中交懸索橋錨碇基礎深基坑施工技術

1、大跨度懸索橋錨碇基礎超深基坑施工技術中交第二航務工程局有限公司 2022/8/201目 錄1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、懸索橋錨碇基礎深基坑施工實例2 隨著國內經濟的快速發(fā)展，很多大型交通、市政、水利、工業(yè)與民用建筑項目紛紛上馬，基坑工程越做越大，越做越深，尤以軟土地區(qū)深基坑施工的技術要求越來越高，施工難度越來越大，超深基坑的施工已成為這些重要工程基礎施工的重點和難點。深基坑工程是一項復雜的系統(tǒng)工程，它涉及支護結構的設計與施工、開挖設備的選型、開挖工藝、基坑降排水、施工監(jiān)測及基坑信息化施工等多項內容，從研究的角度它涉及地質水文、巖土力學、結構力學、材料力學等多門學科。 深：基坑越

2、挖越深?；驗榱耸褂梅奖?，或因為地皮金貴，或為了符合建管規(guī)定及人防需要，建筑投資者不得不向地下和地上發(fā)展，目前國內最深基坑已達51米。 差：工程地質條件越來越差。這一點在某些沿江沿海地區(qū)尤為突出。某些地區(qū)位于填海、填湖、淤河、泥塘或沼澤地，工程地質條件十分復雜。 密：基坑四周已建或在建高大建筑物密集或緊靠很重要市政、石油或軍事工程。 目前深基坑工程呈現(xiàn)出的特點 多：圍護基坑方法多。諸如人工挖孔樁，機械鉆孔樁，預制樁，深層攪拌樁，鋼板樁，地連墻，鋼支撐、木支撐，砂袋堆撐，拉錨，抗滑樁，注漿，噴錨網支護法，樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護法，此外還有錨釘墻法，結構型式豐富。 低：基坑工程成功率低。此

3、問題目前在建筑工程界顯得導常突出，坑深的比坑淺的更容易出事故，據(jù)不完全統(tǒng)計，1993年上海動工興建的深基坑工程有120個左右，其中三分之一曾因種種原因發(fā)生過失穩(wěn)和不同程度的坍塌 。對全國146基坑工程事故進行調查表明，因設計不當引起的事故占46%，因施工不當引起的事故占41.5%。由此可見，對基坑工程施工特性的了解和研究掌握對于基坑施工安全十分必要。 大部分基坑圍護為柔性結構，具有較強的時空效應，施工過程中不同的施工方法、開挖步驟、施工順序、施工時間和施工速度均會對基坑的變形和受力產生影響，若稍有處置不當，輕則影響施工工效，延誤工期，重則會引起圍護體系失穩(wěn)導致基坑坍塌。因此施工中始終抱著“安全

4、第一、高度重視、慎之又慎”的態(tài)度對待涉及有關基坑施工的任何一件事，及時對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，了解基坑運行狀態(tài)，根據(jù)所了解的基坑運行情況對施工工藝和施工順序進行動態(tài)優(yōu)化調整，這在基坑施工中是十分必要的。 基坑工程施工受地質情況影響較大，對于地質復雜基坑，不確定因素多，造成了基坑施工安全的不確定因素多，施工風險大。對于有支護結構的基坑，其施工過程既是檢驗，也是控制基坑施工安全的過程。除設計外，基坑施工組織是否合理將對基坑圍護體系是否成功產生重大影響，不合理的施工方式、步驟和速度均可能導致圍護結構應力、變形過大，基坑支護體系受力過大，甚至引起圍護體系失穩(wěn)而導致基坑坍塌。因此，除了各項技術方案和

5、預案措施必須可靠，做到萬無一失外，如何考慮到每一個環(huán)節(jié)，如何將事先研究的成果和措施在施工中逐一落實及如何應對基坑施工過程中可能出現(xiàn)的一系列問題，將基坑施工風險降到最低程度，對基坑施工的組織和動態(tài)管理提出了較高的要求。 實行真正意義上的信息化施工，是保證基坑施工安全的關鍵。施工監(jiān)測是信息化施工的基礎，施工前及施工過程中，在能反映基坑運行情況的部位埋設各種監(jiān)測元件，重點部位進行了加密，有些特別重要部位為防止由于某種原因失效，還應增加埋設備用元件，確保能夠準確且比較完整地反映基坑的實際運行情況；在基坑施工過程中定期對相關監(jiān)測項目進行監(jiān)測，當監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，加大監(jiān)測頻率，將監(jiān)測成果以最快的速度傳遞

6、給現(xiàn)場監(jiān)理、設計、施工、反分析、結構計算復核及各有關部門，以便及時分析處理。目前較常用的分析方法主要有：正演分析法、動態(tài)施工智能反演分析、基于人工神經網絡和模糊理論的智能預測及結構優(yōu)化分析法等。對基坑變形進行正演分析，根據(jù)計算結果判斷墻體是否發(fā)生破壞以及位移值是否超過預先設定的警戒值，并與設計值相比較。其后，利用現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對后續(xù)施工變形進行智能預測；同時運用反演分析，辨識土體新的等效力學參數(shù)，以內力分析為重點，預測下步施工中的內力和變形。綜合分析預測趨勢并進行判斷，通過調整設計、施工參數(shù)以達到控制變形的目的，從而確保施工中基坑圍護結構的整體穩(wěn)定與安全。 基坑施工的另一個重點是基坑的封水，如何

7、采取可靠的防水、止水和排水措施，給基坑創(chuàng)造較好的干施工條件，十分關鍵。 基坑施工對周圍環(huán)境的影響，特別是周圍地面沉降及構造物變形破壞是基坑施工控制的一個重要方面，施工時密切結合施工監(jiān)控，及時采取相應的措施確保沉降和變形控制在安全范圍內?；宇悇e圍護結構墻頂位移監(jiān)控值圍護結構墻體最大位移監(jiān)控值地面最大沉降監(jiān)控值一級基坑353二級基坑686三級基坑8101O注：1、符合下列情況之一，為一級基坑：1)重要工程或支護結構做主體結構的一部分；2)開挖深度大于10m：3)與臨近建筑物，重要設施的距離在開挖深度以內的基坑；4)基坑范圍內有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需嚴加保護的。2、三級基坑為開挖深度

8、小于7m，且周圍環(huán)境無特別要求時的基坑。3、除一級和三級外的基坑屬二級基坑。4、當周圍已有的設施有特殊要求時，尚應符合這些要求。目 錄1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、懸索橋錨碇基礎深基坑施工實例11 超深基坑施工是一個系統(tǒng)工程，就基坑開挖施工工藝流程來說并不十分復雜，但其涉及面非常廣，所需考慮的因素非常多，地質勘探、結構設計、結構優(yōu)化、封水設計、施工工藝、施工設備、施工組織及管理、施工控制、環(huán)境和職業(yè)安全健康等各個要素均要充分考慮，而且須密切聯(lián)系考慮。下圖為超深基坑開挖施工工藝流程圖，每個超深基坑開挖施工基本上都遵循這樣的工藝流程，只是針對不同基坑自身的特點（如基坑規(guī)模差異、地質差

9、異、周圍環(huán)境差異等）所考慮的范圍、廣度和深度不同。 施工工藝流程及操作要點 施工準備支護結構施工地表處理、地層加固抽水試驗土方分層開挖、分層支撐土方運輸、棄方基底處理封底施工施工監(jiān)控基坑降排水施工準備 一個大型超深基坑最終是否能得到保質、安全、按期實施，充分的施工準備工作十分關鍵?；邮┕さ闹饕獪蕚涔ぷ饔幸韵聨c： 根據(jù)基坑的規(guī)模和使用功能，充分分析基坑的特點； 對工程地質、水文地質情況進行詳細分析，必要時進行補充詳勘，特別是對于地質情況較復雜的工程，要充分了解基坑范圍內的詳細地質情況，進行詳勘是十分必要的； 對基坑周圍及附近結構物、地下管線及構造物、道路、河流等進行現(xiàn)場考察，充分分析基坑施工

10、可能受到的影響或基坑施工對其的影響； 通過綜合分析，對基坑支護結構型式進行設計比較，選擇一種最安全、經濟、施工方便的支護型式進行最終設計計算。目前對于超深基坑的主要的支護結構形式有：排樁法、板樁錨桿法、凍結法、地下連續(xù)墻法，不同的支護方式均有其適用條件和其優(yōu)缺點，本工法側重于施工工藝、施工管理和施工控制，對于設計不作詳述； 對基坑施工所需的各種設備，特別是大型特種設備，進行充分的調研和比選，盡量選擇性能好、施工快捷、價優(yōu)的設備； 對基坑施工運輸路線和棄土場進行調研，了解基坑所在地貨物或土石方運輸?shù)墓苤魄闆r； 根據(jù)基坑設計結構特點、施工特點和難點進行基坑施工設計，包括：施工總平面布置規(guī)劃、安全防

11、護設施布置、基坑封水設計、基坑降排水布置設計、基坑施工設備布置設計、基坑開挖與支撐施工步驟設計、施工監(jiān)控設計、基坑施工組織和管理設計； 基坑施工安全預案的設計。大多超深基坑工程工程地質及水文地質條件和基礎結構復雜多變，施工技術難度高。一旦地質情況與預計有所變化，設計或施工技術措施考慮不周全，基坑圍護結構部分隱蔽工程質量又難以檢測，基坑圍護結構在強大坑外水壓力及土壓力作用下，若出現(xiàn)任何集中滲漏、突涌或結構破壞，均難以處置，不僅花費巨大，延誤工期，甚至造成災難性后果。因此，采取適當可行安全貯備技術措施，改善結構受力條件，降低封水風險，應對各種不利難以預估的情況，確保超深基坑施工萬無一失是完全必要的

12、?？傊?，基坑施工安全預案必須全面、充分、有效，保證在任何情況下都能夠采取有效措施確?；拥氖┕ぐ踩?，每個預案均制定實施的前提，若在施工中末出現(xiàn)實施前提，可不予實施； 基坑施工質量、環(huán)境和職業(yè)安全健康專項方案的編制； 成立基坑信息化施工組織機構，編制信息化施工流程，對主要工作責任分配到人，對于特別復雜、施工技術難度特別大或施工風險特別高的基坑工程，可成立基坑信息化施工專家組，并對施工中的難題進行充分的研究，經論證可靠方可實施； 施工大臨設施施工； 道路、排水系統(tǒng)、供水供電系統(tǒng)的規(guī)劃布置； 基坑混凝土原材料選擇及配合比試驗； 布設基坑施工測量控制網等。支護結構施工 超深基坑支護結構的型式有很多種，

13、常見的有凍結法、地連墻、排樁施工等。 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、預制鋼筋混凝土樁 排樁式 鉆孔灌注樁 支護結構 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 預制裝配式地下連續(xù)墻 SMW工法 組合式 高應力區(qū)加筋水泥土墻 土釘墻 邊坡穩(wěn)定式 噴錨支護 逆作拱墻式支護名稱支護方法特點及適用條件型鋼樁橫擋板支護沿擋土位置預先打入鋼軌、工字鋼或型鋼，間距為1.21.5m，然后邊挖方，邊將36cm厚的擋土板塞進型鋼樁之間擋土，并在橫向擋板與型鋼樁之間打入楔子。使橫板與土體緊密接觸(圖) 。 施工成本低，沉樁易，噪聲低，振動小，

14、是最常見的一種簡單經濟的支護方法；但不能止水，易導致周邊地基產生下沉(凹)。適用于地下水位較低，深度不很大的一般粘性土或砂土層中1、型鋼樁；2、擋土板；3、木楔 。支護名稱支護方法特點及適用條件鋼板樁支護在開挖基坑的周圍打鋼板樁或鋼筋混凝土板樁，樁斷面有U形、z形、H形以及冷軋薄板型鋼等。板樁入土深度及懸臂長度應經計算確定。當基礎坑寬度、深度很大，可另在基坑內加設鋼結構支撐體系(圖)。樁材料強度高，截面種類多，可靈活地選用，打設較方便，止水性好，可多次周轉使用；但施工成本高，需用柴油打樁機或振動打樁機施工，噪聲和振動較大，一般宜用靜力壓樁施工。適用于一般地下水不旺、深度和寬度不很大的粘性土、砂

15、土層中。加設支撐時，在飽和軟弱土中開挖較大、較深基坑時應用。1、鋼板樁；2、橫撐；3、水平支撐。 支護名稱支護方法特點及適用條件擋土灌注樁支護在開挖基坑周圍，用鉆機鉆孔，下鋼筋籠，現(xiàn)場灌注混凝土樁，樁間距為12m，成排設置，上部設連系梁，在基坑中間用機械或人工挖土，下挖1m左右裝上橫撐，在樁背面裝上拉桿與已設錨樁拉緊，然后繼續(xù)挖土至要求深度(圖)。如基坑深度小于6m，或鄰近有建(構)筑物，也可不設錨拉桿，采取加密樁距或加大樁徑的方法。施工設備簡單，所需作業(yè)場地不大，噪聲低，振動小，成本低，樁剛度較大，抗彎強度高，安全感好；但止水性差，為防止水土流失，也可在灌注樁間加粉噴樁適合于開挖較大(大于6

16、m)基坑以及鄰近有建筑物，不允許放坡，不允許附近地基出現(xiàn)下沉位移時采用1、現(xiàn)場鉆孔灌注樁；2、鋼橫撐；3、鋼拉桿。 支護名稱支護方法特點及適用條件地下連續(xù)墻支護在開挖基坑周圍。先建造混凝土或鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，在墻中間用機械或人工挖土直至要求深度?？缍群艽髸r，可在內部加設水平支撐及支柱。當采用逆作法施工時，每下挖一層，把下一層梁、板、柱混凝土澆筑完成，以此作為地下連續(xù)墻的水平框架支撐，如此循環(huán)作業(yè)，直到地下室的底層全部挖完土，地下結構混凝土澆筑完成(圖)墻體可自行設計，剛度大，整體性好，止水性佳，施工噪聲及振動較??；但施工需專門機具，施工技術較為復雜，費用較昂貴適合于開挖較大、較深(大于10

17、m)，有地下水，周圍有建筑物、道路的粘土類、砂土類土基坑時作支護，并作為地下結構的一部分；或用于高層建筑的逆作法施212。1、地下連續(xù)墻；2、水平支撐及立柱 。支護名稱支護方法特點及適用條件土層錨桿支護系沿開挖基坑(或邊坡)每24m設置一層向下稍傾斜的土層錨桿(圖)。錨桿設置是用專門的錨桿鉆機鉆孔，安放鋼筋錨桿，用水泥壓力灌漿，達到強度后，安上橫撐，借螺帽拉緊或施加預應力固定在坑壁上，每挖一層，裝設一層錨桿，直到挖土至要求深度。土層錨桿也可與擋土灌注樁和地下連續(xù)墻支護結合使用(圖)，可減小樁、墻截面?？捎糜谌魏纹矫嫘螤詈蛨龅馗叩筒钶^大的部位，支護材料較省，簡化支撐設置，改善施工條件，加快施工進

18、度；但需具備錨桿成孔灌漿設備適合于較硬土層，或破碎巖石中開挖較大、較深基坑，鄰近有建筑物必須保證邊坡穩(wěn)定時采用。與擋土樁、連續(xù)墻結合支護，可用于較大、較深(大于10m)的大型基坑支護(a)土層錨桿支護；(b)擋土灌注樁與土層錨桿結合支護；(c)地下連續(xù)墻與土層錨桿結合支護。支護名稱支護方法特點及適用條件冷凍土壁支護沿基坑周圍布置一圈冷凍管，通過制冷機組將制冷液在冷卻管里循環(huán)，將土體內的熱量帶出形成一圈凍結壁，根據(jù)基坑深度和基坑范圍，可通過冷凍管的間距和排數(shù)調整凍結壁厚度，在開挖過程中仍需要通冷卻水來維持凍結壁的穩(wěn)定與安全。冷凍法對于軟土地層，含水豐富的土層效果較好，可適用于較深基坑，煤炭行業(yè)礦

19、井開挖深度達幾百米。冷凍法電源需求及消耗大，成本較高，開挖過程中保溫要求高，對于范圍大的敞開式基坑使用應慎重。支護結構的計算重力式支護結構強度破壞：穩(wěn)定性破壞：傾覆滑移土體整體滑動失穩(wěn)坑底隆起管涌非重力式支護結構強度破壞：拉錨破壞或支撐壓曲支護墻底部走動支護墻的平面變形過大或彎曲破壞穩(wěn)定性破壞：墻后土體整體滑動失穩(wěn)擋墻傾覆坑底隆起管涌破壞形式破壞形式非重力式支護結構計算1.支護結構承受的荷載土壓力 Pa=Htg2(45-/2)-2c tg(45-/2) Pp=Htg2(45+/2) +2c tg(45+/2)水壓力墻后地面荷載引起的附加荷載均布荷載q:e2=q tg2(45-/2)距離支護結構

20、一定距離有均布荷載: h1=l1Htg2(45+/2) e2=q tg2(45-/2)距離支護結構一定距離有集中荷載 2.支護結構的強度計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1.懸臂式鋼板樁通過試算確定埋入深度t1將試算求得之t1增加15%，作為 實際所需的入土深度t，以確保 板樁的穩(wěn)定。通過試算求入土深度t2處剪力 為零的點g計算最大彎矩計算板樁截面EAEPfhegdbat2t1tH2.單錨（支撐）板樁單錨淺埋板樁：ea=(H+t)Ka ep=tKpMA=

21、0:Htep-eaea(Kp-Ka)RaAEpEa單錨深埋板樁:等值梁法基本原理:ab梁一端固定,另一端簡支,彎矩圖的正負彎矩在c點轉折。若將ab梁在c點切斷，并于c點置一自由支承，形成ac梁，則ac梁上的彎矩將保持不變，即稱ac梁為ab梁上ac段的等值梁。tt0yxt- t0PaP0abacb等值梁原理板樁上土壓力分布圖ABCDHPaP0板樁彎矩圖等值梁在計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土壓力分別乘以修正系數(shù)K和K。對主動土壓力則不予折減。板樁墻前：Kp=K*Kp=Ktg(45+/2)板樁墻后：Kp=K*Kp=Ktg(45+/2)步驟:計算作用于板樁上的土壓力強度,并繪

22、出土壓力分布圖。t0深度以下的土壓力分布可暫不繪出。計算板樁墻上土壓力強度等于零的點離挖土面的距離y: Kpy=Ka(H+y)=Pb+Ka y=Pb/(Kp-Ka) 按簡支梁計算等值梁的最大彎矩和兩個支點的反力。計算最小入土深度t0： t0=y+x=y+6P0/(Kp-Ka) P0 x= (Kp-Ka)x2/6實際入土深度t=K2*t0 K2（1.11.2)3.多錨（支撐）板樁：太沙基皮克實測側壓力基 礎上的近似方法支撐（錨桿）的布置等彎矩布置等反力布置腰梁計算：板樁入土深度計算：盾恩近似法和等值梁法 1.嵌固深度計算(1)懸臂式支護結構擋墻的嵌固深度hd計算:圖2-32(2)單支點(3)多支

23、點2.內力與變形計算:各計算工況決定 (1)懸臂式支護結構擋墻的彎矩Mc和剪力Vc的計算(2)有支點的支護結構擋墻的彎矩Mc和剪力Vc的計算3.結構計算:(1)內力及支點力設計值的計算(2)截面承載力計算3.支護結構的穩(wěn)定驗算整體滑動失穩(wěn)驗算懸臂式支護結構:條分法單錨式支護結構:一般不驗算多層支撐(拉錨)式支護結構:一般不驗算;圓弧滑動坑底隆起驗算：開挖較深的軟粘土基坑時計及墻體極限彎矩的坑底隆起驗算太沙基和派克考慮擋墻抵抗彎矩的驗算基坑的方法同時考慮c、的坑底隆起驗算法Caguot驗算基坑穩(wěn)定性公式管涌驗算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

24、的條件： Kh/(h+2t)w t (Kh w - h)/2 4.基坑周圍土體變形計算jt/2h t 重力式支護結構計算1.滑動穩(wěn)定性驗算Kh-抗.滑動穩(wěn)定安全系數(shù),Kh1.2;基坑邊長20m時, 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)定性驗算Kq-抗.滑動穩(wěn)定安全系數(shù),Kq1.2;基坑邊長20m時, Kq1.0。b、hp、 hA-分別為W、Ep、EA對墻趾A點的力臂。EphpAbbEAhAW3.墻身應力驗算W1-驗算截面以上部分的墻重（N）qu、c-水泥土的抗壓強度（N/mm2）、內摩擦角（）、內聚力（N/mm2）4.土體整體滑動驗算：條分法cai=ci（1-

25、ac）+ccoi*acCai-第i個水泥土樁的平均內聚力（ N/mm2 ）Ci-第i個土條的內聚力（ N/mm2 ）Ccoi-水泥土樁的內聚力（ N/mm2 ）ac -置換率（單位長度內水泥土樁面積與樁墻面積之比）5.坑底隆起和管涌驗算與非支護結構相同RA1B1Oi地表處理、地層加固 基坑施工前，根據(jù)施工區(qū)域總體布置，對場地內灌木或構造物進行搬遷、拆除處理，對于有影響的文物或地下管線等應及時聯(lián)系相關部門進行遷移或改線。 對于軟土區(qū)域基坑，土層呈中高壓縮性，承載力小，為滿足基坑施工設備的基本操作承載要求及支撐施工要求，有時需對基坑范圍內的軟土進行臨時加固處理，常用的方法有：輕型井點、砂樁、砂井、

26、碎石樁、真空預壓、電滲等方法，這些處理方式技術上均已十分成熟，應根據(jù)土體特性進行合理的選擇。1輕型井點降低地下水位（1）輕型井點設備：由管路系統(tǒng)和抽水設備組成。1）管路系統(tǒng)分為：濾管、井點管、彎點管、集中總管；2）抽水設備分為：真空泵、離心泵、水氣分離器。（2）輕型井點布置：應根據(jù)基坑大小與深度、土質、水位高低、降水深度等確定平面和高程的布置。1.平面布置當基坑或溝槽寬小于6m，降水深度不大于5m時，可用單排線狀井點，且其兩端延伸長溝槽寬B大于6m，宜用雙排井點。當基坑面積較大時，宜用環(huán)形式U形井點。2.高程布置輕型井點理論可降水深度10.3m，但因考慮設備水頭損失，實際降水深度不超過6m。井

27、點管埋深HH1+h+iL，還應考慮井點管一般露出地面0.2m左右,且必須保證,濾管必須埋在透水層內。輕型井點：一層降水深度不超過6m確定井點系統(tǒng)的布置方式確定基坑的計算圖形面積計算涌水量：單井涌水量：無壓完整井：群井涌水量無壓完整井：噴射井點：820m k=0.120m/d主要設備：噴射井管、高壓水泵（或空氣壓縮機）和管路系統(tǒng)。井點布置：b10m雙排布置；環(huán)狀布置。井點間距23.5m。井點系統(tǒng)的安裝與使用：施工工藝程序：注意事項 ：井點堵塞：原因、預防噴射揚水器失效、井點倒灌：原因、預防工作水壓力升不高：原因、預防電滲井點 在降水井點管的內側打入金屬棒（鋼筋、鋼管等），連以導線。以井點管為陰極

28、，金屬棒為陽極，通入直流電后，土顆粒自陰極向陽極移動，稱電泳現(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。用于k觸控式屏幕) 超聲波復測導板糾偏 為滿足期槽銑槽機開孔的方便及預留空間，在一期槽澆筑時，在槽段兩端各安裝一厚度2335cm，高度8.5m的楔形導向板?；炷翝仓|量控制 混凝土性能是地連墻混凝土澆筑質量的控制性因素。本工程鋼筋籠較密，槽段較寬，對混凝土原材料及其各種性能要求高，除應具備一般水下混凝土的基本性能外，在混凝土配合比設計時充分考慮了混凝土的和易性和流動性，混凝土坍落度控制在2022cm，擴展度在5060cm，坍落度保持在16cm以上時間不少于1.

29、5小時。期槽采用雙導管澆注（特殊槽段采用三導管澆筑），期槽采用單導管澆注。鋼筋籠制作與吊安質量控制 南錨為圓形基坑，地連墻帶有一定的弧度，期槽寬度較大，因此鋼筋籠也帶有一定的弧度，這給鋼筋籠的加工帶來一定的難度，加工時將鋼筋籠的制作胎架（由型鋼制作而成）做成弧形，具體的方法是：在鋼筋籠鋼筋焊接前，利用主筋的自重將水平分布筋在胎架上壓成弧形后再焊接成型，由此保證制作的鋼筋籠弧度與胎架弧度一致。 為了保證鋼筋籠在起吊過程中不產生非彈性變形，根據(jù)需要在鋼筋籠加工過程中適當增加加強起吊剛度的鋼筋，特別是對吊點附近區(qū)域進行重點加強。 鋼筋籠接頭采用滾軋直螺紋接頭，孔口對接處采用加長型螺母。 合理地選擇吊

30、點，避免鋼筋籠在起吊過程中發(fā)生非彈性變形，確保鋼筋籠的吊裝質量。為保證保護層厚度，在鋼筋籠兩側焊接凸型鋼片，作為定位塊，期槽鋼筋籠每側設三列，期槽每側設兩列，每列縱向間距為4.0m。 為保證期槽鋼筋籠下設的豎直度，以免銑削期槽時銑到期槽鋼筋籠，在期槽鋼筋籠兩端設置350mmPVC管作為導向器，每根PVC管長50cm，沿鋼筋籠豎向每隔6m設置一根。槽段接縫質量控制 南錨基坑封水效果的好壞，很大程度上取決地連墻槽段接縫的施工質量，本工程從以下四個方面控制地連墻的接縫施工質量： a、選擇合適的地連墻接頭型式，是保證地連墻槽段連接質量及防滲效果達到預期目標的重要因素。本工程采用了較為可靠的槽段連接型式

31、銑接法； b、采用可靠的保證孔斜精度的綜合措施； c、期槽混凝土澆筑前采用鋼絲刷將期槽墻端泥皮刷除干凈； d、嚴格對混凝土的性能及澆注質量進行控制。地連墻墻體質量檢測 墻體混凝土達到設計強度后利用預埋管對65個槽段逐個進行超聲波檢測，檢驗墻體混凝土的完整性，一旦發(fā)現(xiàn)墻體或接縫存在施工缺陷，采取措施在基坑開挖前處理完畢。目前，地連墻墻體混凝土超聲波檢測已經完畢。檢測結果表明，所有地連墻槽段均為類槽段。地連墻墻底壓漿 地連墻施工完成并達到80%設計強度后，利用預埋管對地連墻底部和基底巖層破碎采取墻底高壓清洗和注漿的措施，以封堵墻底滲漏通道。地連墻墻下帷幕灌漿利用地連墻內預埋檢測管，基巖段用地質鉆機

32、鉆進的方法。根據(jù)地質情況，在巖石破碎的地段，采用自上而下分段卡塞純壓式灌漿方法。在基巖比較完整的地段，采用自下而上分段卡塞純壓式灌漿方法。 帷幕灌漿孔沿地連墻軸線布置（隔墻槽段不考慮設置），注漿孔分內外兩層，層間距125cm；外環(huán)上孔距為2.191m，內環(huán)上孔距為2.098m。 各環(huán)均分兩序進行鉆灌，先施工先導孔和序孔，后施工序孔。前一序孔施工未完成以前，相鄰的后一序孔不得開始鉆孔。施工順序：地連墻內預埋灌漿管先導孔施工序孔施工序孔施工檢查孔施工。 帷幕灌漿先導孔沖洗結束后，均應自上而下分段進行單點法壓水試驗；一般灌漿孔進行簡易壓水試驗。 單點法壓水試驗：壓水試驗壓力：第一段為0.3MPa，第

33、二段為0.5MPa，第三段及以下為1MPa。壓水試驗流量穩(wěn)定標準為：在設計壓力下每隔5min測讀一次流量，連續(xù)四次讀數(shù)中最大值與最小值之差小于最終值的10%，或最大值與最小值之差小于1L/min，本階段試驗即可結束，取最終值作為計算值。 簡易壓水試驗：壓力為灌漿壓力的80%，且不大于1.0MPa，壓水時間20min，每5min讀一次流量，取最后的流量值為計算流量。 結合地層特點和工期要求，優(yōu)先采用自下而上分段卡塞純壓式灌漿方法。帷幕注漿數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 基坑開挖及內襯施工一、抽水試驗 帷幕灌漿施工完成并達到設計強度后，利用坑內降水井在基坑范圍內進行抽水試驗，以檢驗地連墻帷幕的封水效果。因基坑覆蓋層

34、中粉質粘土層分布廣泛，砂層連貫性差，基坑實際土層滲透系數(shù)遠小于水文地質報告提供值。為增強基坑降水效果，在基坑內原有5口降水井基礎上新增加5口降水井，基坑共布置10口降水井。選用7口出水量較好的井做抽水試驗，分別為JS1、JS2、JS3、JS4、JS8、JS9、JS10。基坑抽水試驗期間，對基坑結構受力變形及周圍土體、水位進行嚴密監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)較大滲漏，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行計算分析，確定滲水量及位置，有針對性地采用接縫高噴等應急預案措施，預案實施后需再行抽水試驗，確?；訚M足封水要求后再進行開挖。 抽水試驗分抽水至-20m、-30m兩個階段進行，每個階段抽至相應的深度后，穩(wěn)定1224小時，對施工監(jiān)控的

35、水位變化、抽水量、地連墻應力和變形、坑外水位和土體變形等數(shù)據(jù)進行計算分析，經分析正常后再進行下一階段的抽水試驗。 基坑抽水試驗結論：（1）基坑抽水對地連墻墻體應力、變形，以及坑外土體沉降影響較小。（2）基坑抽水對坑外水位無明顯影響，由此判斷，地連墻存在較大滲水的可能較小。（3）基坑日滲水量150/d，基坑封水效果良好。（4）坑內大多土層為弱透水層或不透水層，土層透水率遠小于原水文地質報告值，含水量接近飽和，對基坑開挖、土方運輸及棄土影響較大。二、接縫高噴（預案） 根據(jù)基坑抽水試驗，基坑日滲水量小于150m3/d，說明基坑封水效果良好。接縫高噴預案沒有必要進行實施。三、基坑開挖設備布置 根據(jù)基坑

36、特點合理配備的原則，前期基坑周圍布置1臺150t履帶吊和2臺100t履帶吊，作為主要的吊土外運設備。100t履帶吊配10m3吊斗， 150t履帶吊配15m3吊斗?？觾炔贾?臺1m3反鏟和2臺0.15m3小反鏟，用于坑內土方開挖及給吊斗上土。 另外在基坑帽梁外圍布置3臺145t.m塔吊作為坑內鋼筋混凝土施工和基坑開挖輔助材料和小型機具的垂直運輸設備。塔吊布置時，在高度方向上錯開。四、基坑開挖步驟 基坑分十二層進行開挖，第一層采用放坡由自卸汽車直接進入基坑進行裝土外運，其余各層采用履帶吊配吊斗吊土至坑外自卸車外運，每層土方采用“島式”開挖法，即先開挖外圍土方作為內襯施工作業(yè)面，在內襯施工的同時再開

37、挖中部區(qū)域土方。 履帶吊配吊斗取土 內襯底部土方開挖五、帽梁、內襯溫控及施工分段 帽梁為地連墻壓頂梁，為C30鋼筋混凝土弧形結構，頂標高為+5.0m，高1.8m，帽梁總寬度2.5m，外側地連墻外邊線平齊，內側懸出地連墻1.0m與內襯相連。地連墻頂部伸進帽梁20cm。按溫控計算要求，帽梁平面上分8段進行施工。 帽梁混凝土的溫度應力主要由底部地連墻、內襯的約束和混凝土施工期的內外溫差引起的。通過溫控計算，混凝土內部最大應力出現(xiàn)在每一段的中部，混凝土內部最高溫度不超過56.8。一般23天達到最高峰值，隨后逐漸下降，2030天達到穩(wěn)定溫度?；炷翜囟瘸尸F(xiàn)從內部向表面逐漸降低分布的狀況，內表溫差小于25

38、。帽梁分段示意圖帽梁節(jié)段溫度應力場結果齡期部位3d7d28d一年帽梁0.750.871.301.12安全系數(shù)1.472.182.152.86由計算結果看出在做好保溫覆蓋和保證混凝土施工質量的情況下，帽梁混凝土不會出現(xiàn)溫度裂縫。 內襯為圓形地連墻基坑結構的核心受力結構，其重要程度如同桶箍。內襯壁為從上到下不等厚的鋼筋混凝土環(huán)形結構，內襯從上向下依次為：12m深度內厚1.0m，1224m深度內厚1.5m，2440m深度內厚2.0m。隔墻槽段處地連墻內襯兩側均厚1.0m，內襯豎向按3m高度分層逆筑法施工。按溫控計算要求，每側基坑內襯平面上分4 5段進行施工，上下層內襯接頭錯開2m。內襯混凝土的溫度應

39、力主要由內側地連墻、底部內襯的約束和混凝土施工期的內外溫差引起的。通過溫控計算，混凝土內部最大應力出現(xiàn)在每一段的中部，混凝土內部最高溫度為56。一般23天達到最高峰值，隨后逐漸下降，2030天達到穩(wěn)定溫度。混凝土溫度分布呈現(xiàn)從內部向表面逐漸降低，內表溫差小于25。內襯節(jié)段溫度應力場結果齡期部位1.991.972.261.53安全系數(shù)1.611.420.840.72內襯一年28d7d3d 由計算結果看出在做好保溫覆蓋和保證混凝土施工質量的情況下，內襯混凝土不會出現(xiàn)溫度裂縫。墻面鑿毛內襯鋼筋綁扎內襯模板安裝混凝土澆筑 南錨基坑工程最深處達43m左右，如此向下大落差混凝土施工控制難度較大，在本工程中

40、將運用我公司大落差混凝土施工專利技術防離析裝置，該技術我公司在潤揚大橋及陽邏大橋深基坑施工中均成功運用。大落差混凝土施工技術基坑信息化施工 南錨錨區(qū)距長江大堤較近且臨近高架石油管線，錨區(qū)地質情況復雜，存在一些不確定因素，造成了基坑施工安全的不確定因素多，加之如此大規(guī)模國內外罕見的“”基坑其結構的受力也存在一些不確定性，因此基坑存在著一定的施工風險。 信息化施工是控制深基坑施工安全及控制周圍構造物變形的最有效手段之一，通過在地連墻、內襯和基坑內外土體內埋設相應的傳感器，作為深基坑開挖施工時的“眼睛”，隨時掌握圍護結構的位移、變形和受力情況以及基坑內外土體的變化情況，發(fā)現(xiàn)問題及時反饋、及時分析，以

41、便及時采取相應措施，確?；娱_挖和基坑結構的安全，做到真正意義上的信息化施工。 根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)資料，實施錨碇基坑施工變形位移的智能預測與控制，是信息化施工的重要環(huán)節(jié)，是動態(tài)控制基坑施工安全的重要方法。首先對基坑變形進行正演分析，將預測結果與變形警戒值作出比較和控制決策，調整設計、施工參數(shù)，以減小后續(xù)施工中將發(fā)生的變形，達到控制變形的目的。監(jiān)測中，隨時將現(xiàn)場測試的基坑變形、應力數(shù)據(jù)與預測值及變形警戒值進行比較，運用反演分析，辨識土體新的等效彈模，建立更完善的空間有限元模型，進行開挖工況變形位移值模擬計算，并通過人工智能分析，以進一步改善預測結果，確切保證施工中各受力部位的穩(wěn)定與安全。地連墻深層

42、側向變形和帽梁變形監(jiān)測點布置地表沉降剖面監(jiān)測點布置長江大堤和周邊環(huán)境監(jiān)測點布置基坑外側水位監(jiān)測點布置地連墻應力和支撐軸力監(jiān)測點平面布置地連墻應力監(jiān)測點剖面布置內襯墻應力監(jiān)測點平面布置內襯墻應力監(jiān)測點剖面布置基坑外側土壓力監(jiān)測點平面布置基坑外側土壓力監(jiān)測點剖面布置基坑外側孔隙水壓力監(jiān)測點平面布置基坑外側孔隙水壓力監(jiān)測點剖面布置序號監(jiān)測項目測點數(shù)量備注1地連墻深層側向變形監(jiān)測16孔孔深約50米2周邊地表沉降監(jiān)測10組100個測點3長江大堤變形監(jiān)測10點 4基坑姿態(tài)監(jiān)測20點 5周邊管線監(jiān)測28點6周邊建筑物監(jiān)測40點7地下水位監(jiān)測12孔孔深20米和40米8地連墻應力監(jiān)測12組288點鋼筋計9支撐軸

43、力監(jiān)測4組8點鋼筋計10內襯應力監(jiān)測10組100點混凝土應變計11坑外土壓力監(jiān)測12組108點土壓力計12坑外孔隙水壓力監(jiān)測12組60點滲壓計13油管結構內部損傷監(jiān)測8套聲發(fā)射系統(tǒng)施工監(jiān)控頻率監(jiān) 測項 目監(jiān) 測 頻 率圍護體施工坑內降水開挖至底板施工至地面周邊地表土體變形/1次/3天1次/1天1次/7天長江大堤變形1次/7天1次/3天1次/1天1次/7天周邊管線1次/7天1次/3天1次/1天1次/7天周邊建筑物1次/7天1次/3天1次/1天1次/7天坑內、外地下水位測點埋設1次/3天1次/1天1次/7天基坑姿態(tài)/測點埋設1次/1天1次/7天地連墻應力測點埋設/1次/1天1次/7天地連墻深層側向變形測點埋設/1次/1天1次/7天坑外土壓力測點埋設1次/3天1次/1天1次/7天坑外孔隙水壓力測點埋設1次/3天1次/1天1次/7天支撐和內襯墻應力/測點埋設1次/1天1次/7天油管損傷實時在線實時在線實時在線實時在線說明 信息化施工分析 南錨碇基坑工程是南京四橋的關鍵性工程，為國內外罕見的“”形，長82.00m，寬59.00m，深度達43m超深基坑結構，特別是該地層分布上部為軟弱粘性土（含填土），下部為含承壓水的粉細砂層和粉質粘土層，再下覆卵石圓礫層與長江相連，水文地