大断面竖井型深基坑钢支撑复合支护技术应用ppt课件.ppt

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1、城市地下空间建设新技术 1 1 1 1 概述 1 2 技术介绍 1 3 工程应用 1 4 总结 第1章 大断面竖井型深基坑 钢支撑复合支护技术应用 2 2 1 1 概述 大断面竖井型深基坑 开口一般 设计为方形 圆形 边长 直径 在 40m 左右 深度较大 侧壁竖直 且无预留肥槽 开挖时受环境限制需 在局部部位垂直出土 内部支撑一般 以中心对称的斜支撑为主 由上而下 分步架设分步明挖的基坑 p 基本概念 3 3 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 深基坑开挖卸载的环境效应 深基坑开挖卸载 势必导致周边土 体的应力场发生改变 并引发位移场 变化 最终可能导致临近的地基 基

2、础 发生被动变形而影响既有建 构筑物的 正常使用状态 卸载导致应力释放导致的环境影响 是必然的 但是一定要是可控的 控 制标准将是关键 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 4 4 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 一般地 地下空间开挖引发相 邻建 构 筑物地基基础附加变形 与已有地基变形的累计变形量 有时还需预留后期变形量 应小于 地基变形总允许值 这样可不考虑 地下空间开挖对上部复杂结构的影 响情况 使控制其对相邻建筑物的 影响这一复杂技术问题简化为仅对 其地基基础变形控制即可 地基基础附加变形控制是关键 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建

3、 构 筑物变形控制标准 5 5 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 p 地基变形总允许值 根据国家标准 建筑地 基基础设计规范 GB50007 2011 建筑物 地基变形总控制标准如表 1 2 1 所示 实际应用时 应针对不同的建筑物基础形 式和建筑物类型确定地下空 间施工期间相邻建筑物地基 基础变形控制标准 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 p 地基变形总允许值 根据国家标准 建筑地 基基础设计规范 GB50007 2011 建筑物 地基变形总控制标准如表 1 2 1 所示 实际应用时 应针对不同的建筑物基础形 式和建筑物类型确定地下空 间施

4、工期间相邻建筑物地基 基础变形控制标准 6 6 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 p 地基基础已发生的变形 砌体承重结构基础的局部 倾斜 多层和高层建筑的整体 倾斜 高耸结构基础的倾斜及 其沉降量 应通过现状测量及 其竣工图 很重要 准确推断 当未能搜集到竣工图时应通 过上部结构底层特征部位高程 差合理测判 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 p 地基基础已发生的变形 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 7 7 p 施工期间的附加变形及控制标准 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 应从建筑物的地基

5、变形允许值中 扣除已有变形值及后期变形值 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 8 8 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 p 控制要点 对于砌体承重结构条形基础的既有局 部倾斜应测定 再控制将要出现的局部 倾斜 对于框架结构独立基础的任意两个相 邻柱基相对倾斜应测定 再控制将要出 现的附加变形 对于箱型或筏板基础的整体倾斜应测 定 再控制将要出现的整体附加倾斜 1 2 技术介绍 1 2 1 相邻建 构 筑物变形控制标准 9 9 1 2 技术介绍 1 2 2 地下管线保护技术 p 管线探查 p 管线改移 p 管线保护 1 2 技术介绍 1 2 2

6、地下管线保护技术 1010 1 2 技术介绍 1 2 3 围护墙水平外放距离取值技术 1 2 技术介绍 北京地区地铁明挖基 坑围护桩最佳水平外放 距离取值为 0 5 0 7H 合 理 H 为基坑深度 1111 1 2 技术介绍 1 2 4 隔离封闭控制技术 当地铁双线 十 字交叉并在交叉 部位设换乘节点时 该换乘节点平 面形状因换乘要求需要扩大 基坑 断面会出现突变 为保证支撑两端 有可靠的侧壁 方能确保基坑的安 全 需采用隔离分段的基坑施作方 式 换乘节点支护隔离封闭后便于 支撑架设 同时为缩短工期 合理 布置场地和周边环境安全等提供可 靠的技术保障 1 2 技术介绍 1212 1 2 技术

7、介绍 1 2 4 隔离封闭控制技术 1 将周边环境复杂且基坑断面突变较大的深基坑 采用围护桩 墙 将其分割成两个 或三个分别独立的基坑便于支护设计 2 一般在基坑断面突变部位设隔离桩 墙 后 可分别形成封闭规则断面的基坑 单个规则断面基坑设计可简化为平面问题 地面以 上附加荷载按远近 大小最不利组合工况取值核算 3 采用斜支撑时 桩和围檩 腰 梁 间需设置抗剪蹬 以保证在围檩无水平滑移条件下垂直坑壁方向上的作用力得以发 挥 4 围护桩墙设计时 不仅要考虑斜撑作用的法向力 同时要考虑满足斜撑作用的 切向力的作用 及其在开挖和拆撑时可能出现的各工况下的不利组合 5 若隔离后两 侧坑深不同 应先行施

8、工较深一侧基坑 待主体结构封顶回填后 其紧邻基坑方可开 挖 主体结构钢筋混凝土的每一层水平中板 均需在其甩茬处垫设型钢等密贴坑壁 以承担拆撑后的附加转移荷载 隔离桩 墙 随邻坑开挖而破除 直至邻坑基底 1 2 技术介绍 1313 1 2 技术介绍 1 2 5 超长格构柱设计施工技术 p格构柱概念 是在开挖基坑前坑内预先制成的 具有满足内支撑架设需要 具有一定承载能力的 垂直钢立柱 p设置原因 钢支撑较长 易出现压杆不稳定问 题 需要中部适当进行约束 较长的钢支撑自身 吨位较大 其产生的支撑挠度易于超限 也需要 中部适当托架 基坑较深时 钢支撑层数设置较 多 为了加强支撑整体稳定性而设置支撑 连

9、梁 格构柱体系 支撑装拆难于吊装 需要中部托架 递接等 这些均需要在支撑中部设有格构柱 梁 进行约束或托架 1 2 技术介绍 1414 1 2 技术介绍 p施工的基本流程 灌注桩成孔 插放格构柱 孔口接长 浇筑混凝土 垂直度调节 p设计考虑因素 格构柱强度和刚度需满足基坑 顺序下挖 钢支撑分层架设或拆除 季节变化产 生的温度应力作用 雨水浸入周边土体及积雪荷 载 局部高温焊接和可能出现的轻微碰撞力等各 种工况最不利组合之需求 格构柱内截面应足够 大且需光滑 有严格的垂直度要求 保证整柱内 可以自由提放灌注混凝土的小口径导管 临时格 构柱使用时间可按一年计 1 2 技术介绍 1 2 5 超长格构

10、柱设计施工技术 1 2 技术介绍 1515 1 2 技术介绍 1 2 5 超长格构柱设计施工技术 1 2 技术介绍 1616 1 2 技术介绍 1 2 6 钢围檩后抗剪蹬贴桩技术 p设置目的 避免该切向力引发围檩相对于桩发生滑移 造成支撑失效 p设置位置 钢围檩背后 与围护桩 墙间 p控制要点 1 测量放线确定抗剪蹬安装位置 2 在坑 壁相应位置开凿坑槽安装抗剪蹬 坑槽底部须暴露桩身侧 面并找平 3 钢围檩安装就位 及时测量抗剪蹬所需实 际尺寸 4 所用钢板材料 厚度及抗剪蹬立面高度均应 按照设计图纸严格执行 5 焊接抗剪蹬应原位作业 主 钢板与次钢板交接平面形状可按照设计图纸进行相似处理 确

11、保主钢板端部紧贴桩身 6 各焊缝质量验收合格后 方可在钢围檩与围护桩之间回填细石混凝土 1 2 技术介绍 1 2 6 钢围檩后抗剪蹬贴桩技术 1717 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 1 钢围檩与围护桩连接技术 采用三角托架 拉 筋及充填C30细石混凝土进行可靠紧密连接 2 斜支撑与钢围檩连接技术 采用钢板焊接而 成的三角斜撑支座进行相互连接 3 支撑与联系梁间抱箍连接技术 在多层支撑情 况下 在每层支撑与联系梁交接位置 应设置双 层抱箍约束支撑 以增强较长支撑的压杆稳定性 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 1 钢围檩与围护桩连接技术 采用三角托架 拉 筋及充

12、填C30细石混凝土进行可靠紧密连接 2 斜支撑与钢围檩连接技术 采用钢板焊接而 成的三角斜撑支座进行相互连接 3 支撑与联系梁间抱箍连接技术 在多层支撑情 况下 在每层支撑与联系梁交接位置 应设置双 层抱箍约束支撑 以增强较长支撑的压杆稳定性 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 1818 4 钢支撑安装技术 安装流程 工作台拼装支撑 土方开挖到位 吊装钢支撑 安装轴力监 测设备 轴力施加 施作保险措施 轴力复加 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 4 钢支撑安装技术 安装流程 工作台拼装支撑 土方开挖到位 吊装钢支撑

13、 安装轴力监 测设备 轴力施加 施作保险措施 轴力复加 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 1919 5 钢支撑换拆 基本原则 遵循 先换撑 后拆撑 原则 基本要点 u在对应板层混凝土达到设计要求强度 回填密 实或换撑实施后方能拆除钢支撑 u在吊车不及地段 钢支撑拆除应采用导链葫芦 托架等工具人工进行 u拆除顺序为安装逆序 拆除过程中严禁碰撞 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 1 2 技术介绍 1 2 7 钢支撑复合支护技术 2020 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 1 工程概况 北京地铁9号线白石桥南站 呈南 北向布置 位于首体南路与车公庄大

14、街交叉口西北角 地面为人行步道 非机动车道和绿化带位置 为地下双 层岛式 局部三层 车站 与同期实 施的地铁6号线车站平面上呈 L 型 地铁6号线为地下三层岛式车站 交 叉换乘节点9号线车站在上 6号线车 站在下 换乘节点为大断面竖井型深 基坑 44 5m 38 5m 26 0m 车站主体结构全长231 10m 为地下两层三 跨两柱箱形框架结构 与地铁6号线换乘节点段 为五跨四柱箱形结构 总体采用明挖施工 与 主语城东侧出入口交叉段采用盖挖顺作法 地铁9号线车站明挖标准段基坑宽度约22 2m 开挖深度约18 0m 与6号线换乘节点处基坑宽 度为38 5 44 5m 开挖深度约26 0m 1 3

15、 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 1 工程概况 2121 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 2 近邻环境 1 周边建 构 筑物 西北角 主语国际中心 高层 东北侧 国兴家园 高层 中国机械进出口总公司 西南侧 市环境保护局 中国水利水电科学研究等 2 地下管线 4400 2100热力沟 1250雨水管 400给水管 1050天然气管 500天然气管等 3 道路交通状况 东西走向的车公庄大街 道路宽为75m 双向6车道 是北京市城区交通干道 南北走向首体南路 道路宽65 95m 双向6车道 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 2 近邻环境 2222 1 3

16、 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 3 施工控制标准 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 3 施工控制标准 2323 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 4 地下管线保护技术集成 管线探查 桩位上部人工挖孔探查 1 围护桩位遇大直径废弃污水管线 管内有积水 两端灌注混凝土封堵 抽排其 间管内积水 人工破除障碍物成孔 下钢护 筒封闭桩孔 机械成孔 下放钢筋笼 灌注 混凝土成桩 2 围护桩位遇雨水管线 设置集水池 配备足够的抽排水设备 截断桩位雨水管线 封堵管孔 成桩施工 完成打桩后及时恢复排水管线系统 雨水管横穿基坑时设置钢架梁托架跨越 3 围护桩位遇燃气 电力 通讯光缆等管线 探明管线类型 专业单位查明权属与状态 专业单位改移 挖除及清理施工段内管线 分层回填压实成桩施工 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 4 地下管线保护技术集成 2424 1 3 工程应用 北京地铁白石桥南站工程 1 3 5 围护桩最佳水平外放距离及其环保施工技术 1 围护桩最佳水平外放距离 设计预留 主体结构外轮廓与围护桩之间预留围护 桩变形 网喷护面及防水层厚度