盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)端頭加固理論與實(shí)踐ppt課件

1、中國礦業(yè)大學(xué)北京中國礦業(yè)大學(xué)北京江玉生江玉生:01257487:盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)端頭加固實(shí)際與實(shí)際盾構(gòu)始發(fā)與到達(dá)端頭加固實(shí)際與實(shí)際專專 題題 討討 論論1.為什么要進(jìn)展端頭加固？2.端頭加固的實(shí)際計(jì)算方法是什么？3.端頭加固的根本要求是什么？4.常用的加固方法及其優(yōu)缺陷和適用范圍。端頭加固的目的與意義端頭加固的目的與意義滿足土體強(qiáng)度的要求滿足土體強(qiáng)度的要求滿足土體穩(wěn)定性的要求滿足土體穩(wěn)定性的要求 加固土體的靜態(tài)穩(wěn)定，包括施工期穩(wěn)加固土體的靜態(tài)穩(wěn)定，包括施工期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。定性和長期穩(wěn)定性。 加固土體的擾動(dòng)影響，破洞門振動(dòng)過加固土體的擾動(dòng)影響，破洞門振動(dòng)過大對(duì)土體的擾動(dòng)等。大對(duì)土體的擾動(dòng)等。

2、滿足加固土體的浸透性要求特別是滿足加固土體的浸透性要求特別是水水+ +沙沙+ +壓力的情況壓力的情況滿足加固土體的變形特征的要求滿足加固土體的變形特征的要求 土土壓建立前和土壓消逝后壓建立前和土壓消逝后需求留意的問題需求留意的問題強(qiáng)度和穩(wěn)定性強(qiáng)度和穩(wěn)定性 參數(shù)的選取，特別是土體的抗拉強(qiáng)參數(shù)的選取，特別是土體的抗拉強(qiáng)度和水土壓力；度和水土壓力； 穩(wěn)定性驗(yàn)算只適宜于粘性土滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算只適宜于粘性土滑移失穩(wěn)實(shí)際；失穩(wěn)實(shí)際； 長期穩(wěn)定性問題沒有處理；長期穩(wěn)定性問題沒有處理； 加固土體的擾動(dòng)問題沒有處理；加固土體的擾動(dòng)問題沒有處理；浸透性問題浸透性問題 浸透系數(shù)浸透系數(shù)10-710-7的根據(jù)？的根據(jù)？

3、 水水+ +沙沙+ +壓力對(duì)加固長度的要求壓力對(duì)加固長度的要求變形特征變形特征 堅(jiān)持在土壓建立起來之前盾構(gòu)始堅(jiān)持在土壓建立起來之前盾構(gòu)始發(fā)和消逝之后盾構(gòu)到發(fā)和消逝之后盾構(gòu)到 達(dá)的一段時(shí)達(dá)的一段時(shí)間里，上覆土體變形的可控。間里，上覆土體變形的可控。傳統(tǒng)的端頭加固計(jì)算方法傳統(tǒng)的端頭加固計(jì)算方法新的研討結(jié)果新的研討結(jié)果 加固土體強(qiáng)度要求：薄板彎曲實(shí)際計(jì)算加固體厚度加固土體強(qiáng)度要求：薄板彎曲實(shí)際計(jì)算加固體厚度土壓 水壓簡化薄板實(shí)際計(jì)算模型圖薄板實(shí)際計(jì)算模型圖強(qiáng)度計(jì)算公式強(qiáng)度計(jì)算公式國外國外: : 日本日本JET GROUT JET GROUT 協(xié)會(huì)協(xié)會(huì)JJGAJJGA規(guī)范的計(jì)算規(guī)范的計(jì)算公式，加固厚度

4、為：公式，加固厚度為：其中：其中： P : P :洞門中心處的水土合力；洞門中心處的水土合力； D D ：封門直徑；：封門直徑； t t ：加固土體的極限抗拉強(qiáng)度；：加固土體的極限抗拉強(qiáng)度； 平安系數(shù)平安系數(shù)KO KO 取取1.51.52.02.0，計(jì)算系數(shù)，計(jì)算系數(shù)取取1.21.2。20124tkPDtl國內(nèi)：靜力學(xué)實(shí)際國內(nèi)：靜力學(xué)實(shí)際l最大彎曲應(yīng)力中心處：最大彎曲應(yīng)力中心處： l最大剪力支座處：最大剪力支座處： 2max211.3238tpDtkmax24cPDtk強(qiáng)度驗(yàn)算要求強(qiáng)度驗(yàn)算要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖穩(wěn)定性計(jì)算公式穩(wěn)定性計(jì)算公式縱向加固范圍粘性土滑移失穩(wěn)實(shí)際縱向加固范圍

5、粘性土滑移失穩(wěn)實(shí)際抗滑平安要求：抗滑平安要求：其中：其中： M M： 滑動(dòng)力矩；滑動(dòng)力矩； M M抗：抗滑力矩；抗：抗滑力矩； C C： 加固前土體的粘結(jié)加固前土體的粘結(jié)力；力； C C：加固后土體的粘結(jié)：加固后土體的粘結(jié)力；力； H H： 上覆土體的厚度；上覆土體的厚度； P1 P1： 地面荷載地面荷載31.5MkM抗32()sink MMradc DtD 抗l橫向加固范圍土體擾動(dòng)極限平衡實(shí)際橫向加固范圍土體擾動(dòng)極限平衡實(shí)際l l 式中式中l(wèi) R: R:松動(dòng)圈半徑；松動(dòng)圈半徑；l a: a:盾構(gòu)隧道半徑。盾構(gòu)隧道半徑。2sin1 sin1cotmRaCar cos() ()42acaHl橫向

6、加固范圍計(jì)算公式橫向加固范圍計(jì)算公式() cosLa Ha1Hk Ra加固范圍確實(shí)定加固范圍確實(shí)定加固計(jì)算表示圖：加固計(jì)算表示圖：端頭土體縱向加固厚度：端頭土體縱向加固厚度：331 122123max, ,1616ttckkktt t t梯形荷載加固土體ayxoatxzqabq極坐標(biāo)轉(zhuǎn)化最大拉應(yīng)力實(shí)際最大拉應(yīng)力實(shí)際徑向彎曲應(yīng)力徑向彎曲應(yīng)力當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 取取縱向加固厚度：縱向加固厚度： 2111111042BBACA1021122max13 3(5)16abbaaqqaqqta1 1116tkt最大拉應(yīng)力實(shí)際最大拉應(yīng)力實(shí)際環(huán)向彎曲應(yīng)力環(huán)向彎曲應(yīng)力當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 取取縱向加固厚度：縱向加固厚度：

7、 202222222042BBA CA 2222222222max351 33(1 3 )(1 5 )16163abbaqq aqqatata 22216tkt最大剪應(yīng)力實(shí)際最大剪應(yīng)力實(shí)際當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)縱向加固厚度：縱向加固厚度：2max35416243babaabqqqq aqqaattt0a333ckt端頭土體縱向加固長度要求端頭土體縱向加固長度要求盾構(gòu)始發(fā)盾構(gòu)始發(fā) 無水無水 有水特別是水有水特別是水+沙沙+壓力壓力盾構(gòu)到達(dá)盾構(gòu)到達(dá) 無水無水 有水特別是水有水特別是水+沙沙+壓力壓力管片簾布橡膠板車站內(nèi)襯圍護(hù)結(jié)構(gòu)加固土體長度同步注漿液無水始發(fā)無水始發(fā) 加固土體長度擋土墻車站內(nèi)襯簾布橡膠板管片盾

8、構(gòu)長度+1.5-2管片簾布橡膠板車站內(nèi)襯擋土墻加固土體長度沙子+水同步注漿液同步注漿液有水始發(fā)有水始發(fā) 管 片擋 土 墻車站內(nèi)襯簾布橡膠板加 固 土 體 長 度無水到達(dá)無水到達(dá) 管片擋土墻車站內(nèi)襯沙子+水沙子+水簾布橡膠板簾布橡膠板車站內(nèi)襯擋土墻管片加固土體長度盾構(gòu)長度+1.5-2有水到達(dá)有水到達(dá) 直徑/m范圍/mD11D33D55D8簡圖B1.01.01.52.0H11.01.52.02.5H21.01.01.01.0端頭土體橫向加固要求土體橫向加固最小尺寸表旋噴樁加固旋噴樁加固袖閥管注漿加固袖閥管注漿加固程度注漿加固程度注漿加固4.4.典型加固方法及其優(yōu)缺陷和適用范圍典型加固方法及其優(yōu)缺陷

9、和適用范圍關(guān)于旋噴和攪拌加固問題關(guān)于旋噴和攪拌加固問題 旋噴加固提高土體的強(qiáng)度: 0.8-1.2Mpa，0.5-1.0Mpa，旋噴范圍內(nèi)是沒有問題的； 土體的標(biāo)慣值N：目前的旋噴技術(shù)很難到達(dá)設(shè)計(jì)的旋噴加固范圍！ 旋噴垂直度誤差問題 - 1%：建筑樁基技術(shù)規(guī)范垂直度1% 適宜于設(shè)計(jì)和施工20米0.2米建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 垂直度0.5% 適宜于設(shè)計(jì)和施工20米 0.1米旋噴加固降低土體的浸透系數(shù),實(shí)際上可以,由于上述誤差的存在，實(shí)施起來困難， 因此不建議在深度超越20米時(shí)還采用旋噴或攪拌加固方法，深度在15-20 米之間應(yīng)慎用！ 盾構(gòu)開挖引起的震動(dòng)仍能對(duì)加固土體的浸透系數(shù)和強(qiáng)度產(chǎn)生劣化影響；當(dāng)水

10、沙壓力大于1.5Bar時(shí)，目前土壓平衡盾構(gòu)采用的普通橡膠簾布和壓板 在下部有能夠損壞的情況下，是很難發(fā)揚(yáng)作用的！ 關(guān)于凍結(jié)法：是一種不得已的方法，但仍需充分思索盾構(gòu)設(shè)備本身的要求。 攪拌加固的問題與旋噴類似，在此不再贅述旋噴樁加固效果圖搭接良好旋噴樁加固效果圖搭接良好旋噴樁加固效果圖搭接普通旋噴樁加固效果圖搭接普通旋噴樁加固效果圖無搭接旋噴樁加固效果圖無搭接優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)用地層較廣、設(shè)備輕便機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。設(shè)用地層較廣、設(shè)備輕便機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。旋噴加固范圍較大，最大可到達(dá)旋噴加固范圍較大，最大可到達(dá)1010倍孔倍孔徑。徑。加固體本身止水效果明顯。加固體本身止水效果明顯。缺陷：缺陷：操作不當(dāng)容易呵斥樁與樁間

11、搭接不延續(xù)操作不當(dāng)容易呵斥樁與樁間搭接不延續(xù)，不嚴(yán)密，達(dá)不到理想的止水效果，整，不嚴(yán)密，達(dá)不到理想的止水效果，整體止水效果欠佳。體止水效果欠佳。有些土體不容易旋噴成樁。有些土體不容易旋噴成樁。旋噴加固優(yōu)缺陷和適用范圍旋噴加固優(yōu)缺陷和適用范圍優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)需求可分段式注漿，反復(fù)注漿；根據(jù)需求可分段式注漿，反復(fù)注漿；冒漿液、串漿能夠性?。幻皾{液、串漿能夠性??；一根注漿管內(nèi)可采用不同的注漿資料一根注漿管內(nèi)可采用不同的注漿資料 , ,選選用不同的注漿參數(shù)進(jìn)展注漿施工。用不同的注漿參數(shù)進(jìn)展注漿施工。 缺陷：缺陷：注漿工法封孔工藝復(fù)雜注漿工法封孔工藝復(fù)雜 ；控制不當(dāng)容易堵孔、卡管，而且是端頭控制不當(dāng)容易

12、堵孔、卡管，而且是端頭加固中最常見的弊病，加固效果差，導(dǎo)加固中最常見的弊病，加固效果差，導(dǎo)致始發(fā)與到達(dá)失敗。致始發(fā)與到達(dá)失敗。適用地層：適用地層： 砂層、粉土、淤泥層，廣深地域運(yùn)用砂層、粉土、淤泥層，廣深地域運(yùn)用較多。較多。袖閥管注漿加固優(yōu)缺陷和適用范圍袖閥管注漿加固優(yōu)缺陷和適用范圍程度注漿加固程度注漿加固前進(jìn)式程度注漿流程圖前進(jìn)式程度注漿流程圖(a)第一注漿段(b)第二段注漿過程(c)第三段注漿過程后退式程度注漿流程圖后退式程度注漿流程圖(a)打 孔(b)下 注 漿 管(c)第 一 注 漿 段(d)第 二 注 漿 段優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：施工設(shè)備簡單、本錢較低；施工設(shè)備簡單、本錢較低；工期短、見效快；工期短、見效快；對(duì)施工場地要求低、對(duì)環(huán)境影響較?。粚?duì)施工場地要求低、對(duì)環(huán)境影響較??；注漿深度可深可淺，容易控制。注漿深度可深可淺，容易控制。缺陷：缺陷：控制不好容易出現(xiàn)漏漿、串漿景象?？刂撇缓萌菀壮霈F(xiàn)漏漿、串漿景象。程度注漿加固優(yōu)缺陷和適用范圍程度注漿加固優(yōu)缺陷和適用范圍幾個(gè)程度注漿的例子水幾個(gè)程度注漿的例子水+ +沙沙+ +壓力共同作用下壓力共同作用下天津地鐵2號(hào)線鐵三局盾構(gòu)始發(fā)天津地鐵2號(hào)線鐵三局盾構(gòu)到達(dá)天津地鐵2號(hào)線天津快軌線天津快軌線深圳地鐵深圳地鐵2