施工工艺教学课件:第六章--盖挖法施工.ppt
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- 施工工艺 教学 课件 第六 _ 盖挖法 施工
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1、 l 盖挖法是先盖后挖,以临时路面或结构顶板维持盖挖法是先盖后挖,以临时路面或结构顶板维持 地面畅通再进行下部结构施作的施工方法。早期的盖地面畅通再进行下部结构施作的施工方法。早期的盖 挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面 维持地面交通。开挖到基坑底部后,浇筑底板直至浇维持地面交通。开挖到基坑底部后,浇筑底板直至浇 筑顶板的盖挖顺作法。筑顶板的盖挖顺作法。 l 后来使用盖挖逆作法。用刚度更大的围护结构取后来使用盖挖逆作法。用刚度更大的围护结构取 代了钢桩,用结构顶板作为路面系统和支撑,结构施代了钢桩,用结构顶板作为路面系统和支撑,结构施
2、作顺序是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。作顺序是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。 也有采用盖挖半逆作法,施工程序如下:围护结构也有采用盖挖半逆作法,施工程序如下:围护结构 顶板挖土到基坑底部底板及其侧墙中板及其侧顶板挖土到基坑底部底板及其侧墙中板及其侧 墙。墙。 l 盖挖法施工的优点是:结构的水平位移小;结构盖挖法施工的优点是:结构的水平位移小;结构 板作为基坑开挖的支撑,节省了临时支撑;缩短占道板作为基坑开挖的支撑,节省了临时支撑;缩短占道 时间,减少对地面干扰;受外界气候影响小。时间,减少对地面干扰;受外界气候影响小。 l 其缺点是:出土不方便;板墙柱施工接头多,需其缺点是:出
3、土不方便;板墙柱施工接头多,需 进行防水处理;工效低,速度慢;结构框架形成之前,进行防水处理;工效低,速度慢;结构框架形成之前, 中间立柱能够支承的上部荷载有限。中间立柱能够支承的上部荷载有限。 l 盖挖法施工主要有以下几种类型:盖挖顺作法;盖盖挖法施工主要有以下几种类型:盖挖顺作法;盖 挖逆作法;盖挖半逆作法;盖挖顺作法与盖挖逆作法挖逆作法;盖挖半逆作法;盖挖顺作法与盖挖逆作法 的组合;盖挖法与暗挖法的组合;盖挖法与盾构法组的组合;盖挖法与暗挖法的组合;盖挖法与盾构法组 合。合。 盖挖逆作法施工程序图 盖挖顺作法与盖挖逆作法组合施工程序图 a-施工上半部围护结构、中间柱、挖土并架设支撑、下半
4、部围护结构;b-主体结构中 间柱施工;c-浇筑第二层楼板并开挖土方;d-架设支撑,浇筑第三层楼板及其侧墙并 开挖土方;e-依次浇筑第四层楼板及相应侧墙;f-用顺作法浇筑第一、二层结构,拆 除临时设施回恢路面。 盖挖法与暗挖法组合施工程序图 用暗挖法修建两个行车隧道及梁柱; 锚喷护坡、挖孔桩;用盖挖法完成其它部分。 l (一一)施工期间地面的处置施工期间地面的处置 l 有以下基本方式有以下基本方式: l1、部分或全部占用地面;部分或全部占用地面; l2、分条施工临时路面和结构顶板,维持部分交通;、分条施工临时路面和结构顶板,维持部分交通; l3、夜间施工、白天恢复交通。、夜间施工、白天恢复交通。
5、 l 盖挖法施工的地下工程围护结构型式基本可分为两大类:盖挖法施工的地下工程围护结构型式基本可分为两大类: l1)由桩(钻孔桩、挖孔桩或预制桩)和内衬墙组成的柱墙结构;由桩(钻孔桩、挖孔桩或预制桩)和内衬墙组成的柱墙结构; l2)地下连续墙或地下连续墙与内衬墙组合结构。在软弱土层中,地下连续墙或地下连续墙与内衬墙组合结构。在软弱土层中, 多采用刚度和防水性较好的地下连续墙。多采用刚度和防水性较好的地下连续墙。 l围护结构与内衬墙之间的构造视传力方式不同可分为两种:围护结构与内衬墙之间的构造视传力方式不同可分为两种: 分离式结构、复合式结构分离式结构、复合式结构 l当围护结构与内衬墙之间需设防水
6、层时,为保证当围护结构与内衬墙之间需设防水层时,为保证 防水效果在围护结构与内衬墙和板之间一般不用钢筋防水效果在围护结构与内衬墙和板之间一般不用钢筋 拉结。施工中为保证板的强度和刚度,有时需在上下拉结。施工中为保证板的强度和刚度,有时需在上下 板之间设置拉杆或临时立柱。软弱土层中,分离式内板之间设置拉杆或临时立柱。软弱土层中,分离式内 衬墙往往较厚,但由于防水性能好,采用较多。衬墙往往较厚,但由于防水性能好,采用较多。 l在围护结构与内衬墙设置拉结钢筋,使二者结合为在围护结构与内衬墙设置拉结钢筋,使二者结合为 整体,共同受力。但防水效果较差。整体,共同受力。但防水效果较差。 l 从减少墙体水平
7、位移和对附近建筑物影响来看,盖从减少墙体水平位移和对附近建筑物影响来看,盖 挖逆作法效果最好。在软弱土层开挖时,侧压力较大,挖逆作法效果最好。在软弱土层开挖时,侧压力较大, 除以板作为墙体的支撑外,还需设置一定数量的临时除以板作为墙体的支撑外,还需设置一定数量的临时 支撑,并施加预应力。支撑,并施加预应力。 l 中间临时柱在结构框构形成前是承受竖向荷载的主中间临时柱在结构框构形成前是承受竖向荷载的主 要受力构件,能减少板的应力。盖挖要受力构件,能减少板的应力。盖挖 顺作法大多采用顺作法大多采用 在永久柱两侧单独设置临时柱。而盖挖逆作法多使临在永久柱两侧单独设置临时柱。而盖挖逆作法多使临 时柱与
8、永久柱合二为一。临时柱通常采用钢管柱或时柱与永久柱合二为一。临时柱通常采用钢管柱或H 形钢柱。柱下基础可采用桩基和条基。桩基多采用灌形钢柱。柱下基础可采用桩基和条基。桩基多采用灌 注桩。注桩。 条基用于地质条件较好的地段,可通过暗挖小条基用于地质条件较好的地段,可通过暗挖小 隧道来完成。隧道来完成。 l 土方挖运是控制逆作法施工进度的关键工序,开土方挖运是控制逆作法施工进度的关键工序,开 挖方案还直接影响板的模板型式及侧墙挖方案还直接影响板的模板型式及侧墙 水平位移的大水平位移的大 小。根据基坑的空间和地质条件,可选择是人工挖运小。根据基坑的空间和地质条件,可选择是人工挖运 或是小型挖掘机挖运
9、。或是小型挖掘机挖运。 l 盖挖法施工的土方,由明、暗挖两部分组成。条盖挖法施工的土方,由明、暗挖两部分组成。条 件许可时,从改善施工条件和缩短工期考虑应尽可能件许可时,从改善施工条件和缩短工期考虑应尽可能 增加明挖土方量。一般是以顶板底面作为明、暗挖土增加明挖土方量。一般是以顶板底面作为明、暗挖土 方的分界线。这样可利用土模浇筑顶板。而在软弱土方的分界线。这样可利用土模浇筑顶板。而在软弱土 层,难以利用土模时,明挖土方可延续到顶板下,按层,难以利用土模时,明挖土方可延续到顶板下,按 要求架设支撑,立模浇筑顶板。要求架设支撑,立模浇筑顶板。 l暗挖土方时应充分利用土台护脚支撑效应,采用中暗挖土
10、方时应充分利用土台护脚支撑效应,采用中 心挖槽法,即先挖出支撑设计位置土体,架设支撑,心挖槽法,即先挖出支撑设计位置土体,架设支撑, 再挖两侧土体。再挖两侧土体。 l暗挖时,材料机具运送、挖运的土方均通过临时出暗挖时,材料机具运送、挖运的土方均通过临时出 口。临时出口可单独设置或利用隧道的出入口和风道。口。临时出口可单独设置或利用隧道的出入口和风道。 l逆作法施工时,结构的内衬墙及立柱是由上而下分逆作法施工时,结构的内衬墙及立柱是由上而下分 段施作,施工缝一般多在立柱设段施作,施工缝一般多在立柱设V型接头、在内衬墙型接头、在内衬墙 上设上设L型接头进行处理。型接头进行处理。 施工缝的结构形式
11、l施工缝根据结构对强度及防水的要求,有三种处理施工缝根据结构对强度及防水的要求,有三种处理 的方法可供选择:的方法可供选择: l 1、直接法。在先浇混凝土的下面继续浇筑,浇注口、直接法。在先浇混凝土的下面继续浇筑,浇注口 高出施工缝,利用混凝土的自重使其密实,对接缝处高出施工缝,利用混凝土的自重使其密实,对接缝处 实行二次振捣,尽可能排除混凝土中的气体,增加其实行二次振捣,尽可能排除混凝土中的气体,增加其 密实性。密实性。 l 2、充填法。在先浇和后浇混凝土之间留一个充填接、充填法。在先浇和后浇混凝土之间留一个充填接 头带,清除浮浆后再用膨胀的混凝土或砂浆充填。头带,清除浮浆后再用膨胀的混凝土
12、或砂浆充填。 l 3、注人法。在先浇和后浇混凝土之间的缝隙压人水、注人法。在先浇和后浇混凝土之间的缝隙压人水 泥浆或环氧树脂使其密实。泥浆或环氧树脂使其密实。 施工缝的处理 l 修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用 暗挖法施工,称为浅埋暗挖法。暗挖法施工,称为浅埋暗挖法。 l采用浅埋暗挖法应与明挖法、盖挖法、盾构法等采用浅埋暗挖法应与明挖法、盖挖法、盾构法等 施工方法,进行经济、技术及环境因素等方面的分析施工方法,进行经济、技术及环境因素等方面的分析 比较。比较。 l l确定深、浅埋隧道覆盖厚度分界值确定深、浅埋隧道覆盖厚度分界值hp的经验公式为
13、:的经验公式为: l hp(202.5)ha l式中:式中: l ha 深埋隧道垂直荷载计算高度(深埋隧道垂直荷载计算高度(m), l ha=(0.225+0.045B)26s(公式适用于公式适用于B5m); l其中:其中:S围岩类别,如围岩类别,如类围岩即类围岩即S=3; l B坑道宽度坑道宽度(m)。 l 当隧道覆盖厚度当隧道覆盖厚度h小于小于hp时为浅埋隧道。时为浅埋隧道。 l 计算计算hp时,时,类围岩取高值;当有不利于山类围岩取高值;当有不利于山 体稳定的地质构造时,应适当加大体稳定的地质构造时,应适当加大hp值。值。 l采用非爆破法开挖及采用喷锚支护时采用非爆破法开挖及采用喷锚支护
14、时hp可适当减可适当减 小;隧道开挖宽度大时采用高值。小;隧道开挖宽度大时采用高值。 l 对于软弱围岩地段,为了较准确地判别隧道埋深对于软弱围岩地段,为了较准确地判别隧道埋深 的性质,可以通过试验段进行荷载实测。的性质,可以通过试验段进行荷载实测。 l 应用实测压力应用实测压力(P)与垂直土柱重与垂直土柱重(h)之比来确定隧之比来确定隧 道处于何种埋深。其判别标准可参考如下经验值:道处于何种埋深。其判别标准可参考如下经验值: l 当当p/h0.4为深埋隧道为深埋隧道 lp/h0.4为浅埋隧道为浅埋隧道 l 有时还进一步将有时还进一步将P/ h0.6者,称为超浅埋隧道。超者,称为超浅埋隧道。超
15、浅埋隧道在初期支护作用下,其围岩塑性区,在一般浅埋隧道在初期支护作用下,其围岩塑性区,在一般 情况下将达到地表,覆盖层发生整体位移下沉。情况下将达到地表,覆盖层发生整体位移下沉。 l 浅埋暗挖法施工隧道工程时,应根据工程特点、浅埋暗挖法施工隧道工程时,应根据工程特点、 围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等,选围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等,选 择适宜的开挖方法及掘进方式。必要时,应通过试验择适宜的开挖方法及掘进方式。必要时,应通过试验 段进行验证。段进行验证。 l 施工中常用的开挖方法是台阶法以及适用于特殊施工中常用的开挖方法是台阶法以及适用于特殊 条件的各类型分部开挖方法。
16、条件的各类型分部开挖方法。 l 一般山岭隧道可采用正台阶法施工。城市及附近一般山岭隧道可采用正台阶法施工。城市及附近 地区的一般隧道可采用上台阶分部开挖法或短台阶法地区的一般隧道可采用上台阶分部开挖法或短台阶法 施工。大断面的城市或山岭隧道可采用中隔墙台阶法、施工。大断面的城市或山岭隧道可采用中隔墙台阶法、 单侧壁导坑法或双侧壁导坑法施工。城市地铁车站,单侧壁导坑法或双侧壁导坑法施工。城市地铁车站, 地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法,侧洞法或中洞地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法,侧洞法或中洞 法施工。法施工。 正台阶法 a-上台阶分部开挖法;b-短台阶法 a-中隔墙台阶法;b-单侧壁导坑法;c
17、-双侧壁导坑法 柱洞法施工顺序; 侧洞法施工顺序 中洞法施工顺序 l 浅埋隧道断面较大时不宜采用全断面开挖。浅埋隧道断面较大时不宜采用全断面开挖。 l 施工中应尽量减少对围岩的扰动,优先采用掘进机施工中应尽量减少对围岩的扰动,优先采用掘进机 或人工开挖。采用爆破开挖时,应采用短进尺、弱爆或人工开挖。采用爆破开挖时,应采用短进尺、弱爆 破,必要时要对爆破振动进行监控。爆破进尺一般不破,必要时要对爆破振动进行监控。爆破进尺一般不 宜超过宜超过1.0m。 l 浅埋暗挖法施工的隧道多采用复合式衬砌。支护浅埋暗挖法施工的隧道多采用复合式衬砌。支护 设计时可分为三种情况:设计时可分为三种情况: l初期支护
18、承受全部荷载,二次支护初期支护承受全部荷载,二次支护(内层衬砌内层衬砌)仅作仅作 为安全贮备;为安全贮备; l初期支护与二次支护共同承担荷载;初期支护与二次支护共同承担荷载; l初期支护仅作为施工期间的临时支护,二次支护初期支护仅作为施工期间的临时支护,二次支护 作为主要承载结构。作为主要承载结构。 l 设计时应将结构设计,施工方法及支护方式,辅助设计时应将结构设计,施工方法及支护方式,辅助 施工方法等进行综合研究,并经试验段进行验证。在施工方法等进行综合研究,并经试验段进行验证。在 施工过程中根据量测数据不断进行改善。施工过程中根据量测数据不断进行改善。 l 一般地质条件下,初期支护类型由喷
19、、锚、网、钢一般地质条件下,初期支护类型由喷、锚、网、钢 架或格构架四种方式而组成不同的结构型式对于浅埋架或格构架四种方式而组成不同的结构型式对于浅埋 软弱地层,锚杆的作用明显降低,其顶部锚杆由于作软弱地层,锚杆的作用明显降低,其顶部锚杆由于作 用不大而常被取消,应采用刚度较大的初期支护。可用不大而常被取消,应采用刚度较大的初期支护。可 采用喷射钢纤维混凝土代替以加快支护速度及提高支采用喷射钢纤维混凝土代替以加快支护速度及提高支 护质量。护质量。 l 大断面软弱地层施工中采用分部开挖,其初期支护大断面软弱地层施工中采用分部开挖,其初期支护 常与临时支护(临时仰拱、中隔墙)结合,使每块分常与临时
20、支护(临时仰拱、中隔墙)结合,使每块分 部开挖后都及时得以封闭。为了强化初期支护,有时部开挖后都及时得以封闭。为了强化初期支护,有时 在做内层衬砌前才进行拆除。在做内层衬砌前才进行拆除。 l 对于地下水丰富的浅埋隧道,应采用洞内井点降对于地下水丰富的浅埋隧道,应采用洞内井点降 水和周边围岩注浆等措施来改善施工条件。在地下水水和周边围岩注浆等措施来改善施工条件。在地下水 丰富的浅埋情况下,也可结合深井降水和地面预注浆丰富的浅埋情况下,也可结合深井降水和地面预注浆 堵水等措施进行水的综合治理,以减少水的危害,确堵水等措施进行水的综合治理,以减少水的危害,确 保施工的安全和围岩的稳定。保施工的安全和
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