专业工程管理与实务(市政公用工程)精讲班第9讲讲义
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
一、内容提要
1、深基坑支护及盖挖法施工
2、盾构法施工
二、重点、难点
1、深基坑支护结构的施工要求
2、地下连续墙的施工技术
3、盖挖法施工技术
4、盾构法施工控制要求
5、盾构法施工现场的设施布置
6、应该停止盾构掘进的要求
三、内容讲解
1K413000 城市轨道交通和隧道工程
1K413010 深基坑支护及盖挖法施工
1K413011 掌握深基坑支护结构的施工要求
一、围护结构的类型
基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压
力和水压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
围护结构类型可归纳为6种，见教材第73页。对于
这6种类型，要做到能够知道板桩式、柱列式各包括哪
些？
1、主要维护结构特点，见教材第73页。对于此表，同
样要求做到考生能够根据特点知道是什么类型的桩。
二、支撑结构类型
基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类；内支撑
一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚两种型式。
在软弱地层的基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。
支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构
件。
支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙→围檩(冠梁)
→支撑，在地质条件较好的有锚固力的地层中，基坑支撑可采用土锚和拉锚。
在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材
料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类。
（小资料）
高压喷射桩就是利用工程钻机钻孔至设计处理的深度后，用高压泥浆泵，通过安装在钻杆（喷杆）杆端置于孔底的特殊喷嘴，向周围土体高压喷射固化浆液(一般使用水泥
浆液)，同时钻杆（喷杆）以一定的速度边旋转边提升，
高压射流使一定范围内的土体结构破坏，并强制与固化浆液混合，凝固后便在土体中形成具有一定性能和形状的固结体。
SMW是Soil Mixing Wall的缩写。SMW工法连续墙于
1976年在日本问世，该工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。 SMW工法最常用的是三轴型钻掘搅拌机，其中钻杆有用用于粘性土及用于砂砾土和基岩之分，此外还研制了其他一些机型，用于城市高架桥下等施工，空间受限制的场合，或海底筑墙，或软弱地基加固。
四、基坑变形现象
四、基坑变形现象
基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体
隆起和围护墙的位移。
(一)墙体的变形
1．墙体水平变形
当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移
最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移。
柔性墙如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向
基坑外移动，墙体腹部向基坑内突出。
2．墙体竖向变位
(二)基坑底部的隆起
在开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，其特征为坑底
中部隆起最高。当开挖达到一定深度且基坑较宽时，隆起量也逐渐由中部最大转变为两边大中间小的形式，但对于较窄的基坑或长条形基坑，仍是中间大，两边小分布。
(三)地表沉降
在地层软弱而且墙体的人土深度又不大时，墙底处显
示较大的水平位移，墙体旁出现较大的地表沉降。墙体入土较深或入土部分处于刚性较大的地层内时，墙体的变位类同于梁体的变位，此时地表沉降的最大值不是在墙旁，而是位于距离墙一定距离的位置上。
(四)基坑工程监控量测
基坑工程的量测监控内容有：坑周土体变位、围护结
构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力等。对于一级和二级基坑，还必须对周围建(构)筑物和地下管线进行监测。
(五)深基坑坑底稳定处理方法
深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构入土
深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。
五、地铁及轨道工程常见围护结构的施工特点
(一)工字钢桩围护结构
基坑开挖前，在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线打入地下，桩间距一般为1.0～1.2m。
适用范围：工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土
和粒径不大于100mm 的砂卵石地层；这种围护结构一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。 (二)钢板桩围护结构
特点：钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，可重复使用。
钢板桩常用断面型式，多为U 形或Z 形。我国地下铁道施工中多用U 形钢板桩。
(三)钻孔灌注桩围护结构
钻孔灌注桩一般采用机械成孔。对正反循环钻机，由
于其采用泥浆护壁成孔，故成孔时噪声低，适于城区施工
(四)深层搅拌桩挡土结构
深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相
拌合，从而达到加固地基的目的。作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形，深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。
(五)SMW桩
特点:止水性好，构造简单，型钢插入深度一般小于搅拌桩深度，施工速度快，型钢可以部分回收、重复利用。
1K413012 掌握地下连续墙的施工技术
1K413012 掌握地下连续墙的施工技术
一、地下连续墙的施工工艺
壁式连续墙一般分幅施工，各幅墙体之间用锁结管或钢筋、钢板搭
接，连接成整体。
二、地下连续墙工法的优点
施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。
三、地下连续墙分类与施工技术要点
按成槽方式可分为桩排式、壁式和组合式三类；按挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。
导墙是控制挖槽精度的主要构筑物。
四、槽段的划分应综合考虑下列因素
1．地质条件。
2，后续工序的施工能力。
3．其他因素。
五、泥浆的功能
泥浆应具有以下功能
1．护壁功能。
2．携渣作用。
3．冷却与润滑功能。
六、浇筑混凝土
地下连续墙混凝土应采用导管法灌注，管节连接应严密、牢固，施工前应对拼接好的导管接缝进行水密性试验。混凝土应一次浇筑
完毕，不得中断。
1K413013 掌握盖挖法施工技术
盖挖法可分为盖挖顺作法和盖挖逆作法，目前城市中施工采用最多的是后者。
盖挖顺作法的施工顺序：自地表向下开挖—定深度后先浇筑顶板，在顶板的保护下，自上而下开挖、支撑，达到设计高程后由下而上浇筑结构。
盖挖逆作法是基坑开挖一段后先浇筑顶板，在顶板的保护下，自上而下开挖、支撑和浇筑结构内衬的施工方法。
对两种方法的定义要注意区分，不要混淆。
一、盖挖法施工的优点
1、围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物；
2．基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；
3，盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭，施工空间大；
4．盖挖逆作法施工基坑暴露时间短，用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。
二、盖挖法施工的缺点
1．盖挖法施工时，混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难； 2．盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大、费用高。
1K413020 盾构法施工
1K413020 盾构法施工
1K413021 掌握盾构法施工控制要求
一、盾构法施工综述
盾构掘进由始发工作井始发到隧道贯通、盾构机进入
到达工作井，一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘
进、到达掘进五个阶段。
开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆构成了盾构掘
进控制“四要素”。
对教材中第82页表格应掌握开挖控制因素中的泥水式、
土压式盾构的掘进控制内容。考生要注意土压式开挖控制内容中比泥水式多一项“盾构参数”。
二、盾构掘进各阶段的控制要点
(一)盾构始发施工技术要点
盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止，可作为始发施工，其技术要点如下。
5．由于拼装最后一环临时管片(负一环，封闭环)前，盾构上部千斤顶一般不能使用(最后一环临时管片拼装前安装的临时管片通常为开口环)，因此从盾构进入土层到通过土体加固段前，要慢速掘进，以便减小千斤顶推力，使盾构方向容易控制，盾构到达洞口土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓(泥水仓)设定压力，出加固段达到预定的设定值。
6．通常盾构机盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片(负一环)，并在开口部安装上部轴向支撑，使随后盾构掘进时全部盾构千斤顶都可使用。
7．盾构机盾尾进入洞口后，将洞口密封与封闭环管片贴紧，以防止泥水与注浆浆液从洞门泄漏。
8.加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向正常的变形与位移，超过预定值时，必须采取有效措施后，方可继续掘进。
(二)初始掘进
盾构始发后进入初始掘进阶段。
1．初始掘进特点
(1) 一般后续设备临时设置于地面。
(2) 大部分来自后续设备的油管、电缆等，随着盾构延伸，部分管线必须接长。
(3) 向隧道内运送施工材料的通道狭窄。
(4) 施工速度受到制约。
2．初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务：收集盾构掘进数据及地层变形量测量数据，判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，并通过测量盾构与衬砌的位置，及早把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供依据。
3．初始掘进长度的确定
决定初始掘进长度有二个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。
(三)转换(台车转换)
从初始掘进到正常掘进的作业被称作转换或台车转换。
(四)正常掘进
转换后进入正常掘进阶段。正常掘进是基于初始掘进得到的数据，采取适合的掘进控制技术，高效掘进的阶段。
正常掘进的特点：
（1）作业效率高；
（ 2）始发井空间宽阔，施工材料与弃土运输容易 ；