二節(jié) 高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展 一、高層建筑的施工特點(diǎn) 1、工程量大、造價(jià)高: 2、工期長(zhǎng)、季節(jié)性施工不可避免: 3、高空作業(yè)面臨的問(wèn)題多,安全風(fēng)險(xiǎn)大: 4、高層建筑基礎(chǔ)深,地基處理復(fù)雜,方案有多種選擇,對(duì)造價(jià)和工期影響很大:

6、5、市區(qū)工程居多,用地緊張: 6、高層建筑多以鋼筋砼和鋼為主,鋼筋砼以現(xiàn)澆為主 7、防水、裝飾、設(shè)備要求較高: 8、標(biāo)準(zhǔn)層占主體工程的主要部分: 9、工程項(xiàng)目多、工種多、涉及單位多、管理復(fù)雜:,16,二、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) 支撐形式:內(nèi)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):,17,第二章 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工,第一節(jié) 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型 一、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用 (1)主要作用:擋

7、土、擋水,使基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的施工能夠安全順利進(jìn)行,維持基坑側(cè)壓力與支護(hù)結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)。 (2)支護(hù)結(jié)構(gòu),通常作為臨時(shí)性結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)施工完畢后即失去作用。 有些支護(hù)結(jié)構(gòu)材料可以重復(fù)利用: 有些支護(hù)結(jié)構(gòu)就永久性埋入地下: 有些支護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工后則成為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分: 綜上:不論那一種,均有較大的成本投入。,18,二、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型: 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型: 排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、土釘墻和 逆作拱墻 (一)排樁支護(hù)結(jié)構(gòu) 排樁支護(hù):是以現(xiàn)場(chǎng)灌注樁按隊(duì)列式布置組成的支護(hù)結(jié)構(gòu) 1、排樁支護(hù)的類(lèi)型: A.擋土灌注樁支護(hù)B.排樁土層錨桿支護(hù) C.排樁內(nèi)支撐支護(hù),19,(1)擋土灌注樁支護(hù):(圖

8、2-1) 排列形式:間隔式、雙排式、連續(xù)式 (2)排樁土層錨桿支護(hù):(圖2-2) 常用排樁土層錨桿支護(hù)的類(lèi)型: 單錨支護(hù)、多錨支護(hù)、破碎巖層支護(hù) (3)排樁內(nèi)支撐支護(hù):(圖2-3) 對(duì)深度不大,面積不大,地基土質(zhì)較差的基坑,為使維護(hù)排樁受力合理和受力后變形小,常在基坑內(nèi)沿圍護(hù)排樁豎向設(shè)置一定支撐點(diǎn)組成內(nèi)支撐式基坑支護(hù)體系。 A.排樁內(nèi)支撐的組成:由擋土結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)組成 支撐結(jié)構(gòu)由圍檁、水平支撐、八字撐和立柱等組成,20,B.內(nèi)支撐體系平面布置形式: 由基坑的平面形狀、尺寸、開(kāi)挖深度、周?chē)h(huán)境保護(hù)要求、地下結(jié)構(gòu)的布置、土方開(kāi)挖的順序和方法而定。一般有(圖2-4)所示的各種形式,也可以?xún)伞⑷N形

9、式混合使用。 2、排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型: 3、排樁構(gòu)造措施: (二)地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu) 是在地面上采用一種挖槽機(jī)械,沿著深開(kāi)挖基坑或工程的周邊軸線(xiàn),在泥漿護(hù)壁條件下,開(kāi)挖一條狹長(zhǎng)的深槽,清槽后在槽內(nèi)吊放鋼筋籠,然后用導(dǎo)管法澆筑水下砼,筑成一個(gè)單元槽段,如此逐段進(jìn)行,在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋砼墻壁,作為截水、防滲、擋土和承重結(jié)構(gòu)。,21,1、地下連續(xù)墻支護(hù)類(lèi)型 常用的有:懸臂式、與土層錨桿組合式、內(nèi)支撐式、逆作法式等 地下連續(xù)墻施工程序見(jiàn)圖2-5 2、地下連續(xù)墻的選型: 優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍: 突出點(diǎn):深度可達(dá)50米;與鄰近建筑物距離可達(dá)30CM;無(wú)需降水;振動(dòng)小、噪音低;各種地質(zhì)幾乎都適用;還可以作

10、為地下結(jié)構(gòu)外墻的一部分。 但地下連續(xù)墻支護(hù)施工需要較多的機(jī)具設(shè)備,一次性投資較高,工藝技術(shù)較復(fù)雜,質(zhì)量要求較高。,22,3、地下連續(xù)墻構(gòu)造措施 (三)水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)講) (四)土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)講) (五)逆作拱墻支護(hù)結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)講),23,第二節(jié) 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算(簡(jiǎn)介) 一、懸臂式灌注樁支護(hù)計(jì)算: 介紹灌注樁自地面鉆入土中深度的計(jì)算過(guò)程: 見(jiàn)書(shū)P20-21頁(yè),24,第三節(jié) 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工 一、灌注樁支護(hù)施工 (一)灌注樁支護(hù)施工技術(shù)措施(以密排樁間加注漿樁為例): 灌注樁支護(hù)施工工藝:灌注樁注漿樁冠梁拉桿 1、密排鉆孔灌注樁 采用跳躍式施工,即先施工1、4、7、10等樁,接著施工2

11、、5、8、11等樁,然后施工3、6、9、12等樁。 2、注漿樁 施工順序:成孔清孔下注漿管下小片石洗孔注漿提管 3、冠梁拉桿,25,(二)灌注樁支護(hù)施工質(zhì)量措施 排樁質(zhì)量措施應(yīng)符合下列要求: (重點(diǎn)是第五點(diǎn):砼灌注樁檢測(cè)規(guī)定) 二、土層錨桿施工(簡(jiǎn)講) 三、地下連續(xù)墻支護(hù)施工 (一)地下連續(xù)墻支護(hù)施工技術(shù)措施 地下連續(xù)墻施工工藝: 安裝機(jī)械 | 筑導(dǎo)墻分段挖土成槽 吸泥清底換漿吊放接頭管 | | 備制泥漿-注入泥漿-泥漿處理排渣 重復(fù)使用,26,吊裝鋼筋籠裝灌注管澆水下砼 1、單元槽的劃分: 決定單元槽長(zhǎng)度的因素: 在下列情況下,宜采用挖掘機(jī)的最小挖掘長(zhǎng)度或接近于23M的長(zhǎng)度: 如無(wú)以上影響因

12、素,可增大單元槽段,一般以58M為宜,也有采用10M或更大的情況。 2、導(dǎo)墻 (1)導(dǎo)墻的式樣和形狀: 要求:必須具有一定的強(qiáng)度、剛度和精度。各種導(dǎo)墻的斷面形式見(jiàn)圖2-24. (2)導(dǎo)墻的施工:導(dǎo)墻的施工順序如下:平整場(chǎng)地-測(cè)量定位挖槽綁鋼筋支模板、對(duì)撐澆筑砼拆模后設(shè)置橫撐回填外側(cè)空隙并碾壓 導(dǎo)墻施工的注意事項(xiàng):主要是精度要求。,27,3、泥漿 (1)泥漿成分:主要是膨潤(rùn)土、攪和物和水。 (2)泥漿的控制指標(biāo): 新配置的泥漿相對(duì)密度應(yīng)小于1.05,成槽后相對(duì)密度上升,但此時(shí)槽內(nèi)泥漿相對(duì)密度大于1.05,槽底泥漿相對(duì)密度大于1.20。 泥漿的控制指標(biāo)分別見(jiàn)表2-2、表2-3。 (3)泥漿的調(diào)制:

13、 按照攪拌泥漿的不同方法可分為高速回轉(zhuǎn)式攪拌和噴射式攪拌兩種。,28,4、挖槽 5、清底 清除槽底沉渣常用的方法有三種: (1)吸泥泵排泥法(2)空氣升液排泥法 (3)潛水泥漿泵排泥法(見(jiàn)圖226) 6、接頭 接頭材料有鋼管、鋼板、型鋼、氣囊、化學(xué)纖維、橡膠等。其中接頭鋼管使用最為普遍。 各種接頭方式中用接頭鋼管施工較簡(jiǎn)單可靠,如 圖227所示: 施工方法:,29,(二)地下連續(xù)墻支護(hù)施工質(zhì)量措施及驗(yàn)收 1、措施: 2、驗(yàn)收: (1)檢驗(yàn)批劃分: (2)墻體強(qiáng)度: (3)垂直度: (4)導(dǎo)墻尺寸: (5)沉渣厚度: (6)槽深: (7)砼坍落度: (8)鋼筋籠尺寸: (9)地下墻表面平整度:

14、(10)永久結(jié)構(gòu)時(shí)的預(yù)埋件位置:,30,四、土釘墻支護(hù)施工(簡(jiǎn)講) (一)土釘墻支護(hù)施工技術(shù)措施: (二)土釘墻支護(hù)施工質(zhì)量措施與驗(yàn)收:,31,第四節(jié) 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè),由于目前深基坑支護(hù)處于半理論半經(jīng)驗(yàn)狀態(tài),所以,在基坑開(kāi)挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期間,對(duì)較重要的支護(hù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 一、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方法 見(jiàn)表24。 二、常用監(jiān)測(cè)儀器及其使用方法 (一)變形監(jiān)測(cè)儀器: (二)應(yīng)力監(jiān)測(cè)儀器: (三)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形觀測(cè): 三、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整理與報(bào)警標(biāo)準(zhǔn),32,第三章 深基坑土方開(kāi)挖第一節(jié) 深基坑土方開(kāi)挖方法選擇,深基坑土方開(kāi)挖方法: 1、分層開(kāi)挖 2、分段開(kāi)挖 3、中心島開(kāi)挖 4、盆式開(kāi)挖 一、深基坑

15、土方分層開(kāi)挖: 形式: 注意事項(xiàng):最后一層開(kāi)挖后,應(yīng)立即澆灌砼墊層。 適用范圍: 分層開(kāi)挖的方法: 1、設(shè)坡道 2、不設(shè)坡道 3、階梯式,33,二、深基坑土方分段開(kāi)挖: 分段開(kāi)挖順序:第一區(qū)分層開(kāi)挖2-3M預(yù)留被動(dòng)土區(qū)后繼續(xù)開(kāi)挖,每層2-3M直到基底澆灌砼墊層安裝斜撐挖預(yù)留的被動(dòng)土區(qū)邊挖邊澆灌砼墊層拆斜撐(視土質(zhì)情況)繼續(xù)開(kāi)挖另一個(gè)區(qū) 三、深基坑土方中心島開(kāi)挖 中心島開(kāi)挖法:是首先在基坑中心開(kāi)挖,而周?chē)欢ǚ秶耐習(xí)翰婚_(kāi)挖,視土質(zhì)情況,可按1:11:2.5放坡,或做臨時(shí)性支護(hù)擋土,使之形成對(duì)四周?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)土反壓力區(qū),保護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四周的被動(dòng)土區(qū)可視情況,待中間部分的砼墊層、基礎(chǔ)或地

16、下結(jié)構(gòu)施工完成后,再用斜撐或水平撐在四周?chē)o(hù)結(jié)構(gòu)與中間已施工完畢的基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)物之間對(duì)撐,然后進(jìn)行四周土的開(kāi)挖和結(jié)構(gòu)施工。圖3-3,34,A、如四周土方量不大:可采用分塊挖除,分塊施工砼墊層和頂板結(jié)構(gòu)的方法,然后與中間部分的結(jié)構(gòu)連接在一起。 B、也可采用“中順邊逆”的施工工藝: 中心島的范圍: 取決與被動(dòng)土壓力區(qū)的土體穩(wěn)定性;還必須是結(jié)構(gòu)施工能留設(shè)施工縫部位。 四、深基坑土方盆式開(kāi)挖 盆式開(kāi)挖采取與中心島開(kāi)挖法施工順序相反的做法,先開(kāi)挖兩側(cè)或四周的土方,并進(jìn)行周邊支撐或基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)物施工,然后開(kāi)挖中間殘留的土方,再進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)物的施工,圖3-4. 中心島開(kāi)挖和盆式開(kāi)挖兩種方法的適用范圍: 適用于土

17、質(zhì)較好的粘性土和密實(shí)的砂質(zhì)土,對(duì)于軟弱土層,要視開(kāi)挖深度而定,如基坑開(kāi)挖較深,殘留的土方量就要大,才能滿(mǎn)足形成被動(dòng)土區(qū)壓力的要求。,35,注意事項(xiàng): 土方開(kāi)挖,是一種卸載,其開(kāi)挖過(guò)程就是應(yīng)力的釋放過(guò)程,即由開(kāi)挖前的靜態(tài)平衡發(fā)展到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。因此,深基坑變形就存在著時(shí)間效應(yīng)的問(wèn)題。土體即使在開(kāi)挖后處在臨時(shí)平衡狀態(tài),也會(huì)發(fā)生蠕變?;组_(kāi)挖后曝露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),或基坑積水或孔隙水壓力升高形成超靜孔隙水壓力,都將使基坑土體產(chǎn)生較大變形。因此,基底開(kāi)挖至標(biāo)高后應(yīng)盡快進(jìn)行基底檢查、基底封底和基礎(chǔ)施工。,36,第二節(jié) 機(jī)械開(kāi)挖土方,一、開(kāi)挖機(jī)械的選擇 土方開(kāi)挖機(jī)械:常用的有正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟、多斗挖土機(jī)和挖

18、掘裝載機(jī),輔以推土機(jī)、裝載機(jī)、吊車(chē)、自卸汽車(chē)等 (一)選擇挖土機(jī)械的原則: 1、基坑深淺、開(kāi)挖斷面和范圍大小 2、土的性質(zhì)與堅(jiān)硬程度和地下水位情況 3、挖土機(jī)械的特點(diǎn)和適應(yīng)程度 4、施工現(xiàn)場(chǎng)的條件 5、經(jīng)濟(jì)效益與成本等 采用機(jī)械開(kāi)挖基坑時(shí),必須開(kāi)設(shè)坡道,輔以人工修正,自卸汽車(chē)運(yùn)土;如不設(shè)坡道,即選用小型挖土機(jī)械,用吊車(chē)吊車(chē)吊下基坑內(nèi)作業(yè),或在坑頂、平臺(tái)作業(yè)。,37,二、機(jī)械開(kāi)挖土方 深基坑土方開(kāi)挖多為機(jī)械開(kāi)挖土方。(以反鏟為例): (一)工作面的確定 1、工作面的寬度:應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖方式和挖土深度及停機(jī)位置確定 A、溝端開(kāi)挖:一般為(0.8-1.7)R B、溝側(cè)開(kāi)挖:一般為(0.5-0.8)R (

19、R為反鏟的最大挖土半徑,表3-2) 2、工作面的深度(挖土深度):應(yīng)根據(jù)開(kāi)挖方式和工作面的開(kāi)挖條件確定。在實(shí)際施工中,要考慮施工安全及基坑底平整等因素,進(jìn)行折減。表3-3,38,(二)開(kāi)挖方式 1、溝端開(kāi)挖(圖3-5): 2、溝側(cè)開(kāi)挖(圖3-6): (三)施工方法 1、分條挖土法:(圖3-7) 2、分層挖土法:(圖3-8) 3、接替挖土法: 三、機(jī)械開(kāi)挖土方應(yīng)注意的問(wèn)題: 1、減小基坑頂邊緣地面荷載、嚴(yán)禁超載。 2、做好保護(hù)工作。 3、確保施工安全。,39,第三節(jié) 深基坑施工質(zhì)量驗(yàn)收,一、常用地基檢驗(yàn)技術(shù) (一)基槽檢驗(yàn)技術(shù)輕便觸探法 (二)標(biāo)準(zhǔn)貫入度法 二、深基坑施工質(zhì)量驗(yàn)收 (一)深基坑施

20、工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):表3-7 (二)深基坑施工質(zhì)量驗(yàn)收內(nèi)容: 1、標(biāo)高: 2、基地土性: 3、邊坡: 4、長(zhǎng)度、寬度: 5、表面平整度:,40,第四節(jié) 常用地基加固方法,一、產(chǎn)生地基加固的原因 當(dāng)建筑物產(chǎn)生以下四類(lèi)因素時(shí),必須采取地基加固措施: (1)強(qiáng)度與穩(wěn)定性: (2)壓縮與不均勻沉降: (3)滲離: (4)動(dòng)力荷載作用,會(huì)造成地基失穩(wěn)和震陷:,41,二、地基加固方法 (一)注漿法加固地基 概念: 1、施工工藝: (1)機(jī)械選擇: (2)材料要求: (3)注漿的工藝流程: 2、施工質(zhì)量驗(yàn)收: (二)粉體噴射法加固地基(略),42,(三)深層攪拌法加固地基 概念: 1、機(jī)械設(shè)備與材料選擇: 2、

21、施工工藝: 工藝流程: 3、施工質(zhì)量驗(yàn)收:,43,第四章 深基坑降水第一節(jié) 輕型井點(diǎn)降水,該部分內(nèi)容已在建筑施工技術(shù)課程中講述,此處簡(jiǎn)單介紹,44,第二節(jié) 井點(diǎn)回灌技術(shù),一、井點(diǎn)降水對(duì)鄰近建筑物的危害: 在軟弱土層中開(kāi)挖基坑進(jìn)行井點(diǎn)降水,由于地下水位下降,使降水影響范圍內(nèi)土層中含水量減少,產(chǎn)生固結(jié)和壓縮,土層中的含水浮托力減少而產(chǎn)生壓密,致使地基產(chǎn)生不均勻沉降,從而導(dǎo)致鄰近建筑物產(chǎn)生下沉或開(kāi)裂。 二、解除井點(diǎn)降水對(duì)鄰近建筑物危害的措施: 采用井點(diǎn)回灌技術(shù)或設(shè)置擋墻。 (一)井點(diǎn)回灌技術(shù)原理: 是在井點(diǎn)降水的同時(shí),通過(guò)回灌井點(diǎn)向土層中灌入足夠的水量,使降水井點(diǎn)的影響半徑不超過(guò)回灌點(diǎn)的范圍,這樣,

22、回灌井點(diǎn)就以一道隔水帷幕阻止回灌井點(diǎn)外側(cè)的建筑物下的地下水流失,使地下水位保持不變,建筑物下土層的承載力仍處于原始平衡狀態(tài),從而可有效地防止井點(diǎn)降水對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊憽?(二)井點(diǎn)回灌構(gòu)造: 1、組成:回灌井點(diǎn)系統(tǒng)由水源、流量表、水箱、總管、回灌井點(diǎn)組成,45,工作方式:與井點(diǎn)降水相反 二、井點(diǎn)回灌技術(shù): 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 回灌井點(diǎn)(砂井)宜進(jìn)入穩(wěn)定降水曲線(xiàn)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

23、回灌井點(diǎn)與降水井點(diǎn)應(yīng)協(xié)調(diào)控制,46,第五章 高層建筑基礎(chǔ)施工第一節(jié) 灌注樁施工,一、人工挖孔砼灌注樁: 二、大直徑機(jī)械成孔樁: 三、鉆孔灌注樁: 四、樁端壓漿樁: 五、超流態(tài)砼灌注樁:,47,第二節(jié) 大體積砼基礎(chǔ)施工 大體積砼施工的規(guī)定: 日本建筑學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)定義:結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80CM以上,水化熱引起砼內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差,預(yù)計(jì)超過(guò)25度的砼施工,稱(chēng)為大體積砼。 一、大體積砼基礎(chǔ)的特點(diǎn): 二、大體積砼基礎(chǔ)的施工: (一)模板工程 1、模板計(jì)算(略): 2、模板安裝:,48,(二)鋼筋工程: 1、熟悉技術(shù)資料: 2、鋼筋構(gòu)造配置: 3、鋼筋連接: 4、鋼筋綁扎與安裝;,49,(三)大體

24、積砼澆筑 1、筏型基礎(chǔ)砼澆筑: (1)后澆帶的設(shè)置: (2)砼的澆筑方案: (3)砼振搗: (4)砼的泌水處理和表面處理; (5)砼養(yǎng)護(hù): (6)砼溫度監(jiān)測(cè)工作:,50,2、箱型基礎(chǔ)砼澆筑:(略) 三、大體積砼結(jié)構(gòu)溫度裂縫產(chǎn)生與預(yù)防措施: 1、大體積砼結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生: 2、防治大體積砼結(jié)構(gòu)溫度裂縫的技術(shù)措施: (1)降低水泥水化熱: (2)降低砼入模溫度: (3)加強(qiáng)施工中的溫度控制: (4)改善約束條件: (5)提高砼極限抗拉強(qiáng)度:,51,第三節(jié) 地下結(jié)構(gòu)防水工程,52,53,54,55,56,57,58,五、回灌,回灌措施包括回灌井點(diǎn)、回灌砂井、回灌砂溝等。 回灌井點(diǎn):在降水井點(diǎn)與要保

25、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。,59,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 回灌井點(diǎn)(砂井)宜進(jìn)入穩(wěn)定降水曲線(xiàn)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,60,工程實(shí)例,上海友誼商店工程 上海友誼商店平面

26、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23的褐黃色砂質(zhì)粉土。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(kāi)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34mm,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。,61,2.2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)定的兩類(lèi)方法: 利用彈性、塑性或彈塑性

27、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。,62,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(K1.0邊坡穩(wěn)定,K=1.0極限平衡狀態(tài),K1.0邊坡失穩(wěn)。),O,Ni,Ti,Wi,63,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),利用該圖表可以分析簡(jiǎn)單邊坡的穩(wěn)定。 Ns=Hc/c Hc

28、-邊坡的臨界高度,64,2.3深基坑土方開(kāi)挖,土方開(kāi)挖方案 無(wú)支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑開(kāi)挖:放坡開(kāi)挖 特點(diǎn):面積大,四周空曠 上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定:開(kāi)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(kāi)挖;開(kāi)挖深度不超過(guò)4.0m的基坑,有條件采用放坡開(kāi)挖時(shí),宜設(shè)置多級(jí)平臺(tái)分層開(kāi)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(kāi)挖前采用井點(diǎn)法坑外降水。 護(hù)面措施,65,有支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑開(kāi)挖:垂直開(kāi)挖 盆式開(kāi)挖:先挖除基坑中間部分的土方,后挖除擋墻四周土方的開(kāi)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變形。 缺點(diǎn):挖土及土方外運(yùn)速度較島

29、式開(kāi)挖慢。 多用于較密支撐下的開(kāi)挖。 工程實(shí)例:上海香港廣場(chǎng)基坑開(kāi)挖 圖2-93 島式開(kāi)挖:保留基坑中心土體,先挖除擋墻四周土方的開(kāi)挖方式。 優(yōu)缺點(diǎn) 常用于無(wú)內(nèi)撐圍護(hù)開(kāi)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(kāi)挖 。 挖土機(jī)械及土方外運(yùn),66,土方開(kāi)挖注意事項(xiàng) 基坑開(kāi)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(kāi)挖期跟蹤注漿、施加支撐預(yù)應(yīng)力、協(xié)調(diào)施工進(jìn)度,67,安全技術(shù) 基坑工程安全管理 基坑開(kāi)挖安全技術(shù),68,3 深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu),支護(hù)結(jié)構(gòu)的

30、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) SMW工法施工(組合式) 支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè),69,深層攪拌水泥土樁 水泥土墻式 高壓旋噴樁 鋼板樁 板樁式 鋼筋混凝土板樁 型鋼橫擋板 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 現(xiàn)澆地下連續(xù)墻 板墻式 預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻 SMW工法 組合式 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) 逆作拱墻式,70,3.

31、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,71,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 鋼筋混凝土支撐,72,3.2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,73,破壞形式,74,破壞形式,7

32、5,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=Htg2(45-/2)-2ctg(45-/2) Pp=Htg2(45+/2) +2ctg(45+/2) 水壓力,76,墻后地面荷載引起的附加荷載均布荷載q:e2=q tg2(45-/2)距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有均布荷載: h1=l1Htg2(45+/2) e2=q tg2(45-/2)距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有集中荷載,77,2.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(xiàn)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:電算,78,1.懸

33、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,79,2.單錨(支撐)板樁 單錨淺埋板樁: ea=(H+t)Ka ep=tKp MA=0: X=0: Mmax,H,t,ep-ea,ea,(Kp-Ka),Ra,A,Ep,Ea,80,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

34、,即稱(chēng)ac梁為ab梁上ac段的等值梁。,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,板樁彎矩圖,等值梁,81,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=Ktg(45+/2) 板樁墻后:Kp=K*Kp=Ktg(45+/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: Kpy=Ka(H+y)=Pb+Ka y=Pb/(Kp

35、-Ka) 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/(Kp-Ka) P0 x= (Kp-Ka)x2/6 實(shí)際入土深度t=K2*t0 K2(1.11.2),82,3.多錨(支撐)板樁:太沙基皮克實(shí)測(cè)側(cè)壓力基 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,83,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)

36、有支點(diǎn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的彎矩Mc和剪力Vc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,84,3.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(kāi)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、的坑底隆起驗(yàn)算法 Caguot驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性公式,85,管涌驗(yàn)算 j管涌 Kj K=1.52.0 抗管涌安全系數(shù) j =iw=h/(h+2t)w 不發(fā)生管涌的條件: Kh/(h+2t)w t (Kh w

37、- h)/2 4.基坑周?chē)馏w變形計(jì)算,j,t/2,h,t,86,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),Kh1.2;基坑邊長(zhǎng)20m時(shí), Kh1.0。 W-墻體自重(kn/m) -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),Kq1.2;基坑邊長(zhǎng)20m時(shí), Kq1.0。 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,87,3.墻身應(yīng)力驗(yàn)算 W1-驗(yàn)算截面以上部分的墻重(N) qu、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=

38、ci(1-ac)+ccoi*ac Cai-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,R,A1,B1,Oi,88,3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)施工,深層攪拌水泥土樁擋墻施工 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?chē)姖{和葉片噴

39、漿 配套機(jī)械:灰漿攪拌機(jī)、集料斗、灰漿泵。,89,施工工藝 1.定位 2.預(yù)攪下沉 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=5004000kn/m2, =2030,E50=(120-150)qu 2水泥摻入比aw與qu,水灰比0.450.50,減水劑,90,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,91,鋼板樁施工 1.常用鋼板樁的種類(lèi) 2.鋼板樁打設(shè)前的準(zhǔn)備工作 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

40、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,92,5.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。 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為樁基加箱形基礎(chǔ),主樓用500*500*44100(26m+18.1m)的長(zhǎng)樁,裙房分別400*400*17500和400*400*13500的短樁,觀光電梯井用609、=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。

41、 該工程周?chē)薪煌ǜ傻篮透邔咏ㄖ?場(chǎng)地狹小,挖深大,所以無(wú)法放坡開(kāi)挖.因此,決定外圍用封閉式鋼板樁加以支護(hù)。靠近已有高層建筑的一面,為防止回灌井點(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225,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。,93,鉆孔灌注樁施工 1.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),94,SMW工法施工:勁性水泥土攪拌樁法 1 .SMW工法的特點(diǎn)和適用條件 特點(diǎn):止水防滲

42、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),95,3.4支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測(cè),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 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)斜儀 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理和報(bào)警標(biāo)準(zhǔn),96,4.地下連續(xù)墻與逆作法施工,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 逆作法施工技術(shù),97,4.1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(kāi)挖土方之前,用特制的挖槽機(jī)械在泥漿(又稱(chēng)觸變泥漿、安定液、

43、穩(wěn)定液等)護(hù)壁的情況下每次開(kāi)挖一定長(zhǎng)度(一個(gè)單元槽段)的溝槽,待開(kāi)挖至設(shè)計(jì)深度并清除沉淀下來(lái)的泥渣后,將在地面上加工好的鋼筋骨架(一般稱(chēng)為鋼筋籠)用起重機(jī)械吊放入充滿(mǎn)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(kāi)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。,98,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。 可在各種復(fù)雜條件下施工。 防滲性能好 可用于“逆筑法”施工,99,缺點(diǎn):

44、 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(kāi)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“逆作法”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”。,100,4.2 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)算 沉降計(jì)算 構(gòu)造處理,101,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1

45、80210mm 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)埋連接鋼板法預(yù)埋鋼筋 錐螺紋接頭法,102,4.3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,103,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?chē)挠绊?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,104,地下連續(xù)墻的施工工藝過(guò)程 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) 作為重物的支承

46、 2.導(dǎo)墻的形式 3.導(dǎo)墻施工,105,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,106,3.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,107,4.泥漿的制備 泥漿配合比 泥漿制備,108,5.泥漿處理 土碴的分離處理(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),109,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

47、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,110,2.挖槽機(jī)械選則 挖斗式 回轉(zhuǎn)式 沖擊式 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 施工方面,111,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,112,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,113,4.4“逆作法”施工技術(shù),“逆筑

48、法”的工藝原理及特點(diǎn) 工藝原理:先沿建筑為周?chē)┕さ叵逻B續(xù)墻,在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線(xiàn)施工少量中間支承柱,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。,114,“逆作法”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 “逆作法”施工期間的結(jié)構(gòu)沉降控制 “逆作法”施工的地下通風(fēng)、用電和照明措施,115,5.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,116,5.1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:

49、Japan: 新觀點(diǎn): 溫差控制 施工:,117,5.2混凝土裂縫,裂縫的種類(lèi)及產(chǎn)生原因 1.裂縫的種類(lèi) 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,118,2.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 混凝土的體積變形 控制裂縫開(kāi)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,119,5.3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

50、,是混凝土澆筑溫度與水泥水化熱之和和。 混凝土的絕熱最高溫升計(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)測(cè)升降溫曲線(xiàn),120,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(kāi)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 外約束力是主要的。

51、,121,2.溫度應(yīng)力的計(jì)算 H/L0.20、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/L0.20、二維約束的結(jié)構(gòu)最大溫度應(yīng)力計(jì)算:,122,(1) Cx阻力系數(shù),軟粘土為0.010.03N/mm2 砂質(zhì)粘土為0.030.06N/mm2 堅(jiān)硬粘土為0.060.10N/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):,123,(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(jiàn)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(jiàn)表3-3。 (3)一定齡

52、期的混凝土彈性模量E(t) (4)結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差T 混凝土各齡期收縮當(dāng)量溫差Ty(t):Ty(t)=y(t) /(3-17) 混凝土各齡期水泥水化熱降溫溫差Tm : 查表3-8 3-9 P151 Tm= T2+(T1-T2)/2(3-9) T1:計(jì)算法(3-11) 圖表法(表3-6) T2:(3-16),124,3.最大整澆長(zhǎng)度(伸縮縫間距)的計(jì)算 由(3-4)推出:,125,4.其他各種情況下溫度應(yīng)力和整澆長(zhǎng)度的計(jì)算 (1)H/L0.20的結(jié)構(gòu):邊緣干擾范圍定為0.40L 圖3-5 查表3-11:m 按照等效原理:用“計(jì)算墻體”的計(jì)算高度H代替H,126,(2)其他斷面結(jié)構(gòu) 箱形斷面結(jié)構(gòu): 單

53、孔: 雙孔: 箱形斷面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)底板先期澆筑,側(cè)墻和頂板后期澆筑: 單孔: 雙孔: 箱形斷面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和側(cè)墻已澆筑,后期澆筑頂板:,127,5.4防止混凝土溫度裂縫的技術(shù)措施,水泥品種選擇和用量控制 選用中熱或低熱的水泥品種 充分利用混凝土的后期強(qiáng)度 摻加外加料 摻加外摻劑 摻加外摻料 骨料的選擇 粗骨料的選擇 細(xì)骨料的選擇 骨料質(zhì)量的要求 控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度 混凝土出機(jī)溫度計(jì)算: 控制混凝土澆筑溫度,128,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),延緩混凝土降溫速率 保濕、保溫養(yǎng)護(hù)的作用: 適當(dāng)材料覆蓋: 蓄水養(yǎng)護(hù): 熱阻系數(shù) 蓄水深度: 提高混凝土的極限拉伸值:混凝土二次振搗 混凝土二次振搗的恰當(dāng)時(shí)間(振動(dòng)界

54、限) 自身重力 國(guó)外:測(cè)定貫入阻力值 改進(jìn)混凝土的攪拌工藝:二次投料的凈漿裹石攪拌新工藝,129,改善邊界約束和構(gòu)造設(shè)計(jì) 合理分段澆筑 合理配筋 設(shè)置滑動(dòng)層 設(shè)置應(yīng)力緩和溝 設(shè)置緩沖層 避免應(yīng)力集中 加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)工作,130,5.5大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工,鋼筋工程:數(shù)量多,直徑大,分布密,上下 鋼筋高差大 卡尺限位綁扎 設(shè)立支架支撐上層鋼筋 模板工程: 泵送混凝土對(duì)模板側(cè)板壓力計(jì)算 按我國(guó)現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范計(jì)算: 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范取兩式中的較小者 借鑒外國(guó)經(jīng)驗(yàn):表3-18,131,側(cè)模及支撐 墊層澆筑后其面層不可能在同一水平面上:小方木 模板的最后校正:三道拉桿 確保模板的整體剛度:三道統(tǒng)

55、長(zhǎng)橫向圍檁 確保模板的安全和穩(wěn)定:模板外側(cè)另加三道支撐 混凝土工程 施工平面布置 混凝土泵車(chē)的布置 防止泵送堵塞的措施 大體積混凝土的澆筑 混凝土澆筑方法 混凝土振搗 (圖3-16) 混凝土的泌水處理和表面處理 泌水處理 (圖3-17) 表面處理,132,高層建筑結(jié)構(gòu)施工,高層建筑腳手架工程 高層建筑施工用起重運(yùn)輸機(jī)械 高層現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)模板工程 高層建筑混凝土工程施工 鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工,133,6.高層建筑腳手架工程,懸挑式腳手架 構(gòu)造 計(jì)算 實(shí)例 附著升降式腳手架 形式和工作原理 構(gòu)造、安裝和使用 計(jì)算 懸吊式腳手架,134,6.1懸挑式腳手架,構(gòu)造:斜拉式和下?lián)问?三角式挑架: 挑梁

56、鋼底梁 小橫梁 壓板 定位銷(xiāo),135,懸挑式腳手架的計(jì)算: 鋼底梁的計(jì)算:簡(jiǎn)支梁 抗彎強(qiáng)度計(jì)算 抗剪強(qiáng)度計(jì)算 局部承壓計(jì)算 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 撓度計(jì)算 實(shí)例,136,三角挑架的計(jì)算 內(nèi)力計(jì)算: 驗(yàn)算挑梁拉彎強(qiáng)度:4-9 鋼挑梁埋入驗(yàn)算:4-10 鋼挑梁嵌固端混凝土局部承壓驗(yàn)算:4-11 斜桿驗(yàn)算 強(qiáng)度:4-12 穩(wěn)定性:4-13 斜桿焊縫驗(yàn)算:4-14,F,F,Nx,Ny,N,a,b,l,P,137,6.2附著升降式腳手架,形式和工作原理 套管式 整體提升式 互升降式 構(gòu)造、安裝和使用 構(gòu)造要求: 架體結(jié)構(gòu):足夠強(qiáng)度和剛度,構(gòu)造合理 附著支承結(jié)構(gòu):安全可靠、適應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),防傾要求 升降動(dòng)力裝

57、置:可靠 控制系統(tǒng):保證同步升降 防墜安全裝置:可靠 安裝和使用的有關(guān)要求,138,計(jì)算 架體結(jié)構(gòu)和附著支承結(jié)構(gòu)按“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”計(jì)算:0SR 吊具、索具按機(jī)械設(shè)計(jì)的“容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法”計(jì)算:K 荷載: 恒載標(biāo)準(zhǔn)值 施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:Wk=KzszW0 按“概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法”設(shè)計(jì): 吊具、索具荷載計(jì)算:,139,材料及材料強(qiáng)度 鋼材:Q235A 扣件: 焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 螺栓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值: 吊具、索具材料容許應(yīng)力取值: 結(jié)構(gòu)計(jì)算規(guī)定: 三種工況:使用、升降與墜落 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值與容許應(yīng)力值: 考慮材料強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)m 升降機(jī)構(gòu)中吊具、索具的安全系數(shù)應(yīng)達(dá)到6.0,140,7.高層建筑施工用起重運(yùn)輸機(jī)械,

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