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1、1大跨度悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术2目目 录录1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、悬索桥锚碇基础深基坑施工实例3悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术 随着国内经济的快速发展，很多大型交通、市随着国内经济的快速发展，很多大型交通、市政、水利、工业与民用建筑项目纷纷上马，基坑工政、水利、工业与民用建筑项目纷纷上马，基坑工程越做越大，越做越深，尤以软土地区深基坑施工程越做越大，越做越深，尤以软土地区深基坑施工的技术要求越来越高，施工难度越来越大，超深基的技术要求越来越高，施工难度越来越大，超深基坑的施工已成为这些重要工程基础施工的重点和难坑的施工已成为这些重要工程基础施工的重点和难点。深基坑工
2、程是一项复杂的系统工程，它涉及支点。深基坑工程是一项复杂的系统工程，它涉及支护结构的设计与施工、开挖设备的选型、开挖工艺护结构的设计与施工、开挖设备的选型、开挖工艺、基坑降排水、施工监测及基坑信息化施工等多项、基坑降排水、施工监测及基坑信息化施工等多项内容，从研究的角度它涉及地质水文、岩土力学、内容，从研究的角度它涉及地质水文、岩土力学、结构力学、材料力学等多门学科。结构力学、材料力学等多门学科。 4悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术 深深：基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮金：基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮金贵，或为了符合建管规定及人防需要，建筑投资者不得不贵，或为了符合建管规定
3、及人防需要，建筑投资者不得不向地下和地上发展，目前国内最深基坑已达向地下和地上发展，目前国内最深基坑已达5151米。米。 差差：工程地质条件越来越差。这一点在某些沿江沿海：工程地质条件越来越差。这一点在某些沿江沿海地区尤为突出。某些地区位于填海、填湖、淤河、泥塘或地区尤为突出。某些地区位于填海、填湖、淤河、泥塘或沼泽地，工程地质条件十分复杂。沼泽地，工程地质条件十分复杂。 密密：基坑四周已建或在建高大建筑物密集或紧靠很重：基坑四周已建或在建高大建筑物密集或紧靠很重要市政、石油或军事工程。要市政、石油或军事工程。 目前深基坑工程呈现出的特点目前深基坑工程呈现出的特点5悬索桥锚碇基础超深基坑施工技
4、术 多多：围护基坑方法多。诸如人工挖孔桩，机械钻孔桩，：围护基坑方法多。诸如人工挖孔桩，机械钻孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地连墙，钢支撑、木支撑，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地连墙，钢支撑、木支撑，砂袋堆撑，拉锚，抗滑桩，注浆，喷锚网支护法，桩、板、砂袋堆撑，拉锚，抗滑桩，注浆，喷锚网支护法，桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护法，此外还有锚钉墙法，结构型墙、管、撑同锚杆联合支护法，此外还有锚钉墙法，结构型式丰富。式丰富。 低低：基坑工程成功率低。此问题目前在建筑工程界显得：基坑工程成功率低。此问题目前在建筑工程界显得导常突出，坑深的比坑浅的更容易出事故，导常突出，坑深的比坑浅的更容易出事故
5、，据不完全统计，据不完全统计，19931993年上海动工兴建的深基坑工程有年上海动工兴建的深基坑工程有120120个左右，其中三分之个左右，其中三分之一曾因种种原因发生过失稳和不同程度的坍塌一曾因种种原因发生过失稳和不同程度的坍塌 。对全国。对全国146146基基坑工程事故进行调查表明，因设计不当引起的事故占坑工程事故进行调查表明，因设计不当引起的事故占46%46%，因施工不当引起的事故占因施工不当引起的事故占41.5%41.5%。由此可见，对基坑工程施工。由此可见，对基坑工程施工特性的了解和研究掌握对于基坑施工安全十分必要。特性的了解和研究掌握对于基坑施工安全十分必要。6悬索桥锚碇基础超深基
6、坑施工技术 大部分基坑围护为柔性结构，具有较强的大部分基坑围护为柔性结构，具有较强的时空效时空效应应，施工过程中不同的施工方法、开挖步骤、施工顺，施工过程中不同的施工方法、开挖步骤、施工顺序、施工时间和施工速度均会对基坑的变形和受力产序、施工时间和施工速度均会对基坑的变形和受力产生影响，若稍有处置不当，轻则影响施工工效，延误生影响，若稍有处置不当，轻则影响施工工效，延误工期，重则会引起围护体系失稳导致基坑坍塌。工期，重则会引起围护体系失稳导致基坑坍塌。因此因此施工中始终抱着施工中始终抱着“安全第一、高度重视、慎之又慎安全第一、高度重视、慎之又慎”的态度对待涉及有关基坑施工的任何一件事，及时对的
7、态度对待涉及有关基坑施工的任何一件事，及时对施工监测数据进行统计分析，了解基坑运行状态，根施工监测数据进行统计分析，了解基坑运行状态，根据所了解的基坑运行情况对施工工艺和施工顺序进行据所了解的基坑运行情况对施工工艺和施工顺序进行动态优化调整，这在基坑施工中是十分必要的。动态优化调整，这在基坑施工中是十分必要的。7悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术 基坑工程施工受地质情况影响较大，对于地质复杂基坑，不基坑工程施工受地质情况影响较大，对于地质复杂基坑，不确定因素多，造成了基坑施工安全的不确定因素多，施工风险确定因素多，造成了基坑施工安全的不确定因素多，施工风险大。对于有支护结构的基坑，其施工过程既是检
8、验，也是控制大。对于有支护结构的基坑，其施工过程既是检验，也是控制基坑施工安全的过程。基坑施工安全的过程。除设计外，基坑施工组织是否合理将对除设计外，基坑施工组织是否合理将对基坑围护体系是否成功产生重大影响基坑围护体系是否成功产生重大影响，不合理的施工方式、步，不合理的施工方式、步骤和速度均可能导致围护结构应力、变形过大，基坑支护体系骤和速度均可能导致围护结构应力、变形过大，基坑支护体系受力过大，甚至引起围护体系失稳而导致基坑坍塌。因此，除受力过大，甚至引起围护体系失稳而导致基坑坍塌。因此，除了了各项技术方案和预案措施必须可靠各项技术方案和预案措施必须可靠，做到万无一失外，如何，做到万无一失外
9、，如何考虑到每一个环节，如何将事先研究的成果和措施在施工中逐考虑到每一个环节，如何将事先研究的成果和措施在施工中逐一落实及如何应对基坑施工过程中可能出现的一系列问题，将一落实及如何应对基坑施工过程中可能出现的一系列问题，将基坑施工风险降到最低程度，基坑施工风险降到最低程度，对基坑施工的组织和动态管理对基坑施工的组织和动态管理提提出了较高的要求。出了较高的要求。8悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术 实行实行真正意义上的信息化真正意义上的信息化施工，是保证基坑施工安全的关键。施工，是保证基坑施工安全的关键。施工监测施工监测是是信息化施工的基础，施工前及施工过程中，在能反映基坑运行情况的部位埋设信息化施
10、工的基础，施工前及施工过程中，在能反映基坑运行情况的部位埋设各种监测元件，各种监测元件，重点部位重点部位进行了加密，有些特别重要部位为防止由于某种原因进行了加密，有些特别重要部位为防止由于某种原因失效，还应增加埋设失效，还应增加埋设备用元件备用元件，确保能够准确且比较完整地反映基坑的实际运，确保能够准确且比较完整地反映基坑的实际运行情况；在基坑施工过程中定期对相关监测项目进行监测，当监测数据出现异行情况；在基坑施工过程中定期对相关监测项目进行监测，当监测数据出现异常时，加大监测频率，将监测成果以最快的速度传递给现场监理、设计、施工常时，加大监测频率，将监测成果以最快的速度传递给现场监理、设计、
11、施工、反分析、结构计算复核及各有关部门，以便及时分析处理。目前较常用的分、反分析、结构计算复核及各有关部门，以便及时分析处理。目前较常用的分析方法主要有：析方法主要有：正演分析法、动态施工智能反演分析、基于人工神经网络和模正演分析法、动态施工智能反演分析、基于人工神经网络和模糊理论的智能预测及结构优化分析法糊理论的智能预测及结构优化分析法等。对基坑变形进行正演分析，根据计算等。对基坑变形进行正演分析，根据计算结果判断墙体是否发生破坏以及位移值是否超过预先设定的警戒值，并与设计结果判断墙体是否发生破坏以及位移值是否超过预先设定的警戒值，并与设计值相比较。其后，利用现场监测数据对后续施工变形进行值
12、相比较。其后，利用现场监测数据对后续施工变形进行智能预测智能预测；同时运用；同时运用反演分析，辨识土体新的等效力学参数，以内力分析为重点，预测下步施工中反演分析，辨识土体新的等效力学参数，以内力分析为重点，预测下步施工中的内力和变形。综合分析预测趋势并进行判断，通过调整设计、施工参数以达的内力和变形。综合分析预测趋势并进行判断，通过调整设计、施工参数以达到控制变形的目的，从而确保施工中基坑围护结构的整体稳定与安全。到控制变形的目的，从而确保施工中基坑围护结构的整体稳定与安全。 9悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术 基坑施工的另一个重点是基坑的封水，如何采取可靠的防基坑施工的另一个重点是基坑的封水，
13、如何采取可靠的防水、止水和排水措施，给基坑创造较好的干施工条件，十分关水、止水和排水措施，给基坑创造较好的干施工条件，十分关键。键。 基坑施工对周围环境的影响，特别是周围地面沉降及构造基坑施工对周围环境的影响，特别是周围地面沉降及构造物变形破坏是基坑施工控制的一个重要方面，施工时密切结合物变形破坏是基坑施工控制的一个重要方面，施工时密切结合施工监控，及时采取相应的措施确保沉降和变形控制在安全范施工监控，及时采取相应的措施确保沉降和变形控制在安全范围内。围内。10悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术基坑类别基坑类别围护结构墙顶围护结构墙顶位移监控值位移监控值围护结构墙体围护结构墙体最大位移监控值最大位
14、移监控值地面最大沉降地面最大沉降监控值监控值一级基坑一级基坑3 35 53 3二级基坑二级基坑6 68 86 6三级基坑三级基坑8 810101O1O注：注：1 1、符合下列情况之一，为一级基坑：符合下列情况之一，为一级基坑：1)1)重要工程或支护结构做主体结构的一部分；重要工程或支护结构做主体结构的一部分；2)2)开挖深度大于开挖深度大于10m10m：3)3)与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；与临近建筑物，重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；4)4)基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的。基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的。2 2、
15、三级基坑为开挖深度小于三级基坑为开挖深度小于7m7m，且周围环境无特别要求时的基坑。，且周围环境无特别要求时的基坑。3 3、除一级和三级外的基坑属二级基坑。除一级和三级外的基坑属二级基坑。4 4、当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些要求。当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些要求。11目目 录录1、深基坑工程概述2、深基坑主要施工方法3、悬索桥锚碇基础深基坑施工实例12悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术 超深基坑施工是一个系统工程，就基坑开挖施工工艺流程来超深基坑施工是一个系统工程，就基坑开挖施工工艺流程来说并不十分复杂，但其涉及面非常广，所需考虑的因素非常多，说并不十分复杂，但其涉及面
16、非常广，所需考虑的因素非常多，地质勘探、结构设计、结构优化、封水设计、施工工艺、施工设地质勘探、结构设计、结构优化、封水设计、施工工艺、施工设备、施工组织及管理、施工控制、环境和职业安全健康备、施工组织及管理、施工控制、环境和职业安全健康等各个要等各个要素均要充分考虑，而且须密切联系考虑。下图为超深基坑开挖施素均要充分考虑，而且须密切联系考虑。下图为超深基坑开挖施工工艺流程图，每个超深基坑开挖施工基本上工工艺流程图，每个超深基坑开挖施工基本上都遵循都遵循这样的工艺这样的工艺流程，只是针对不同基坑自身的特点（如基坑规模差异、地质差流程，只是针对不同基坑自身的特点（如基坑规模差异、地质差异、周围环境差异等）所考虑的范围、广度和深度不同。异、周围环境差异等）所考虑的范围、广度和深度不同。 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 13悬索桥锚碇基础超深基坑施工技术施工准备施工准备支护结构施工支护结构施工地表处理、地层加固地表处理、地层加固抽水试验抽水试验土方分层开挖、分层支撑土方分层开挖、分层支撑土方运输、弃方土方运输、弃方基底处理基底处理封底施工封底施工施工监控施工监控基坑降排水基坑降
