《城市地下空间建设新技术》第2章城市超深基坑地下课件.ppt

城市地下空间建设新技术,2014年11月19-22日 合肥,全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材,1,t课件,2014年11月,全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材,第二章城市超深基坑地下工程设计与施工技术,2,t课件,2.1 概述2.2技术介绍2.3工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程2.4 总结,提 纲,3,t课件,为了满足城市功能的需要，在今后数十年内我国将处于城市地下工程建设的高潮，城市地下空间的利用也必将由现在的浅层空间向中浅层空间（地面以下30m）发展。我国在深度较大的城市地下空间开发涉及到的地下工程建设的复杂理论和关键技术还缺乏深入、系统的研究。,2.1 概述,4,t课件,城市地下工程是一个复杂的系统工程,地下工程理论在软弱地层和极复杂环境下的应用,施工工艺以及施工组织是否合理对支护体系是否成功具有重要作用,地质环境的复杂性和不确定性、地面及地下建（构）筑物密布,。,涉及多个学科的交叉,2.1 概述,工程地质岩土力学工程结构等,5,t课件,地下工程的设计理论和施工关键技术研究现状,设计理论方面相互作用下土压力理论问题；开挖对环境影响的预测方法；基坑降水理论；,两墙合一逆做法施工过程中产生的不均匀沉降对结构体系的影响；工程构件连接精度控制难度较大；层板混凝土的表观质量控制难度较大等等。,基坑时空效应与变形控制软土地区由于开挖和降水使得空间受力状态发生改变,科学地制定考虑时空效应的开挖和支撑的施工设计方案,2.1 概述,6,t课件,2.1 概述,本章针对天津站交通枢纽工程后广场工程，结合该工程课题研究组的研究成果，介绍一些城市超深基坑地下工程设计与施工关键技术。,7,t课件,主要存在以下问题,（1）基于一维压缩试验以及常规三轴试验基础建立的计算参数属于简单情况下的加荷问题深基础、地下隧道、深基坑均涉及土的开挖卸荷问题采用加荷条件且不考虑应力路径的土体参数进行深基坑的分析设计不严格。,（2）超深基坑开挖工程卸荷幅度很大，土体处于严重超固结状态基坑施工时降水与开挖交替进行，有效应力的增减导致土体加荷与卸荷的反复沿用加荷状态下的土的强度指标有可能导致设计安全度不足。,2.2 技术介绍,2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题,8,t课件,考虑加、卸荷条件的土体特性,单调卸荷条件,卸荷应力路径,UU表示竖向卸荷，水平向卸荷；等号右边的数字表示竖向加、卸荷应力与水平向加、卸荷应力的比值。UU=0和UU=分别代表了主动区和被动区两种极端情况下的应力路径。,2.2 技术介绍,2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题,9,t课件,考虑加、卸荷条件的土体特性,考虑开挖、降水交替施工过程,考虑开挖降水作用比仅考虑开挖时土体总的回弹值小。降水后土体的强度显著提高，相同应力水平下，土体呈现较小的应变和变形量。降水对土的压密作用使得土体强度峰值高于仅考虑开挖作用土体的强度峰值。 经历降水开挖路径与仅经历开挖路径的土体相比明显呈现超固结土的性质。,2.2 技术介绍,2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题,10,t课件,考虑土体应力路径下的强度指标选取,采用不同的试验方法，可得出截然不同的土体抗剪强度参数。,建筑地基基础设计规范规定：对于饱和黏性土应采用在土的有效自重应力下预固结的三轴不固结不排水试验确定抗剪强度指标。,岩土工程勘察规范中则没有明确采用何种参数，但规定土的抗剪强度试验方法应与基坑工程设计要求一致，符合设计采用的标准。,建设部行业标准建筑基坑支护技术规程采用三轴固结不排水试验强度指标，且当地有可靠经验时允许采用直剪试验强度指标。,冶金部行业标准中规定，采用水土分算时应选取有效应力强度指标，也可采用三轴固结不排水试验强度指标；采用水土合算时应选取三轴固结不排水试验强度指标，并应乘以0.7的折减系数。,上海市工程建设标准地基基础设计规范规定：当采用水土分算时，取三轴固结不排水试验或直剪固快试验的峰值；当采用水土合算时，取直剪固快试验的峰值。,2.2 技术介绍,2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题,11,t课件,考虑土体应力路径下的强度指标选取,基坑工程设计时，土的抗剪强度的试验方法不宜采用直剪试验。在计算主动区土压力时采用固结不排水试验强度指标是比较合理的。被动区土体的强度指标一般也采用固结不排水剪强度指标。对于砂土和碎石土，计算支挡结构物上的主、被动土压力时应当使用土的有效应力强度指标。对于饱和黏性土，在计算和分析中一般使用总应力强度指标，如固结不排水(CU)和不固结不排水(UU)试验的强度指标等。,2.2 技术介绍,2.2.1超深基坑开挖中的土力学问题,12,t课件,基坑降水工程需要达到目的,1）疏干基坑内储水，创造干式开挖作业条件；,2）降低坑底承压含水层水头，防止突涌发生，避免渗流破坏；,3）控制降水引起的地面沉降，避免较大差异沉降；,4）控制降水对坑内梁、柱等围护、支护结构体的影响。,2.2 技术介绍,2.2.2超深基坑降水设计与施工技术,需要制定科学合理的基坑降水方案,13,t课件,2.2 技术介绍,2.2.2超深基坑降水设计与施工技术,科学合理的基坑降水方案,疏干井设计,减压井设计,地面沉降计算,所需资料,基本水文地质资料：含水层厚度H ；含水层的渗透系数 K；影响半径R；含水层的补给条件；地下水流动方向；水力梯度；等等,基坑工程平面位置以及周边环境资料,14,t课件,2.2 技术介绍,2.2.2超深基坑降水设计与施工技术,基坑工程施工环境越来越复杂,基坑深度越来越大,环境保护要求越来越高,深基坑降水工程中含水层之间的水力联系是一个非常重要的因素。,水力联系较小，潜水层疏干对承压含水层几乎没有降压效果，需要对承压含水层设置减压井降水，增加工程造价。,水力联系较大，当潜水层疏干后承压含水层水位已经满足抗突涌稳定验算要求，不需要对承压含水层进行减压措施，不需要设置止水帷幕。,15,t课件,2.2 技术介绍,2.2.2超深基坑降水设计与施工技术,井流降水按照“分层降水、按需降水、动态调整”的原则。 回灌井对地面沉降有很好的控制效果。 可先设置最上层水平支撑，然后开始进行坑内降水；宜采用分层、分段降水与分层、分段挖土的施工方法以减小降水引起的变形。,16,t课件,2.2 技术介绍,2.2.2超深基坑降水设计与施工技术,进行超深基坑承压含水层的降压设计应考虑疏干对承压含水层水头的影响的有利作用。分析降压对环境的影响（地面沉降）时，必须考虑疏干井疏干降水运行对承压含水层的水头有显著降低作用带来的地面沉降。工程施工中可根据场地地下水分布特点、基坑开挖深度及承压水控制要求，制定承压水的控制策略。可采用基坑分块开挖至设计坑底标高、分块打设基础的方案，减少基坑开挖到底后的突涌风险。,17,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙是一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。在泥浆护壁的情况下，开挖一条狭长的深槽，在槽内放置钢筋笼，并浇灌水下混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙段。将若干墙段连接成整体形成一条连续的地下墙体。,地下连续墙可供截水防渗或挡土承重之用。由于地下连续墙的造价较高，因此，选用需经过技术经济比较后才可决定采用。,18,t课件,2.2 技术介绍,以下几种情况宜采用地下连续墙：,1）处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管线，对周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。,2）既作为土方开挖时的临时基坑围护结构，又可作为主体结构的一部分的地下工程。,3）采用逆作法施工，地下连续墙同时为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋基础的工程。,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,19,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：,1.导墙施工导墙是地下连续墙挖槽前沿两侧构筑的临时构筑物。可控制地下连续墙施工精度，具有挡土作用和维持稳定液面的作用，同时还可以作为重物支承台。导墙的施工顺序：测量定位挖槽绑扎钢筋支模板及对撑浇筑混凝土拆模加横撑墙两侧回填土夯实。,20,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：,2.泥浆除了护壁之外，泥浆还有携带泥渣、冷却和润滑挖槽机械等作用。泥浆必须有适当的比重，良好的流动性和形成泥皮的性质。施工过程中应对泥浆的技术性能进行检查。泥浆经适当处理后可重复使用或废弃。,21,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：,3.成槽成槽是地下连续墙施工中决定墙体施工进度和质量的关键工序。挖槽时要加强观测，重点应注意控制挖槽的垂直度、倾斜度和深度，要采取措施防止槽壁塌方。成槽时，应采用合理的挖槽速度，挖槽时要求连续作业。挖掘过程中保持泥浆液面不低于导墙顶面规定的高度。,22,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：,4.钢筋笼加工与吊放钢筋笼的长度应根据单元段的长度、墙段的接头型式和起重设备能力等因素确定。制作钢筋笼时，要预先确定浇筑混凝土用的导管的位置，除考虑设计结构要求外，尚应考虑吊装的受力要求。吊装钢筋笼前，应对挖槽质量和钢筋笼质量进行全面检查，符合质量标准后才可吊钢筋笼入槽。,23,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：,5. 水下混凝土灌注混凝土浇注是地下连续墙施工中的重要质量控制点。地下连续墙的混凝土浇注应符合一般水下混凝土浇注要求。施工中，混凝土配合比的设计应比其结构设计强度等级提高一级。混凝土浇注高度一般宜高出墙顶设计标高0.5-0.8m，保证凿除废浆层后，墙顶标高应符合设计要求。,24,t课件,2.2 技术介绍,2.2.3超深基坑工程地下连续墙施工技术,地下连续墙施工：,6. 地连墙后压浆工艺施工地连墙后压浆法施工，可减小地连墙的沉降从而保证墙的承载力。后压浆法将压浆管与钢筋笼焊接插入墙槽底，混凝土浇注后一定时间内将水泥浆注入压浆管，水泥浆液与墙底沉渣及加固土体发生化学反应后固化，在墙底部形成水泥结石，墙底端受力面积增大起到扩底效应，增加墙底端阻力。,25,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.1 工程简介,天津交通枢纽工程是集普通铁路、京津城际高速铁路、城市轨道交通、公交和周边市政道路于一体的特大型综合项目。以天津站前后广场为核心，集中在东至李公楼立交桥，西至五经路，南至海河，北至新开路区域范围内，总占地面积为94.46万平方米。,天津站交通枢纽工程平面位置图,天津站交通枢纽工程轨道换乘中心剖面图,26,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.1 工程简介,天津站交通枢纽工程轨道换乘中心各层平面图,地下一层,地下二层,地下三层,地下四层,27,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.1 工程简介,天津站交通枢纽工程标段长264m，宽73105m，占地面积23500m2，建筑面积70000m2，为地下3层结构，结构总高度为20.84m。工程竖向支撑结构采用207根钻孔灌注桩和207根钢管混凝土柱，为单桩单柱体系。基坑四周是采用结构和围护二合一的钢筋混凝土地下连续墙结构体系，工程采用盖挖逆作法工艺施工，基坑开挖深度25m，共需挖土超过60万立方米，是国内罕见的大型地下工程。针对车站抗浮问题，本工程采取主体结构下设抗拔桩措施。,28,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.2 岩土工程条件,场地地处燕山山地向滨海平原过渡地带，从10万年前至今的期间内，曾有三次海进和海退，最后一次海退距今约5000年左右，历次海进海退形成海、陆相层往往交互出现的地质特征。天津市第四系地层分布广，厚度大，市区及郊区大部分面积为全新世地层。场地岩性主要为淤泥质土、黏性土、粉土、粉砂及细砂。,29,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.3 水文地质概况,勘察结果显示，在约100m勘察深度范围内主要有一个潜水层与四个承压含水层组成。第一含水层组（潜水），地下埋藏较浅，地下水位埋深1.9001.968m（标高为0.7040.824m），含水层岩性为砂质粉土、黏质粉土2、砂质粉土、黏质粉土2层，含水层平均厚度7.00m，层底标高为-12.43-9.09m，其下伏地层粉质黏土1层为相对隔水层。第二含水层组（微承压水）地下水埋深2.792.839m（标高为-0.122-0.118m），含水层岩性为4粉砂层，含水层平均厚度5.00m，层底标高为-29.68-26.70m，下伏地层粉质黏土3、1层为相对隔水层。第三含水层组（微承压水），地下水埋深3.0733.38m（标高为-0.710-0.433m），含水层岩性为21砂质粉土、黏质粉土层，含水层平均厚度2.00m，层底标高为-46.65-44.39m，下伏地层粉质黏土1、111层为隔水层。第四含水层组（微承压水），地下水埋深12.24512.355m（标高为-9.622-9.50m），含水层岩性为114粉砂层，含水层平均厚度4.00m，层底标高为-67.11 -66.05m，主要接受侧向径流补给及越流补给，排泄以相对含水层中的径流形式为主，同时以渗透方式补给深层地下水。,30,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.4 施工中面临的主要岩土工程问题,本工程属于软土地区超深、超大、多跨大面积盖挖逆作基坑工程，在国内尚无可供借鉴的经验，在施工中将面临多项技术难题。,31,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.4 施工中面临的主要岩土工程问题,天津站交通枢纽工程具有工程规模巨大、环境条件复杂、施工要求较高等特点。场区内浅部粉土或砂土层中的地下水具有微承压性，深部影响范围内存在承压水头较高的承压含水层。容易出现因流砂、管涌、坑底失稳、坑壁坍塌等而引起重大工程事故。降压方式的选取；弱透水层各水文地质参数及参数对沉降的影响关系分析；超深开挖降水和深层承压水降压对围护结构的影响及控制措施；,难题一,超深大面积复杂地下工程基坑深层地下承压水引发的工程问题,32,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.4 施工中面临的主要岩土工程问题,首次超深、超厚地下连续墙成槽开挖在天津这样复杂的软土地层中施工。保证槽壁稳定，制备适合地质特性的泥浆和采用可靠的技术参数；选择适用的挖槽机械；钢筋笼制作、起吊设备选择、起吊专项技术方案确定以及如何使幅段接头处既能满足变形和抗渗要求又能满足施工工艺的需要。,难题二,工程的难点和亟待解决的问题,33,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3.4 施工中面临的主要岩土工程问题,超深超大的灌注桩直径2.2m、孔深87m，在天津地区尚无施工实例。灌注桩施工遇到了极大的技术挑战：如何保证灌注桩的平面定位和垂直度控制；如何根据地质情况控制钻机钻进速度；如何进行超深孔的清渣、清孔；如何对护壁泥浆的制备及技术参数进行调整。,难题三,成桩质量控制的关键,34,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.1 抽水试验分析及参数反演,类似天津站交通枢纽这样的软土地区超大型深基坑工程的地下水系统研究尚属空白。 为满足施工作业要求、保证抗突涌稳定安全、避免渗流破坏、减少对结构影响和保护环境，进行了现场抽水试验。,抽水试验流程图,35,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.1 抽水试验分析及参数反演,（a）泥浆池开挖（b）仪器安装孔施工（c）桥式滤水管（d）包裹滤网（e）井管,（f）井管焊接（g）孔隙水压力计安装（h）分层沉降的安装导管和磁力环（i）空压机洗井（j）化学洗井,抽水试验现场图片资料,a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,36,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,利用现场抽水试验初步得到相应含水层的水文地质参数值，将该值作为反演分析的初始值开始迭代循环，最终得到天津站地下潜水层和三组承压含水层的水文地质参数值，包括渗透系数K、弹性释水系数Ss或给水度Sy。汇总结果如表所示。该值不仅应用于天津站交通枢纽工程，同时也可供将来天津市类似工程参考。,2.3.5.1 抽水试验分析及参数反演,37,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.2天津站交通枢纽工程后广场标段的降水分析及应用,天津站交通枢纽工程后广场标段基坑地下连续墙围护结构墙底标高分三段：-40.5m（绿色）、-45.5m（品红色）、-49.9m（红色）。墙底标高达-40.5m和-45.5m处未完全截断第二承压含水层，坑内减压井抽水时会有坑外水流补给。计算区域设为900m700m，中心300m100m基坑开挖区域加密平面视图及井位布置如图：,数值模型平面视图及潜水层井位布置,第二承压含水层减压井井位布置,第三承压含水层减压井加10眼应急备用井井位布置,38,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.2天津站交通枢纽工程后广场标段的降水分析及应用,根据抽水试验结果提供的初值，应用数值计算方法反演优化后，模型中水文地质参数设定值如表所示：,数值模型各层水文地质参数,39,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.2天津站交通枢纽工程后广场标段的降水分析及应用,根据承压水的水位状态，静止水位在地下13.0m左右，工程施工到第二道底板之前不需要降承压水。第三道底板开挖挖土施工时，基坑开挖深度达25.80m左右，要求水位控制在地下14.80m左右。以坑内J2、J3、J9、J10、J15、J16、J18抽水，预测基坑内承压水水位埋深14.8m以下，满足基坑安全。,疏干井井位布置图,减压井井位布置图,40,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.2天津站交通枢纽工程后广场标段的降水分析及应用,减压井运行方案,41,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.3 超深基坑施工环境与结构稳定基准建议,1.地表沉降控制基准的确定,本示范工程周边大楼一般为钢筋混凝土结构，为保证建筑物不出现裂缝，其容许倾斜取为=0.2% 。根据该工程地表沉降监测数据分析计算得Smax =31.244.1mm。 根据管线在地层沉降时产生的变形应小于（或等于）其允许应力的相应变形范围，并按管线走向垂直于地下工程纵向考虑，计算，Smax= 31.935.7 mm。 与上海、深圳两地较近似，同类情况（一级）的工程在上海的沉降控制标准为30mm，因此，天津可以参照取地表沉降控制基准值为30mm。 根据上述三种情况，对天津超深基坑施工的地表沉降控制基准值建议是3035mm。,42,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.3 超深基坑施工环境与结构稳定基准建议,2.围护结构变形控制基准值的确定,参照上海与深圳两地标准及计算方法，天津站深基坑的围护结构变形控制基准值可以考虑为6075mm。 参照数值计算结果提出控制的变形量为基坑开挖深度的0.4%。取安全系数为1.5，则根据数值分析提出的围护结构的变形控制基准为0.0027H。 通过上述两种情况的确定，提出的围护结构变形控制基准值为6075mm,43,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.3 超深基坑施工环境与结构稳定基准建议,3.支撑内力与土压力控制基准值的确定,参照现行相关规范和规程，采用工程类比法，提出天津站基坑工程控制基准如下：（1）天津超深基坑施工过程中的地表沉降控制基准值建议为3035mm;（2）天津超深基坑施工过程中的围护结构变形控制基准值建议为6075mm;（3）天津超深基坑施工过程中的支撑内力控制基准值建议为8000kN;（4）天津超深基坑施工中的土压力控制基准值建议为0.6 f0.7 f（f为荷载设计值）。,44,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,本示范工程采用盖挖逆作法施工，工程中难点在于地下连续墙深度厚度大，“”字钢板接头施工复杂以及钢筋笼重量大。 施工中采用高分子无固相泥浆来维护槽壁稳定，利用具有纠偏装置的真砂液压抓斗，配备具有丰富施工经验的操作手来施工。,真砂液压抓斗机具设备,45,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,1.导墙施工,在地下连续墙导墙施工时，将各类已切改完毕且已报废的管线全部封堵，对于管径小于400mm的雨水、污水管直接用混凝土封堵；管径大于400mm的雨水、污水管先管内砌砖再挂钢筋网，用混凝土封堵。 导墙采用现浇钢筋混凝土结构。由于施工沿线地表土质较杂并有路面及临近建筑物，所以为保证导墙稳定以及有足够的承载力，并能抵抗泥浆面起落的冲刷，截面形状采用“”型。,管线的封堵图,46,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,1.导墙施工,导墙的施工技术标准,导墙为钢筋混凝土结构，混凝土强度C15，钢筋保护层35mm;,导墙与地连墙纵轴线距离允许偏差为10mm;,相对应导墙两侧高程基本相等;,内、外导墙间距允许偏差5mm;,导墙内壁垂直度1/500，内部不平整度应小于3mm;,导墙拆摸后在内、外导墙之间及时架设支撑和回填土，以防止导墙发生位移现象。,47,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,1.导墙施工,为保证混凝土浇注质量，施工中采用高分子无固相泥浆，该泥浆具有利于钻渣快速沉淀，不污染环境的优点。要求达到的泥浆性能指标及其测定方法如表,48,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,2.成槽施工,地下连续墙成槽施工中抓槽顺序：先抓两侧的一期槽段，再施工中间的二期槽段。每一槽段都采用三抓成槽的方法，三抓的先后顺序按图中的数字编号顺序。 采用日本KODEN公司的DM-684型超声波测井仪在槽段内左右位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最大凸出量或凹进量（以导墙面为扫描基准面）与槽段深度之比即为壁面垂直度。,49,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,3.钢筋笼吊装,吊点与吊车布置图,钢筋笼吊装,50,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,4.灌注混凝土,混凝土浇注是地下连续墙施工中的重要质量控制点。（1）对混凝土的技术要求：粗骨料（碎石）最大粒径不得大于25mm，坍落度1822cm，扩散度为34cm40cm，采用普通硅酸盐水泥。（2）吊装钢筋笼后立即灌注混凝土，导管下口与槽底距离一般不大于35cm。混凝土面上升速度不小于2m/h，直到灌注到墙顶设计标高以上50cm左右。（3）设专人经常测定混凝土面高度，并记录混凝土灌注量。（4）混凝土必须连续灌注，不得中断。（5）地下连续墙顶部浮浆层控制采取以下四个方面的措施： 1）根据实际槽深计算混凝土方量； 2）用测绳量测混凝土面深度； 3）到上部时，可用钢筋标出尺寸，向下探测混凝土面层； 4）施工时及时抽泥浆，以防止泥浆外流。,51,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,4.灌注混凝土,（6）导管布置方法（7）导管拆除时绘制混凝土浇注图进行指导。（8）清槽方法及混凝土灌注注意事项 成槽后沉淀30min，然后用抓斗直接捞渣清淤。 混凝土灌注关键在于首浇灌，要保证100%成功率。,52,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,5.地下连续墙接头施工,接头钢板加工：接头钢板加工在钢构件厂内完成，钢板下料切割采用轨道式火焰切割机，字接头钢板的连接采用机械半自动焊接。接头钢板与钢筋笼的连接：主筋铺筋完成后，将钢板在钢筋加工平台上定位，然后将接头钢板与箍筋及连接钢筋焊接。接头钢板安装：将焊接在一起的钢筋笼和接头钢板同时下入槽孔。在接头钢板安装完成后，在十字接头钢板两侧安装钢制接头箱，顶住接头钢板外侧。混凝土浇注完成并具有一定强度后利用400t液压千斤顶将接头箱拔出。刷接头。素混凝土地下连续墙的深度为53m，不宜采用接头管进行施工，所以拟采用少量配筋的预制钢筋混凝土接头。预制接头不能重复使用。,53,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,6.地下连续墙质量标准,导墙质量标准表,泥浆质量标准表,54,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,6.地下连续墙质量标准,成槽允许偏差表,55,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,6.地下连续墙质量标准,槽段开挖后的质量标准表,钢筋笼制作允许偏差表,56,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.4 超深、超厚地下连续墙施工技术应用,6.地下连续墙质量标准,地下连续墙各部位允许偏差表,57,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.5 永久钢管柱施工技术应用,永久钢管柱安装的两点定位是本工程施工的重点和难点。根据设计图纸要求，钢管柱与中间桩连接时，混凝土浇筑至桩顶标高后继续超灌1.5m混凝土。设计要求钢管柱长度为23.94-29.14m，使用钢护筒作为井下施工的围护结构。中间支撑柱钢管定位方法见图,中间支撑柱钢管定位方法,58,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.5 永久钢管柱施工技术应用,2.护筒壁厚的确定,护筒长度：地面以上部分700mm ，地面至钢管柱顶3000mm，钢管柱全高22640mm ，钢管柱锚深2500mm，定位器锚固150mm，护筒埋入灌注桩2500mm，全长31490mm。护筒直径：A型桩孔2200mm，护筒上节直径1940mm，l=24000mm，护筒下节直径2140mm，l=7500mm ；B型桩孔2000mm，护筒直径1940mm，上节l=24500mm，下节l=7000mm。考虑到护筒为临时性设施，选定壁厚为10mm，内设22*40*1920环形肋板支撑，并进行了刚度及稳定性计算。施工中将31.5m长的等截面护筒分为两节，上节24.5m，下节7m。需要在钢筋笼入孔后，使用80吨吊车将上节24.5m长的护筒吊装至下节护筒上，在保证同心圆形的条件下，在孔口进行二次护筒焊接，当连接为一体后，再吊装至设计标高。,1.护筒的长度与直径的确定,3.护筒的分节与连接,59,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.5 永久钢管柱施工技术应用,5.钢管柱安装的质量控制,由于护筒上节上端对称，焊接加劲板做吊点两个，上节15m处掏孔焊接对称吊点两个。护筒下节焊接口处焊接加劲板做吊点两个。依照现场半永久性水准点，将桩柱标高控制点倒测到护筒上口的内壁上，并做出明显标识。按照护筒内壁水准标高倒测到孔底护筒内壁上，作为定位器安装控制标高基准点使用。依地面放线定位的控制桩，在孔口处做十字线，确定桩柱中心点。按照此中心点用线锤垂至孔底定位，将此点用两条线分别引测到护筒壁上做临时校准用。按工程工序要求随时将孔口的原始中心点投测到工作面上。,4.吊点的设计,60,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.5 永久钢管柱施工技术应用,7.定位器安装,钢管柱加工完毕出厂应检收中间立柱加工质量，验收内容包括中间立柱的材质，物理力学性能指标，构件长度，垂直度，弯曲矢高等项目。钢管柱的装卸及运输过程中，要采取支顶、加固、捆绑等有效措施防止钢管变形、滚动。工地内设堆场放置钢管柱。,6.钢管柱加工及进场验收,影响中间钢管柱施工质量的因素大致有四个方面:一是钢管柱的钻孔灌注桩桩基质量；二是钢管柱本身加工的制作质量；三是钢管柱的安装定位精度；四是柱内混凝土的浇筑质量。其中柱的安装精度最难控制，而且一旦工作有闪失难以补救；钢管柱的位置（平面位置、标高、垂直度）、混凝土的浇筑质量等，都直接影响钢管柱的承载能力。标高：依照护筒内壁上的基准点进行控制，误差小于2mm。定位：依据桩孔上口中心点进行控制，误差小于2mm。,61,t课件,2.3 工程应用-天津站交通枢纽工程后广场工程,2.3. 5 技术应用情况,2.3.5.5 永久钢管柱施工技术应用,9.混凝土浇筑,钢管柱安装为整柱一次吊装。上口定位时在不脱钩的情况下，进行钢管柱上端找正、定位。无误后浇注钢管混凝土。 钢管柱混凝土分两步浇筑。混凝土在浇注过程中，要严格控制混凝土塌落度、导管高度，及时提升导管，避免导管在混凝土中埋置，以保证高抛混凝土的自密实度。为保证钢管柱混凝土与桩顶混凝土连接密实，采用C50混凝土对C30桩顶混凝土进行补偿浇筑。,8.钢管柱安装,62,t课件,2.4 总结,城市超深基坑地下工程设计与施工（特别是盖挖逆作法）所涉及到的理论与关键技术的研究还不够深入。天津本世纪初才涉及到深度不超过20m的地下工程，天津地区土层的变化比较复杂，渗透系数变化大，属软土地区，由于地质条件的不可替代性，目前已有的研究成果和经验不能照搬，必须结合天津市的工程地质、水文地质条件对深基坑工程开展深入研究。通过解决天津站交通枢纽工程后广场的轨道换乘中心工程在设计施工中遇到的大量技术难题。如软土地质条件下超深地下工程深埋承压水工程特性及降压对环境影响的控制方法问题；解决大面积不规则盖挖逆作法工法施工关键技术问题，不断地总结经验不仅可以弥补本地区规范和设计施工的缺陷，同时可以保证工程的安全与经济性。,63,t课件,谢谢,64,t课件,