地下连续墙和沉桩工程交叉施工Word格式文档下载.docx

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大直径扩底桩．包括φ800mm及以上的各种大直径、各种直径扩底及人工挖孔扩底和机械施工扩底的各种桩。

4．复合基础

复合基础是指在桩基上做箱形基础或筏形基础。

适用于地基承载力很小或变形不能满足设计要求的高层或超高层建筑：

如上海扬子江酒店（地下1层．地上36层，高124m）在φ609mm×

12mm、长72m钢管桩上做2．5m厚的筏板；

天津国际大厦（地下3层，地上38层，高135．7m）在450mm×

450mm、长27．5m钢筋混凝土预制桩上做箱形基础；

深圳金城大厦在直径φ1.4～φ2.8m扩底为φl.7～φ4.2m的扩底桩上做2．3m厚的钢筋混凝土筏板。

1.2.2基础工程施工方案

高层建筑基础施工方案，应根据基础形式、埋深、地质勘察资料以及现场施工条件而定，并通过技术经济比较，选择最优方案。

1）如果基础工程周围无建筑物，且深度较浅又有足够场地时，可采用放坡开挖；

如果基础较深，且周围无足够场地又不允许放坡开挖，则基础的开挖应采取切实可行的支护措施。

高层建筑深基坑的开挖，宜采用机械施工。

上方开挖的方法应根据基坑面积的大小、开挖深度、支护结构的形式、环境条件等因素确定。

深基坑支护工程，对于确保基坑安全和基础工程的顺利进行，以及降低工程造价具有重要意义。

应根据现场的地质条件及施工条件，选用合适的支护结构，并精心组织施工。

应做好基坑工程的监测工作。

2）如果地下水位较高时，应根据地下水位情况采取适当的降水措施，保证基坑和基础的正常施工。

3）桩基础施工，可根据桩的形式选用合适的施工工艺及相应的施工机械，应尽量克服振动和噪声大的问题。

4）高层建筑采用的箱形基础或筏形基础，往往都有较厚的钢筋混凝土底板，均用于大体积混凝土范畴，因此在确定施工方案时，应采取有效的措施控制温度应力和收缩裂缝，以保证工程质量。

5）对于有多层地下室的高层建筑，可因地制宜地选择逆作法施工，以取得较好的经济效益和社会效益。

1.2.3基坑土方开挖

基坑土方开挖是高层建筑深基坑工程施工的重要工序。

应精心准备、合理组织施工，并要控制好基坑的稳定和变形，保护好工程桩。

基坑土方开控时，由于地基卸荷和土体应力释放，会不同程度地引起基坑的稳定和变形问题。

对基坑土方合理分层、分区、对称、均衡开挖，有利于控制变形的发展。

1.基坑放坡开挖

放坡开挖的基坑，由干邻近基坑周围无特别需要保护的设施，且无内部支护结构，因此便于组织机械化施工。

一般多用斗容量1m²

左右的反铲挖土机分层开挖土方，汽车下坑运土，如坑深较大时．可用挖土机向上传递，运土汽车不下坑。

放坡开挖的深基坑，应特别注意以下问题：

1）防止边坡失稳。

大规模机械挖土速度快，卸载快，迅速改变了原来土体的平衡状态，降低了土体的抗剪强度．对呈流塑或软塑状态的软土，极易造成滑坡。

如果再在坑顶邻近基坑处堆载，给边坡增加附加荷载，则更易形成边坡失稳，为此放坡开挖需进行边坡稳定计算，根据设计规定的边坡坡度留设边坡，如山坡暴露时间长还应对坡面进行处理，防止坡面滑动，有时尚需对坡脚进行加固。

2）保护好工程桩、对深基坑工程宜采用分层开控，避免高差过大，产生过大的推力，引起工程桩位移或倾斜。

分层厚度取决于基坑深度、挖土机械性能和运土的方便。

对于打设预制混凝土桩的工程，由于打桩的挤土和动力波的作用，使原处于平衡状态的地基土遭到破坏；

对于砂性土甚至形成液化，引起地下水上升到地面，使原来的地基强度削弱；

对于粘性土则由于很大的挤压应力，孔隙水压力升高形成超静水隙水压力，使土的抗剪强度明显降低。

如果打桩后紧接着开挖土方，若挖土高差过大，则形成一侧卸荷和侧向椎力，土体易产生水平位移使工程桩随之产生水平位移。

为此，对打设群桩的基坑，打桩后宜间隔一定日间再挖土，挖土时宜分层开控控制高差，以保护好工程桩。

2．基坑支护开挖

基坑支护土方开挖主要有以下三种方式：

（1）盆式开挖首先分层开挖基坑中间部分的土方，同边一定范围内的土方暂不开控，形成中间低、周边高的盆形。

开挖时，可视土质情况按1∶1～1∶2.5放坡。

挖土机利用坡道下至挖土工作面进行作业，运土汽车亦下坑运土。

这种挖土方式由于围护墙的前面留有土坡，对围护墙起支撑作用，可减少围护墙的变形。

但这种挖土方式当基坑较深时需设较长的坡道供挖土机和运土汽车上下，否则难以采用。

（2）岛〔墩）式开挖开挖基坑土方时先挖除基坑周边的土方，在基坑中央（或偏于一边）留一顶面稍低于地面的土墩，搭设栈桥或留通道，供挖土机经此下坑挖土，运土汽车亦可停在土墩处装土外运。

由于运土汽车不下到坑内，则需由几部挖土机传递去装车处装土。

待基坑周边挖至设计标高后，挖土机边退边挖、最后挖除土墩。

（3）栈桥挖土当处于建筑物密集地区施工，施工现场十分狭窄时，则可于基坑上方搭设栈桥（亦可利用或部分利用上层的支撑结构，利用抓斗挖土机在栈桥上抓土或垂直运土。

这种挖土方式搭设栈桥，且挖土速度较慢，只有必要时才采用。

对于有支护的基坑土方开控，需要注意以下问题：

1）配合支撑的加设，先撑后挖。

基坑土方开挖前，先要了解支护结构的计算工况，按照计算工况来安排分层开挖的顺序，支护结构设计都要求先撑后挖，即挖土至支撑设置标高时，要停止挖土，待支撑加设完毕并能起作用后，再继续往下开挖土方，这是保证支护结构安全和限制其变形的重要措施，土方开挖一定要遵守。

2）考虑时空效应，合理安排挖土顺序。

对具有流变特性的软土，土方开挖部分的空间几何尺寸和围护墙无支撑的暴露时间长短，对围护墙和基坑周围地层的位移有明显的影响，称为时空效应。

在粘土地区通过检测，发现基坑开挖与支护结构变形亦存在时间和空间的相关关系。

为此，在安排挖土顺序时，除按照为围护墙支撑的布置情况分层开挖外，尚需分区开挖，当一个区段的土方挖至规定标高后，紧接着立即安设支撑，以缩短围护墙支撑暴露时间，缩小时间效应的影响，同时由于空间几何尺寸的减小，亦缩小了空间效应的影响。

为使整个围护墙和支撑系统受力均衡，分区挖土时尚宜对称、均衡地进行，这对环形支撑体系尤为重要。

3）防止挖土后坑底回弹变形过大。

深基坑土体开挖后，地基土产生卸荷，由于土体中压力减小，土的弹性效应会使坑底产生一定的回弹变形。

回弹变形值与土的种类、坑深、坑的面积、是否浸水、暴露时间和挖土顺序等有关。

如基坑积水，粘性土因吸水位体积增加，不但抗剪强度降低，回弹变形亦增大。

为此，对软土地基要防止回弹过大，否则将增大建筑物的后期沉降。

挖土过程中减少基坑刚性变形的有效措施是设法减少土体中有效应力的变化。

减少暴露时间，并防止地基浸水。

因此，在基坑土方开挖过程中，应使降水设备始终正常运行；

分区挖土时，当部分区域挖至坑底设计标高后，应尽快浇筑垫层，如底板允许分块浇筑则更好。

在特殊情况下，需对下部土层进行加固处理、

基坑土方量较大、数万立方米以至数十万立方米者皆有之，挖土速度的快慢对基坑工程的工期起决定性影响。

挖土方式得当与否，还影响支护结构的安全和变形值。

设置支护结构和降低地下水位，在一定程度上都是为基坑挖土服务的。

因此，周密、正确地织织挖土施工，对基坑工程十分重要。

1.2.4基坑降水

为防止地下水影响基坑和基础的施工，应根据不同的降水深度、土质和地下水状态．分别采用集水明排、轻型井点、多级轻型并点、喷射井点和深井井管等降水形式，见表1-1。

当因降水引起地面沉陷而危及基坑及周边环境安全时，应采取隔水、回灌等措施：

表1—1降水类型及适用条件

集水明排是在基坑内设置排水沟和集水井，用抽水设备将基坑中水从集水井排出，达到疏干基坑内积水的目的；

井点降水是对基坑内的地下水或基坑底板以下的承压水进行疏干或减压；

隔水是用地下连续墙及喷射注浆（旋喷）、深层搅拌或注浆形成具有一定强度和抗渗性能的截水墙或底板，阻止地下水流入基坑，包括竖向隔水（悬持式和落底式）及水平封底隔水。

常用的隔水、限渗措施有：

采用地下连续墙、连续排列的排桩挡水；

采用分离式排桩墙，在桩间设旋喷、深层基坑降水设计原则如下：

1）降水井点宜尽量布置在基坑外，如需要在基坑内设井点，应仔细研究地下水及地层资料，采用砂（砾）渗井或短期使用的抽水并。

含水层渗透系数轻小，下部有渗透性较好的地层时，宜考虑抽水井、渗井综合作用。

2）基坑支护结构采用分离排列的桩式结构，不设隔水帷幕时，降水井点应主要布置在基坑外，达到控制地下水进入基坑及降低承压水头的目的；

基坑内可视基坑规模、地下水及地层情况，布置一定数量的自渗井和抽水井。

3）基坑四周设竖向隔水帷幕（包括地下连续墙），隔水帷幕插入隔水层时井点应设置在基坑内；

隔水帷幕未进入隔水层时，降水井点宜设置在基坑外，如为降低降水对周围建筑物的影响．井点也可设置在是境内。

搅拌等与桩共同形成隔水帐幕或在桩后单独设隔渗墙；

采用高压喷射注浆等方法形成封底隔渗。

4）基坑设全封闭隔水帷幕．一般不需设井点降低地下水位，为正常开挖基坑，可在基坑内布设井点抽除坑内积水。

基坑隔水是基坑围护的—部分，应与降水统一考验，必要时应预先进行试验。

1.2.5基坑工程监测

根据基坑工程事故的调查情况，基坑工程发生重大事故前或多或少都有预兆，如果能够切实做好监测工作，及时发现事故预兆并采取适当措施，则可比避免重大基坑事故的发生，减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。

同时由于基坑支护体系的复杂性和不确定性，计算理论和技术方法的不成熟以及主观认识与客观实际难以完全统一，也决定了基坑开挖、支护与地下结构建造必须强调信息化施工。

目前新修订的《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）和《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120一2012）都对基坑工程监测作了明确规定。

l监测要求

监测工作应包括基坑开挖和地下工程施工的全过程监测，一般应按下列要求实施。

1）基坑开挖前必须做出系统的监测方案，包括监测预目、监测方法及精度要求，监测点的布置、观测周期、监控时间、工序管理和记录制度、报警标准以及信息反馈系统等。

2）基坑监测应以获得定量数据的专门仪器测量或专用测试元件监测为主以现场目测检查为辅。

3）观测点的布置应能满足监测要求。

基坑开挖影响的范围随开挖深度的增加而增大，一般从基坑边缘向外1～2倍开挖深度范围内的建（构）筑物均为监测对象，3倍坑深范围内的重要建（构）筑物，尤其是古文物保护点应列入监测范围内。

4）位移观测基准点数量不应少于2点，且应设在影响范围以外，监测预目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于2次。

5）各预检测工作的时间间隔根据施工进程确定．当变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测。

当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。

每次监测工作结束后，应及时提交监测报告及处理意见。

由于国家标准受地域普遍性限制，各地区应根据当地经验确定适合本地区特点的监测控制标准。

2监测预目

基坑工程监测预目可根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJl20-2012）要求，按表1-2选择。

表1—2基坑工程监测预目表

3．监测报告

基坑开挖监测过程中，应据设计要求提交阶段性监测结果报告，工程结束时应提交完整的监测报告。

报告内容一般包括：

1）基坑工程概况。

2）监测预目和各测点的平面、立面布置图。

3）采用仪器的型号、规格和监测方法。

4）监测数据处理方法和监测结果过程曲线。

5）监测结果评价。

2.桩基础

桩基础是一种使用范围很广的深基础。

它是采用不同材料及不同的施工方法将桩设置在岩土层中，多数情况在桩顶设置承台，上部结构的荷载经承台再通过桩传递至岩土层。

由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由桩与桩直接连接的单桩基础称为桩基。

如图2—1所示。

图2-1桩基础示意图

我国在明、清时代，已经将桩基础广泛地应用到桥梁、水利、海塘、房屋等各类土木建筑中。

近代，特别是20世纪中后期，我国在工程建设中已相当普遍地采用了各种类型的桩基础。

由于桩基础能较好地适应各种地质条件、工程要求及荷载情况，又具有承载力大、稳定性好、绝对变形和相对变形值小，特别是变形速率小、收敛快等特点，一般情况下，如果采用浅基础而地基承载力、沉降及稳定性不能满足要求时，常采用桩基础。

随着高层．超高层巨大荷载建筑物的兴建，对地基基础的承载力、沉降及稳定性要求更高，高层建筑的竖向荷载大而集中，重心高，对倾斜十分敏感，在风载及地震水平荷载的作用下会产生巨大的倾覆力矩，若采用一般浅基础。

往往满足不了对地基基础的承载力、稳定性和差异沉降的要求，甚至采用整体刚度好的筏基、箱基，也可能达不到满意效果，而采用承载力大的桩基础，则可抵御复杂荷载，在各种地质条件下又具有较强的适应性。

可以说，桩基础已成为高层建筑理想的基础形式。

2.1桩的分类与选型

2.1.1桩基的适用范围

建（构）筑物的基础是否采用桩基础，应由建筑场地的地皮条件，上部结构对地基基础承载力、沉降及稳定性的要求，经济上是否合理等诸因素决定。

根据工程实践经验，通常在以下情况时采用桩基：

（1）地下水位较高的软弱地基上建筑荷载较大或较重要的建筑物时，若采用浅基础可能会产生过量沉降，为了将建筑物的地基变形控制在允许范围内，常常采用桩基础。

（2）对地面有大面积堆载的单层厂房、仓库等，可能因大量堰载使较软弱的地基产生过量的变形，基础出现不均匀沉降，或者因堆载使厂房往基产生转动而导致开裂，如图2—2所示。

当采用长度较大的桩基时，桩基一般不易转动，这样，因堆载引起的危害就可减轻或避免。

（3）高层房屋或高耸建筑物，因具有很大的竖向荷载及水平荷载，并且对倾斜有严格要求．而软弱地基上的高层房屋及高耸构筑物，若采用浅基础，可能因地基土质不均，荷载偏心或受相邻建筑的影响使建（构）筑物产生不向程度的倾斜。

例如，经有关部门估计，上海地区建在天然地基上的烟囱．一般都有不大于千分之五的倾斜。

当采用桩基础后，因桩能穿过软土层进入相对较好的持力层，使基础的承载力及稳定性大为改善，特别对采用桩基础的高耸构筑物效果更明显。

图2－2大面积堆载引起的柱基转动

（4）有大吨位重级工作制吊车的重型单层厂房和露天吊车的桩基，由于吊车载重量大，荷载变化频繁，再加上基础密集，使地基变形大且不均匀，当采用桩基后，虽然沉降量仍较大，但不均匀沉降量明显减小。

（5）对地基沉降及沉降速率有严格要求的精密设备基础，在工作过程中需控制振幅的动力设备基础，除活塞式压缩机基础外，采用桩基础是行之有效的办法。

（6）当相邻建（构）筑物间距较小时，由于相邻荷载影响，会使地基土所受附加应力增加，随之会产生地基土压缩变形量及变形范围增大，造成两建筑物产生相对倾斜或开裂，若采用桩基础，即使其中之一采用了桩基，也会使危害减轻或者避免出现危害。

（7）当地基上部软弱土层较厚不宜作为持力层，而在桩基能达到的深度范围内有较合适的持力层时，采用桩基是适宜的。

当建筑区局部遇到暗洪、深坑、古河道等情况时，也需考虑采用桩基。

（8）在覆盖层厚度悬殊的山区、丘陵地带，为了防止出现沉陷不均，也常常采用桩基础。

（9）在抗震设防区，将桩穿过可液化的土层井进入稳定土层足够深度，可防止建筑物因上部土层液化而发生震陷，使震害减轻。

实际资料表明，地震区的工业与民用建筑，凡是采用了桩基的建筑物，都提高了抗震能力，受严重损害的上部结构所占比例大为减小，可见采用桩基是在可液化地基中防震减灾的良好办法。

（10）桩既可作为建（构）筑物的基础，又可用于地基处理，还可作为挡土支护结构。

从以上情况可看出，桩基础提高建（构）筑物基础的承载力及稳定性的效果明显。

但是，当地基的承载力、沉降及稳定性不能满足要求时，以为只要采用了桩基础即能使问题得到解决的看法并不一定正确。

例如，在上部为硬塑的粘土层（其厚度能满足要求）而其下为软弱粘土的地基中，若不利用上部硬塑土层将桩穿过硬塑土层进入软弱下卧层，则会使上部土层的结构被破坏，使桩基沉降增大，基础的承载力降低。

所以，在采用桩基础时，既要使采用的桩型及施工方法与地质条件相适应，又要尽可能地利用地质条件让桩基承载力得到充分发挥。

2.1.2桩的分类

工程中，各种类型的桩可以从不同的角度对其进行分类。

目前，主要按桩的不同功能、桩与土相互作用的特点、桩的材料、桩的承台位置、桩的挤土作用及不同的成桩方法进行分类。

（一）按根的功能分类

图2－3不同功能的桩

（ａ）受压桩；

（ｂ）抗拔桩；

（ｃ）横向荷载主动桩；

（ｄ）横向荷载被动桩

1.承受轴向压力的桩

各类建（构）筑物的桩基绝大多数是以承受竖向荷载为主，桩顶荷载以轴向压力为主，如图2—3（a）所示。

2．承受轴向拔力的桩

输电塔、微波发射塔、海洋石油平台等高耸结构及系泊系统等结构物的桩基、水下建筑抗浮桩基（水上栈桥桩基）等均属此类，其功能主要是抵抗上拔力．故桩基荷载以轴向拔力为主，如图2—3（b）所示。

3.承受横向荷载的桩

当外荷载（力、力矩）的作用方向与桩纵轴线垂直，使桩身横向受剪、受弯，这种桩即属受横向荷载的桩，如承受较大剪力的桩、挡土桩等均属此类，如图2—3（c）、（d）所示。

（二）按桩与土相互作用的特点分类

1.受竖向荷载的桩

（1）摩擦型桩。

在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩加阻力承受．桩端阻力小到可您略不计时称为摩擦桩；

在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受时称为端承摩擦桩。

处于以下情况的桩可视为摩擦型桩。

1）桩端无坚实持力层且不扩底的桩，因桩端阻力不大，主要据摩阻力支承。

2）长径比很大的桩，即使桩端置于坚实持力层上，当受荷载后，因桩自身压缩量所占比例过大，以致传递到桩端的荷载已较小。

3）灌注桩施工成孔后，孔底沉碴超过一定厚度，较厚的沉碴覆盖于坚实的持力层上，使持力层的承载力难以充分发挥，桩端阻力减小很多。

4）在进行打入桩施工过程中，若因桩距小、桩数多、施打顺序不合理且沉桩速度较快时，会使土层中产生的超孔静水压力来不及消散，致使先打入土体的桩被抬起，对已经进入持力层而后被拾起的桩，其桩端阻力明显降低，只能视作摩擦型桩。

（2）端承型桩。

在承载能力极限状态下，桩顶坚向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计时称为端承桩，在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受时称为摩擦端承桩。

处于以下情况的桩属端承型桩。

1）桩的长径比不太大，并且桩端置于坚硬粘土层、砂砾石层等坚实的土层或岩层中，这类桩的端阻力所占比例较大，属端承型桩，

2）桩端持力层的承载力旦不是很大，但桩端直径被扩大较多，使桩端总阻力所占比例较大时，也应视为端承型桩。

图2－4桩的类型

2．受横向荷载的桩

（1）主动桩。

建筑物的桩基础受风载、地理水平荷载、车辆制动力等作用时，桩顶承受横向荷载．这时桩身（主要是桩上半段）轴线偏离初始位置，桩侧所受的土压力是因为桩主动变位而产生，将这类桩视为主动桩，如图2—3（c）所示。

（2）被动桩。

位于深基坑四周的支挡桩、堤岸边的支护桩及斜坡体中的抗滑桩，都需承受横向荷载，即沿桩身一定范围内承受着桩侧土压力，使桩身轴线因土压力作用而偏离初始位置，将这类桩视为被动桩，如图2—3（d）所示。

（三）按制作材料分类（图2—4）

1.木桩

适合在地下水位以下的土层中使用，且耐久性好，但在地下水位变化大的地区不宜使旧木材资源不足，除个别工程作为应急措施局部采用木桩外，已不批量采用。

2．钢桩

它可根据荷载要求选择各种有利于提高承载力的断面。

使用较多的是管形和H型钢桩。

采用钢管桩时，为了减小施工时的挤土效应，常常不封闭管底形成敞口式，沉桩时因土体进入管内形成土塞，沉桩完毕后，管内空间按设计要求决定是否填充。

钢管桩直径一般为如φ400m～1000mm。

H型桩的比表面积大，为提高摩阻力而采用H型桩是较为理想的，当在H型钢桩的翼缘或腹板上加焊钢板或型钢后，可使摩阻力提高更多。

对于承受侧向荷载的钢桩，可根据弯矩沿桩身的分布情况，对桩身的刚度和强度进行局部加强。

钢桩施工时，质量易于保证，运输方便，接桩较容易。

但钢桩的造价相当于钢筋混凝土桩的几倍，国内主要是在重大工程中采用它．如上海宝钢的工程建设中采用了为数较多的钢桩，对个别处于深厚软土层的高重建筑物或海洋平台的基础也需采用钢桩。

3．混凝土桩及钢筋混疑土桩

用不同的施工方法先就地成孔，然后在孔内灌注混凝土，即成混凝土桩。

混凝土桩作为只承受竖向荷载的基础是可行的。

钢筋混凝土桩既可预制，又可就成孔灌注而成，还可采用预制与现浇组合的形式成桩。

钢筋混凝土桩可根据工程需要选用相应的载面形状及长度，几何尺寸可变范围大，适合在各种地层中采用，桩的配筋率不向，一般为0.2％～1.5％，造价低，耐久性好，桩基工程中所采用的绝大多数桩即属此类。

因此．钢筋混凝土桩也是桩基工程的主要发展方向及主要研究对象。

4．灰土桩、砂桩、碎石桩

这类桩是以灰土、砂石等材料置换或挤密地基土，使桩与地基土组成复合地基，在软弱地基土中采用这类桩，可达到加固地基的目的。

（四）按桩承台位置分类

不同功能的建（构）筑物，当采用桩基础时，桩顶承台的位置需适应建（构）筑物功能的需要。

例如，桥梁、码头的构筑物桩基，其承台一般均位于地面或水面以上，称为高承台桩基，也称高桩。

工业与民用建筑采用的桩基础，承台一般位于地面以下，即桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，称为低承台桩基，又称低桩。

（五）按施工时柱的挤土作用分类

1.挤土桩

打入桩在沉桩过程中桩周土被压密或挤开，使拉用土受到严重扰动，土的原始结构被破坏，土的工程性质明显改变。

在液化土、松散土层中施工挤土桩，因桩侧土、桩端土被