巖土工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)

PAGEPAGE12009年10月摘要2009年9月1日到15日，我與我們班全體同學(xué)一其參加了學(xué)校組織的為期15天的巖土工程認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。我們采取邊講課邊實(shí)地考察的實(shí)習(xí)方式，在學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)，在認(rèn)識(shí)中學(xué)習(xí)，十五天的時(shí)間我們先后來到了南水北調(diào)中線穿黃工程工地，焦（作）-晉（城）高速公路，河南理工大學(xué)西門蓮花池工程工地，焦作市封山針公園以及化工部鄭州地質(zhì)工程勘察院等單位和工地先后進(jìn)行了地下工程，隧道工程，基坑工程，邊坡工程和勘查工程的細(xì)致學(xué)習(xí)。目錄摘要 1目錄 2引言 3第一章隧道及地下工程 41. 隧道及地下工程簡介 42. 隧道及地下工程簡史 43. 實(shí)習(xí)簡介 44. 京廣鐵路大瑤山隧道 65. 盾構(gòu)法施工 7第二章基坑工程 111. 深基坑工程的特點(diǎn) 112. 基坑工程的組成 113. 基坑工程的設(shè)計(jì)與施工 114. 環(huán)境要求 125. 支撐結(jié)構(gòu)類型 136. 地下水控制 14第三章邊坡工程 16總結(jié) 19引言經(jīng)過十五天的實(shí)習(xí)我將在這期間的學(xué)習(xí)體會(huì)，感受以及收集到的一些資料相互結(jié)合整理出了此報(bào)告，報(bào)告大致分為三大塊內(nèi)容，涉及地下工程，隧道工程，基坑工程和邊坡工程等內(nèi)容，主要總結(jié)了本次實(shí)習(xí)中的具體感受與體會(huì)。第一章隧道及地下工程隧道及地下工程簡介此項(xiàng)工程是大致從事各種隧道和地下工程的規(guī)劃、勘測、設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)。為土木工程的分支。隧道及地下工程也指在巖體或土層中修建的通道和地下建筑物，包括鐵路、道路、運(yùn)河隧道，地下鐵道，水底隧道，工業(yè)和民用的市政、防空、采礦、儲(chǔ)存和生產(chǎn)等用途的地下工程，各種國防坑道，水利發(fā)電工程的地下發(fā)電廠和各種地下水工隧洞等。隧道及地下工程簡史世界上第一座交通隧道是公元前2180～前2160年在巴比倫城中的幼發(fā)拉底河下修筑的人行通道。各文明古國曾修建過地下墓室，灌溉、給水、排水隧洞，采礦巷道及地下糧倉等。中國漢代在今陜西褒城修隧道時(shí)，曾用火煅石法（用柴燒炙巖石，然后潑以水或醋，使之粉碎）開通了長14米、寬3.95～4.25米、高4～4.75米的石門隧洞。19世紀(jì)20年代，蒸汽機(jī)的出現(xiàn)及鐵路和煉鋼工業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了隧道及地下工程的發(fā)展。1826～1830年英國修建了長770米的泰勒山單線鐵路隧道和長2474米的維多利亞雙線鐵路隧道；1860年開始修建倫敦地下鐵道。19世紀(jì)60年代以前，修建隧道都是用人工鑿孔和黑火藥爆破施工。1861年修建仙尼斯峰鐵路隧道時(shí)，首次使用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。1867年修建胡薩克鐵路隧道時(shí)用硝化甘油炸藥。20世紀(jì)初采用中央導(dǎo)坑法施工，年平均進(jìn)度達(dá)4.5千米。中國第一座鐵路隧道是1887～1889年臺(tái)灣省臺(tái)北至基隆窄軌鐵路上的獅球嶺隧道，長261米。京張鐵路八達(dá)嶺隧道，長1091米，建于1907～1908年。1950年以前中國建成238座隧道，總延長8.9千米；1950～1984年共建成鐵路隧道4274座，總延長2014.5千米，至20世紀(jì)50年代，人們才總結(jié)出各類隧道及地下工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工的基本原理，并在土木工程中形成一個(gè)獨(dú)立的工程領(lǐng)域。實(shí)習(xí)簡介本次實(shí)習(xí)我們主要參觀了南水北調(diào)中線穿黃工程隧道，南水北調(diào)的總體布局：分別從長江上、中、下游調(diào)水，以適應(yīng)西北、華北各地的發(fā)展需要，即南水北調(diào)西線工程、南水北調(diào)中線工程和南水北調(diào)東線工程。其中，南水北調(diào)中線工程是從長江左邊支流漢江的丹江口水庫引水，通過寬100mm，深8m,總長1240km的水渠，向華北平原供水，最后到達(dá)北京和天津兩大城市。中線工程可緩解京、津、華北地區(qū)水資源危機(jī)，為京、津及河南、河北沿線城市生活、工業(yè)增加供水64億m3，增供農(nóng)業(yè)30億m3。大大改善供水區(qū)生態(tài)環(huán)境和投資環(huán)境，推動(dòng)我國中部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。南水北調(diào)中線穿黃工程的任務(wù)是將中線調(diào)水從黃河南岸輸送到黃河北岸，向黃河以北地區(qū)供水，同時(shí)在水量豐沛時(shí)可向黃河相機(jī)補(bǔ)水。穿越黃河線路起點(diǎn)為黃河南岸王村化肥廠南，終點(diǎn)為黃河北岸溫縣南張羌鄉(xiāng)馬莊東，渠段全長19304.5m。起、終點(diǎn)設(shè)計(jì)水位差10米，北調(diào)之水將自流穿過黃河。穿越黃河選定雙線平行布置的隧洞方式，是穿黃工程最重要的建筑物，每條隧洞長3.45公里，隧洞內(nèi)徑7米，邙山斜洞段長800米。隧洞工程將采用盾構(gòu)掘進(jìn)、管片襯砌與壁后注漿、隧洞環(huán)向預(yù)應(yīng)力混凝土二次襯砌的整套先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行施工。工程概算投資為31.37億元。主體工程施工工期為51個(gè)月。穿黃工程的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及條件穿黃工程為I等工程，穿黃隧洞為I級(jí)建筑物；設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇；工程地震設(shè)計(jì)墓本烈度為VI度.穿黃工程主要建筑物包括穿黃隧洞、進(jìn)出口建筑物.退水閘和兩岸銜接明渠等，此外還有進(jìn)、出口防護(hù)工程和與本工程有關(guān)的河道控導(dǎo)工程。進(jìn)口建筑物包括進(jìn)口豎井進(jìn)口檢修閘和進(jìn)口明渠漸變段。出口建筑物包括出口豎井、出口控制閘、消力池和出口明渠漸變段;穿黃隧洞雙線布置，單洞設(shè)計(jì)流量220m3/s，加大流量為250m3/s,洞線長3.5km，洞徑8.3m；埋于Q2亞粘土和伽t中砂層中，為盾構(gòu)隧洞，最小埋深26m。南水北調(diào)穿黃工程特點(diǎn)及難點(diǎn)穿黃隧洞是我國首次采用大直徑隧洞穿越黃河．施工中存在著很大的技術(shù)難度。1.地質(zhì)條件差。隧洞位于黃河河床下23～35m深處。圍土為富含水的砂土層，過河段以砂層為主．邙山段以粉質(zhì)壤土為主，盾構(gòu)機(jī)要一次性穿越3450m的過河段，要適應(yīng)軟硬不均的地層。黃河河床內(nèi)可能存在孤石、枯樹等障礙物。2.工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜。穿黃隧洞采用雙層襯砌結(jié)構(gòu)，是我國首次采用盾構(gòu)施工輸水隧洞，沒有可借鑒的工程實(shí)例。盾構(gòu)始發(fā)井埋深也較大，其外圍支護(hù)地連墻是國內(nèi)最深最厚的地連墻。3.施工技術(shù)要求高。穿黃隧洞豎井地連墻施工、盾構(gòu)始發(fā)加固、隧洞開挖掘進(jìn)(采用泥水平衡盾構(gòu)機(jī))、內(nèi)襯預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑等施工，都需采用國內(nèi)最先進(jìn)的施工設(shè)備，運(yùn)用最先進(jìn)的施工技術(shù)才能完成。京廣鐵路大瑤山隧道工程內(nèi)容隧道及地下工程一般分為勘測設(shè)計(jì)和施工兩大階段。①勘測設(shè)計(jì)。隧道位置的選擇一般應(yīng)服從路線走向。由于隧道工程數(shù)量、造價(jià)、工期控制等因素，隧道位置在選線方案中是經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較的重要組成部分。對不良地質(zhì)地段的隧道，特別是長大復(fù)雜隧道線及全線或局部線路方案的成立與否，必須精心勘測設(shè)計(jì)。通過對隧道位置所處的地形、地質(zhì)、水文等要素的測繪、勘測、測試及綜合評(píng)定，設(shè)計(jì)正洞和明洞的長度和結(jié)構(gòu)，決定施工方法，設(shè)計(jì)輔助坑道、排水系統(tǒng)和附屬工程。②施工。按設(shè)計(jì)圖紙實(shí)施隧道掘進(jìn)、襯砌和安裝作業(yè)的過程。施工方法分明挖法和暗挖法。前者多用于淺埋隧道和地下建筑。對于大多數(shù)隧道和地下工程，多用暗挖法施工，并按開挖方法和所用機(jī)具分為礦山法、盾構(gòu)法和地下連續(xù)墻法。此外，修筑水底隧道時(shí)，可用沉管法；穿越鐵路、道路、河流或建筑物時(shí)，可用頂管法；修建地下的池槽、廠房、倉庫和地下井時(shí)，還可使用沉井法。工程特點(diǎn)①線路在穿越天然高程或平面障礙時(shí)修建地下通道，是克服障礙的有效方法。②能夠分擔(dān)地面交通和人流的負(fù)荷，節(jié)約城市用地。③承受爆炸荷載和地震荷載的能力比地面結(jié)構(gòu)強(qiáng)，許多國防、民防工程及抗震和各類防護(hù)工程都可采用。④地下建筑物內(nèi)部的氣溫和濕度比較穩(wěn)定，節(jié)能，可作為各類貯庫和冷藏庫。⑤造價(jià)昂貴，只有在論證它有充分的戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益時(shí)才宜興建。⑥施工期限長，施工作業(yè)面較窄，可容納的勞力和機(jī)械都受限制。但由于工業(yè)化施工和機(jī)械性能的提高，這種情況正在改善。⑦穿越地層的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，遇到的意外情況比較多，工程的定位、設(shè)計(jì)和施工方法都必須隨時(shí)作相應(yīng)的調(diào)整，要求有關(guān)規(guī)劃、勘測、設(shè)計(jì)、施工和使用管理部門密切配合。發(fā)展趨向因地制宜，開拓地下空間資源和發(fā)展其經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前各國在隧道及地下工程領(lǐng)域中總的發(fā)展趨勢。例如，中國在云、貴、川及閩、浙一帶可以有選擇地利用天然溶洞；在西北黃土高原可利用噴錨支護(hù)和加強(qiáng)通風(fēng)照明來修建窯洞民居。各大城市加強(qiáng)地下交通運(yùn)輸系統(tǒng)和公用管道的規(guī)劃，以及民防和市政地下工程的總體規(guī)劃。隧道及地下工程的結(jié)構(gòu)理論研究中，新的學(xué)科——地下結(jié)構(gòu)施工力學(xué)正在形成。在長大隧道和重點(diǎn)地下工程中，推行施工綜合機(jī)械化，使工程質(zhì)量和進(jìn)度日益提高，隧道和地下工程的應(yīng)用越來越多。盾構(gòu)法施工盾構(gòu)的定義即盾構(gòu)機(jī)，簡稱盾構(gòu)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)（TunnelBoringMachine），是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，它是一個(gè)橫斷面外形與隧道橫斷面外形相同，尺寸稍大，利用回旋刀具開挖，內(nèi)藏排土機(jī)具，自身設(shè)有保護(hù)外殼用于暗挖隧道的機(jī)械。盾構(gòu)機(jī)的原理盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理就是一個(gè)圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進(jìn)邊對土壤進(jìn)行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護(hù)盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時(shí)支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時(shí)還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧洞施工具有自動(dòng)化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時(shí)可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時(shí)不影響水面交通等特點(diǎn)，在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用盾構(gòu)機(jī)施工更為經(jīng)濟(jì)合理。現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。廣泛應(yīng)用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。盾構(gòu)機(jī)的種類盾構(gòu)的分類較多，可按盾構(gòu)切削面的形狀、盾構(gòu)自身構(gòu)造的特征、尺寸的大小、功能，挖掘土體的方式，掘削面的擋土形式，穩(wěn)定掘削面的加壓方式，施工方法，適用土質(zhì)的狀況多種方式分類。下面我們按照盾構(gòu)組合命名分類闡述。一、全敞開式盾構(gòu)機(jī)（全敞開式盾構(gòu)機(jī)的特點(diǎn)是掘削面敞露，故挖掘狀態(tài)時(shí)干態(tài)狀，所以出土效率高。適用于掘削面穩(wěn)定的性好的地層，對于自穩(wěn)定性差的沖積地層應(yīng)輔以壓氣、降水、注漿加固等措施）1.手掘式盾構(gòu)機(jī)手工掘削盾構(gòu)機(jī)的前面是敞開的，所以盾構(gòu)的頂部裝有防止掘削面頂端坍塌的活動(dòng)前檐和使其伸縮的千斤頂。掘削面上每隔2-3m設(shè)有一道工作平臺(tái)，即分割間隔為2-3m。另外，在支撐環(huán)柱上安裝有正面支撐千斤頂。掘削面從上往下，掘削時(shí)按順序調(diào)換正面支撐千斤頂，掘削下來的沙土從下部通過皮帶傳輸機(jī)輸給出土臺(tái)車。掘削工具多為鶴嘴鋤、風(fēng)鎬、鐵鍬等。2.半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)半機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)是在人工式盾構(gòu)機(jī)的基礎(chǔ)上安裝掘土機(jī)械和出土裝置，以代替人工作業(yè)。掘土裝置有鏟斗、掘削頭及兩者兼?zhèn)淙N形式。具體裝備形式為A.鏟斗、掘削頭等裝置設(shè)在掘削面的下部。B.鏟斗裝在掘削面的上半部，掘削頭在下半部。C.掘削頭裝在掘削面的中心。D.鏟斗裝在掘削面的中心。3.機(jī)械式盾構(gòu)機(jī)盾構(gòu)機(jī)的前部裝有旋轉(zhuǎn)刀盤，故掘削能力大增。掘削下來的砂土由裝在掘削刀盤上的旋轉(zhuǎn)鏟斗，經(jīng)過斜槽送到輸送機(jī)。由于掘削和排土連續(xù)進(jìn)行，故工期縮短，作業(yè)人員減少。二、部分開放式盾構(gòu)機(jī)（即擠壓式盾構(gòu)機(jī)，其構(gòu)造簡單、造價(jià)低。擠壓盾構(gòu)適用于流塑性高、無自立性的軟粘土層和粉砂層）1.半擠壓式盾構(gòu)機(jī)（局部擠壓式盾構(gòu)機(jī)）在盾構(gòu)的前端用胸板封閉以擋住土體，使不致發(fā)生地層坍塌和水土涌入盾構(gòu)內(nèi)部的危險(xiǎn)。盾構(gòu)向前推進(jìn)時(shí)，胸板擠壓土層，土體從胸板上的局部開口處擠入盾構(gòu)內(nèi)，因此可不必開挖，使掘進(jìn)效率提高，勞動(dòng)條件改善。這種盾構(gòu)稱為半擠壓式盾構(gòu)，或局部擠壓式盾構(gòu)。2.全擠壓式盾構(gòu)機(jī)在特殊條件下,可將胸板全部封閉而不開口放土，構(gòu)成全擠壓式盾構(gòu)。3.網(wǎng)格式盾構(gòu)機(jī)在擠壓式盾構(gòu)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，可形成一種胸板為網(wǎng)格的網(wǎng)格式盾構(gòu),其構(gòu)造是在盾構(gòu)切口環(huán)的前端設(shè)置網(wǎng)格梁，與隔板組成許多小格子的胸板；借土的凝聚力，用網(wǎng)格胸板對開挖面土體起支撐作用。當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)，土體克服網(wǎng)格阻力從網(wǎng)格內(nèi)擠入，把土體切成許多條狀土塊，在網(wǎng)格的后面設(shè)有提土轉(zhuǎn)盤，將土塊提升到盾構(gòu)中心的刮板運(yùn)輸機(jī)上并運(yùn)出盾構(gòu)，然后裝箱外運(yùn)。三、封閉式盾構(gòu)機(jī)1.泥水式盾構(gòu)機(jī)是通過加壓泥水或泥漿(通常為膨潤土懸浮液)來穩(wěn)定開挖面，其刀盤后面有一個(gè)密封隔板，與開挖面之間形成泥水室，里面充滿了泥漿，開挖土料與泥漿混合由泥漿泵輸送到洞外分離廠，經(jīng)分離后泥漿重復(fù)使用。2.土壓式盾構(gòu)機(jī)是把土料(必要時(shí)添加泡沫等對土壤進(jìn)行改良)作為穩(wěn)定開挖面的介質(zhì)，刀盤后隔板與開挖面之間形成泥土室，刀盤旋轉(zhuǎn)開挖使泥土料增加，再由螺旋輸料器旋轉(zhuǎn)將土料運(yùn)出，泥土室內(nèi)土壓可由刀盤旋轉(zhuǎn)開挖速度和螺旋輸出料器出土量(旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行調(diào)節(jié)。它又可細(xì)分為削土加壓盾構(gòu)、加水土壓盾構(gòu)、加泥土壓盾構(gòu)和復(fù)合土壓盾構(gòu)盾構(gòu)工法盾構(gòu)施工法是在地面下暗挖隧洞的一種施工方法，它使用盾構(gòu)機(jī)在地下掘進(jìn)，在防止軟基開挖面崩塌或保持開挖面穩(wěn)定的同時(shí)，在機(jī)內(nèi)安全地進(jìn)行隧洞的開挖和襯砌作業(yè)。其施工過程需先在隧洞某段的一端開挖豎井或基坑，將盾構(gòu)機(jī)吊入安裝，盾構(gòu)機(jī)從豎井或基坑的墻壁開孔處開始掘進(jìn)并沿設(shè)計(jì)洞線推進(jìn)直至到達(dá)洞線中的另一豎井或隧洞的端點(diǎn)。盾構(gòu)工法的選擇，詳盡地比較各種盾構(gòu)工法的特征是關(guān)鍵。其中，選擇適合土質(zhì)條件并確保工作面穩(wěn)定的盾構(gòu)機(jī)種及合理輔助工法最重要。所以，盾構(gòu)機(jī)的選型原則是因地制宜，盡量提高機(jī)械化程度，減少對環(huán)境的影響。盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展歷程盾構(gòu)機(jī)問世至今已有近180年的歷史，其始于英國，發(fā)展于日本、德國。近30年來，通過對土壓平衡式、泥水式盾構(gòu)機(jī)中的關(guān)鍵技術(shù)，如盾構(gòu)機(jī)的有效密封，確保開挖面的穩(wěn)定、控制地表隆起及塌陷在規(guī)定范圍之內(nèi)，刀具的使用壽命以及在密封條件下的刀具更換，對一些惡劣地質(zhì)如高水壓條件的處理技術(shù)等方面的探索和研究解決，使盾構(gòu)機(jī)有了很快的發(fā)展。盾構(gòu)機(jī)技術(shù)仍有巨大的發(fā)展余地?，F(xiàn)在的盾構(gòu)機(jī)幾乎全是針對具體項(xiàng)目規(guī)范和地質(zhì)條件而量身訂做。希望在不久的將來，能夠?qū)崿F(xiàn)盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)的神圣目標(biāo)：一臺(tái)全球通用的機(jī)器，功能強(qiáng)大足以應(yīng)付任何項(xiàng)目。這將從兩個(gè)方面大大地降低費(fèi)用，一是設(shè)計(jì)制造的標(biāo)準(zhǔn)化，而是推進(jìn)二手機(jī)器市場。材料科學(xué)的發(fā)展將能夠制造功能更強(qiáng)，缺陷更少的切割刀具，使得機(jī)器可以運(yùn)行數(shù)百英里而無須停頓更換刀具。最后，應(yīng)該很快可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器的地面控制，從而避免為保證隧道內(nèi)人員安全而采取的各種昂貴措施。這在一些小型隧道上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。第二章基坑工程基坑是建筑工程的一部分，其發(fā)展與建筑業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)，隨著城鎮(zhèn)建設(shè)中高層及超高層建筑的大量涌現(xiàn)，以及大型市政設(shè)施的施工及大量地下空間的開發(fā)，必然會(huì)有大量的深基坑工程產(chǎn)生。同時(shí)，密集的建筑物、基坑周圍復(fù)雜的地下設(shè)施使得放坡開挖基坑這一傳統(tǒng)技術(shù)不再能滿足現(xiàn)代城鎮(zhèn)建設(shè)的需要，因此，深基坑開挖與支護(hù)引起了各方面的廣泛重視。深基坑工程的特點(diǎn)：建筑趨向高層化，基坑向大深度方向發(fā)展；)基坑開挖面積大，長度與寬度有的達(dá)數(shù)百米，給支撐系統(tǒng)帶來較大的難度；在軟弱的土層中，基坑開挖會(huì)產(chǎn)生較大的位移和沉降，對周圍建筑物、市政設(shè)施和地下管線造成影響；深基坑施工工期長、場地狹窄，降雨、重物堆放等對基坑穩(wěn)定性不利；在相鄰場地的施工中，打樁、降水、挖土及基礎(chǔ)澆注混凝土等工序會(huì)相互制約與影響，增加協(xié)調(diào)工作的難度?；庸こ痰慕M成典型基坑工程可以為是由地面向下開挖的一個(gè)地下空間?；铀闹芤话銥榇怪钡膿跬两Y(jié)構(gòu)，擋土結(jié)構(gòu)一般是在開挖面基底下有一定插入深度的板墻結(jié)構(gòu)。常用材料為混凝土、鋼、木等，可以有鋼板樁，鋼筋混凝土板樁、柱列式灌注樁、水泥土攪拌樁、地下連續(xù)墻等。根據(jù)基坑深度的不同，板墻可以是懸臂的，但更多的是單撐和多撐式的(單錨式或多錨式)結(jié)構(gòu)，支撐的目的是為板墻結(jié)構(gòu)提供彈性支承點(diǎn)。以控制墻體的彎矩至該墻體斷面的合理允許范圍，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的工程要求。支撐的類型可以是基坑內(nèi)部受壓體系或基坑外部受拉體系，前者為井字撐或其與斜撐組合的受壓桿件體系．也有做成在中間留出較大空間的周邊桁架式體系。后者為錨固端在基坑周圍地層中受拉錨桿體系，可提供易于基坑施工的全部基坑面積大空間。當(dāng)基坑較深且有較大空間時(shí)，懸臂式擋墻可做成厚度較大的實(shí)體式或格構(gòu)式重力型擋土墻?；庸こ痰脑O(shè)計(jì)與施工基坑開挖是基礎(chǔ)和地下工程施工中的一個(gè)古老的傳統(tǒng)課題。同時(shí)又是一個(gè)綜合性的巖土工程難題，既涉及土力學(xué)中典型強(qiáng)度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，同時(shí)還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用。對這些問題的認(rèn)識(shí)及其對策的研究，是隨著土力學(xué)理論、計(jì)算技術(shù)、測試儀器以及施工機(jī)械、施工工藝的進(jìn)步而逐步完善的。在理論上，經(jīng)典的土力學(xué)已不能滿足基坑工程設(shè)計(jì)的要求，考慮應(yīng)力路徑(卸載)的作用，土的各向異性，土的流變性、土的擾動(dòng)、土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用等的計(jì)算理論以及有限單元法理論和系統(tǒng)工程等軟科學(xué)已在基坑工程設(shè)計(jì)中得以應(yīng)用?；庸こ淘O(shè)計(jì)廣義上講包括勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測和周圍環(huán)境的保護(hù)等幾個(gè)方面的內(nèi)容，比其它基礎(chǔ)工程更突出的特殊性是其設(shè)計(jì)和施工完全是相互依賴，密不可分的。施工的每一個(gè)階段，結(jié)構(gòu)體系和外面荷載都在變化，而且施工工藝的變化，挖土次序和位置的變化，支撐和留土?xí)r間的變化等不確定因素非常復(fù)雜，且都對最后的結(jié)果產(chǎn)生直接影響。因此絕非最后設(shè)計(jì)計(jì)算簡圖所能單獨(dú)決定的。目前的設(shè)計(jì)理論尚不完善，對設(shè)計(jì)參數(shù)的選取還需改進(jìn)，還不能事先完全考慮諸多復(fù)雜因素，在基坑工程施工中處理不當(dāng)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些意外的情況，但只要設(shè)計(jì)、施工人員重視，并密切配合加強(qiáng)監(jiān)測分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，基坑工程的難題會(huì)得到有效處理，因此，基坑工程的設(shè)計(jì)中須考慮施工中每一個(gè)工況的數(shù)據(jù)，而基坑工程的施工中須完全遵照設(shè)計(jì)文件的要求去做，只有這樣，工程才會(huì)圓滿完成，也只有這樣，設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)才會(huì)獲得快速發(fā)展。環(huán)境要求城市基坑工程通常處于房屋和生命線工程的密集地區(qū)，為了保護(hù)這些已建建筑物和構(gòu)筑物的正常使用和安全運(yùn)營，常需對基坑工程引起的周圍地層移動(dòng)限制在一定變形值之內(nèi)，也即分別要求擋土結(jié)構(gòu)的水平位移和其鄰近地層的垂直沉降限制在某標(biāo)準(zhǔn)值之內(nèi)，甚至也限制墻體垂直沉降和地層的水平移動(dòng)值滿足周圍環(huán)境要求，以變形控制值來分成幾類標(biāo)準(zhǔn)，用以完善設(shè)計(jì)基坑工程的方法，取代單純驗(yàn)算強(qiáng)度和穩(wěn)定性的傳統(tǒng)做法，在軟土地區(qū)，變形在控制設(shè)計(jì)限值方面起著主導(dǎo)作用?；庸こ痰闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)為支擋和支撐構(gòu)件，為了滿足變形要求可以加大和加密支護(hù)結(jié)構(gòu)，但有時(shí)更經(jīng)濟(jì)有效的辦法是在基坑底部進(jìn)行地基處理，用攪拌樁，注漿等措施改善土體剛度和強(qiáng)度等性質(zhì)。完整地講基坑工程的結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括支撐、擋墻和地基加固體三者的整體。支撐結(jié)構(gòu)類型深基坑支護(hù)體系由兩部分組成，一是圍護(hù)墻，另一是內(nèi)支撐或者土層錨桿。支撐與圍護(hù)墻之間相互聯(lián)系，增強(qiáng)了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，不僅直接關(guān)系到基坑的安全和土方開基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型方案＊開挖深度沿海軟土地區(qū)軟弱土層，地下水位較高情況西北、西南、華南、華北、東北地區(qū)地質(zhì)條件較好，地下水位較低情況≤6m(一層地下室)方案1：攪拌樁(格構(gòu)式)擋土墻；方案2：灌注樁后加攪拌樁或旋噴樁止水，沒一道支撐；方案3：環(huán)境允許，打設(shè)鋼板樁或須制混凝土板樁，設(shè)1～2道支撐；方案4：對于狹長的排管工程采用主柱橫擋板或打設(shè)鋼板樁加設(shè)支撐。方案1：場地允許可放坡開挖；方案2：以挖孔灌注樁或鉆孔灌注樁做成懸貿(mào)式擋墻，需要時(shí)亦可設(shè)一道拉錨或錨桿；方案3：土層適于打樁，同時(shí)環(huán)境又允許打樁時(shí)，可打設(shè)鋼板樁。6m～11m（二層地下室）方案1；灌注樁后加攪拌樁或旋噴樁止水，設(shè)1～2道支撐；方案2：對于要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)作永久結(jié)構(gòu)的，則可采用設(shè)支撐的地下連續(xù)墻；方案3：環(huán)境條件允許時(shí)，可打設(shè)鋼板樁，設(shè)2～3道支撐；方案4：可應(yīng)用SMw工法；方案5：對于較長的排管工程、可采用打設(shè)鋼板樁，設(shè)3～4道支撐，或灌注樁后加必要的降水帳幕，設(shè)3～4道支撐。方案1：挖孔灌注樁或鉆孔溜注樁加錨桿或內(nèi)支撐；方案2：鋼板樁支護(hù)并設(shè)數(shù)道拉錨；方案3：較陡的放坡開挖，被面用噴錨混凝上及錨桿支護(hù)，亦可用土釘墻。11～14m（三層地下室）方案1：灌注樁后加攪拌校或旋噴樁止水，設(shè)3～4道支撐；方案2：對于環(huán)境要求高的，或要求支護(hù)結(jié)構(gòu)兼作永久結(jié)構(gòu)的，采用設(shè)支撐的地下連續(xù)墻。采用逆筑法或半逆筑法施工；方案3：可應(yīng)用SMW工法；方案4：對于特種地下構(gòu)筑物，在一定條件下可采用沉井(箱)方案1：挖孔灌注樁或鉆孔灌注樁加錨桿或內(nèi)支撐；方案2；局部地區(qū)地質(zhì)條件差，環(huán)境要求高的可采用地下連續(xù)墻作臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，亦可兼作永久結(jié)構(gòu)，采用順筑法或逆筑法，半逆筑法施工；方案3：可研究應(yīng)用SMW工法。＞14m（四層以上地下室或特種結(jié)構(gòu))方案1：有支撐的地下連續(xù)墻作臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，亦可兼作主體結(jié)構(gòu)，采用順筑法或逆筑法，半逆筑法施工；方案2：對于特殊地下構(gòu)筑物，特殊情況下可采用沉井(箱)。方案1：在有經(jīng)驗(yàn)、有工程實(shí)例前提下，可采用挖孔灌注樁或鉆孔灌注樁加錨桿或內(nèi)支撐；方案2：采用地下連續(xù)墻作臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，亦可兼作永久結(jié)構(gòu)，采用順筑作法或逆筑法，半逆筑法施工；方案3：可應(yīng)用SMW工法。地下水控制當(dāng)基坑開挖至地下水位以下時(shí)，為了防止因地下水作用而引起的滲流、流砂、管涌、坑底隆起、邊坡滑塌以及坑外地層過度變形等，保證施工過程中處于疏干和穩(wěn)態(tài)的工作條件下進(jìn)行開挖，必須做好對地下水的控制工作。基坑工程控制地下水的方法有降低地下水位與隔離地下水兩類。對于弱透水地層中的淺基坑，當(dāng)基坑環(huán)境簡單、含水層較薄、降水深度較小時(shí)，可考慮采用集水明排的方法進(jìn)行降水；在其他情況下宜采用降水井降水、隔水措施或隔水、降水綜合措施。基坑地下水控制設(shè)計(jì)應(yīng)具備下列資料：(1)地層各分層的巖性厚度及頂?shù)装甯叱獭?2)地下水的類型、地下水位標(biāo)高與動(dòng)態(tài)規(guī)律以及各含水層之間的水力聯(lián)系。(3)各含水層的補(bǔ)給、徑流條件、基坑與附近大型地表水源的距離關(guān)系及其水力聯(lián)系。(4)各含水層的水文地質(zhì)及與降水相關(guān)的工程地質(zhì)參數(shù)。(5)基坑開挖深度、尺寸，基坑周圍建筑與地下管線基礎(chǔ)情況，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型。(6)基坑工程施工季節(jié)內(nèi)的氣象資料及基坑維持時(shí)間(一)基坑降水

基坑降水常用的方法是明溝排水和井點(diǎn)降水。明溝排水就是在基坑內(nèi)或基坑外設(shè)置排水溝、集水井(坑)，用抽水設(shè)備將地下水從集水井(坑)中排出。井點(diǎn)降水是將帶有濾管的降水工具沉沒到基坑四周的土中，利用各種抽水工具，在不擾動(dòng)土結(jié)構(gòu)情況下，將地下水位下降至基坑底部以下，以利基坑的開挖。井點(diǎn)降水在深基坑中應(yīng)用較廣，下面將著重介紹該方法。常用井點(diǎn)類型與適用范圍見表1。實(shí)際中應(yīng)根據(jù)基坑規(guī)模、槽深、環(huán)境條件、各土層滲透性和降低水位的深度等合理選擇降水井類型。表1

降水井類型及適用范圍表適用條件降水井型滲透系數(shù)(cm·s-1)可降低水位深(m)土質(zhì)類別輕型井點(diǎn)及型井點(diǎn)1×10-7～2×10-4＜66～10含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，粘質(zhì)粉土，砂質(zhì)粉土，粉細(xì)砂噴射井點(diǎn)1×10-7～2×10-48～20含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，粘質(zhì)粉土，砂質(zhì)粉土，粉細(xì)砂電滲井點(diǎn)＜1×10-7根據(jù)選定的井點(diǎn)定粘土，淤泥質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土管井＞1×10-6＞10含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，砂質(zhì)粉土，各類砂土，礫砂，卵石砂(礫)滲井＞5×10-7根據(jù)下伏導(dǎo)水層的性質(zhì)及埋深確定含薄層粉砂的粉質(zhì)粘土，粘質(zhì)粉土，砂質(zhì)粉土，粉土，粉細(xì)砂基坑降水首先應(yīng)進(jìn)行基坑降水內(nèi)容的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有：①確定降水井類型；②降水井系統(tǒng)的布設(shè)，包括井?dāng)?shù)、井深、井距、井徑、過濾管、工人濾層、單井出水量、水位與地面沉降的監(jiān)測等；③預(yù)測降水效果，包括基坑內(nèi)外典型部位的最終穩(wěn)定水位及水位降深隨時(shí)間的變化，降水引起的沉降及對鄰近建筑物、地下管線等的影響；④設(shè)置回灌井時(shí)，應(yīng)進(jìn)行回灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。井點(diǎn)的平面布置盡可能使井點(diǎn)能包圍基坑，并考慮地下水流向、降水深度和土質(zhì)等因素，布置成環(huán)形、U型或線形，目的是使基坑中心水位降到最低。當(dāng)基坑寬度小于6m，降深不超過5m時(shí)，可采用單層輕型井點(diǎn)；若要求降水深度大于5m、基坑寬度大于6m時(shí)，可采用多層輕型井點(diǎn)；井點(diǎn)距坑邊約0.5～1.0m?；咏邓木?dāng)?shù)、井深、井距及單井出水量等可通過計(jì)算確定。在房屋建筑與構(gòu)筑物的基坑降水中，多采用輕型井點(diǎn)或多層輕型井點(diǎn)類型造成基坑工程事故的原因有以下幾個(gè)方面：1)基坑及周圍土體物理力學(xué)性質(zhì)、埋藏條件、水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜，勘察所得到的數(shù)據(jù)離散性大，很難比較準(zhǔn)確地反映土層的總體情況；2)基坑周圍復(fù)雜的施工環(huán)境。諸如：鄰近的建(構(gòu))筑物、道路和地下管線等設(shè)施都會(huì)對基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良影響；3)基坑周圍側(cè)向土壓力計(jì)算和圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力簡化計(jì)算的假定都與工程實(shí)際狀況有著一定差別，因此對基坑穩(wěn)定性和變形問題的預(yù)測很難做到比較精確；4)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響到圍護(hù)結(jié)構(gòu)及被圍護(hù)土體變形量的大小，穩(wěn)定性以及鄰近建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)施的安全。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的圍護(hù)系統(tǒng)，完全可能是由于施工質(zhì)量未能滿足要求而造成破壞；5)連續(xù)的降雨及暴雨等引起的墻后土體應(yīng)力增加，沖刷，浸泡、地下水滲透都會(huì)引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)；6)基坑開挖施工過程中的一些人為因素，諸如施工順序不當(dāng)、支撐安裝不及時(shí)，坑周邊堆載過多、排水不暢等都會(huì)對圍護(hù)造成不良影響。第三章邊坡工程在邊坡工程的章節(jié)中，我們一起來到了焦作市“縫山公園”。誰能想想如今美麗的公園在從前是一個(gè)人類濫開濫采的罪證。如今人們利用智慧和工程的高超技術(shù)將它改造成了如今風(fēng)景如畫的休閑勝地。縫山公園基礎(chǔ)設(shè)施包括山坡治理復(fù)綠、山體大瀑布、停車場、主環(huán)路和星光廣場等14個(gè)建設(shè)項(xiàng)目、22個(gè)標(biāo)段。焦作市縫山公園位于市區(qū)北部，嶺南大道在山前東西橫貫而過，其南坡因多年開采石料，形成一西起民主北路、東至甕澗河，面積約20公頃的殘破、廢棄山坡地。2002年起，焦作市委市政府為改善市區(qū)北部生態(tài)環(huán)境，斥資數(shù)千萬元對殘破山體及廢棄石料場進(jìn)行了綠化，現(xiàn)已初見效果。

為在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，通過改造，使之形成一個(gè)集生態(tài)、休閑、游樂等多功能于一體的，能滿足市民游玩的綜合性場所，進(jìn)一步提升焦作市的對外開放形象，綠化混凝土是一種可以代替普通混凝土進(jìn)行施工的生態(tài)工藝材料。綠化混凝土的骨料不采用砂，而是大量使用玻璃、拆除的混凝土等再生材料，采用特殊的配比，使顆粒之間有較大的孔隙，并在其間添加一些輔助培養(yǎng)劑，使混凝土能夠生長植被。綠化混凝土在利用廢舊材料和保證工程質(zhì)量的前提下，有效地增加了綠化面積，收到了良好的生態(tài)效果。在恢復(fù)公園的進(jìn)程中主要用了以下的幾方面技術(shù)進(jìn)行了邊坡的治理1、坡面鐵絲網(wǎng)穩(wěn)定的巖石地坡鐵絲網(wǎng)靠錨桿固定在坡面上,不穩(wěn)定的巖石邊坡靠錨桿〈或錨索〉穩(wěn)定坡面后再與坡面鐵絲連為一個(gè)整體,坡面鐵絲網(wǎng)是噴植混凝土綠化基材與巖石邊坡前期相結(jié)合的不可缺少的材料。采用18號(hào)鐵絲編制呈網(wǎng)眼為8—13cm的菱形。網(wǎng)眼過大會(huì)增加鐵絲網(wǎng)單位面積的負(fù)荷,使鐵絲網(wǎng)變形,對距鐵絲網(wǎng)較遠(yuǎn)的基材起不到固定作用,在基材重力作用下還會(huì)產(chǎn)生局部溜塌;網(wǎng)眼過小,其基材在噴射時(shí)不易穿透鐵絲網(wǎng),基材與巖石邊坡不能有效地密貼在一起,形成一個(gè)空面,不利于植被生長和邊坡地穩(wěn)定。2、基材地穩(wěn)定機(jī)理基材中地黏土和木質(zhì)纖維是基材在邊坡上穩(wěn)定的主要材料。當(dāng)基材噴射到坡面上,其木質(zhì)纖維一頭絞在坡面鐵絲網(wǎng)上,另一頭粘在基材中;黏土則粘在巖石和鐵絲網(wǎng)上。當(dāng)木質(zhì)纖維在基材中腐爛時(shí),完成了自身在基材中的連接筋的作用,取而代之的是根系發(fā)達(dá)的草本植物的根系網(wǎng),它將坡面上綠色的草、后層基材和巖石表層緊緊地連在了一起。3、混合草種

在噴植混凝土護(hù)坡地基材中主要選用