筑等行业均大量地使用了土工合成材料。据粗略统计,应用土工织物滤层 应用技术的工程超过近1 0000个:应用加筋垫层技术的超过1000个,使 用加筋技术修建的高大挡土墙和码头岸壁超过100个,仅重庆市的加筋岸 壁的长度已超过20km;土工织物软体排已应用于所有的航道整治工程;麻 袋混凝土技术不仅在苏南运河已有30年的应用历程,近几年也在海湾工 程中得到大规模的使用:长江堤防工程和许多堆石坝已大量土工膜防渗 墙;高速公路广泛采用土工织物综合治理路基和路面病害,均取得了显著 的技术经济效益。
长江口深水航道治理工程:该工程于1998年开工.其主要整治建筑物有 南、北导堤两座总长97.28 Km、丁坝24座总长19.09 Km,分水口鱼嘴浅 堤3.8Km.该工程大规模地使用了软体排护底、充填袋筑堤、塑料排水板 处理软土地基和模袋混凝土压顶技术。共使用各类土工织物3285万m2、 加筋带3826万m、塑料排水板670万m.很好的控制了河势稳定、保障了 堤身结构在施工期和使用期的稳定安全。该工程的二期工程已于2004年 竣工,确保了二期工程航道整治目标水深的实现。
青藏铁路工程:在新建的1118Km线路中,积极慎重大量地应用了土工合 成材料,解决了高寒地区筑路的特殊技术问题。 如在高含冰量较高路基 堤中采用土工搁栅,加强了路基的强度,解决不均匀沉降,避免纵向裂缝; 在高含冰量冻土段的路暂及深季节冻上段使用防渗复合土工膜,防止了地 表水渗入地基,影响冻土的温度场及水分含量避免造成融化下沉和冻涨问 题的产生;采用平面及三维土工网垫,试验人工植草,解决边坡防护;使 用土工格室进行软土地基处理和边坡柔性防护等,均取得了良好的效果。 1.3深基坑支护及边坡防护技术 1.3.1复合土钉墙支护技术 (1)主要技术内容
复合土钉墙是20世纪90年代研究开发成功的一项深基坑支护新技术。它 是由普通土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术(如预应力锚杆、竖向 钢管、微型桩等)或截水技术(深层搅拌桩、旋喷桩等)有机组合成的支护 截水体系,分为加强型土钉墙,截水型土钉墙,截水加强型土钉墙三大类。 复合上钉墙具有支护能力强,适用范围广,可作超前支护,并兼备支护、 截水等性能,是一项技术先进,施工简便,经济合理,综合性能突出的深 基坑支护新技术. (2)技术指标
复合土钉墙目前尚无技术标准,其主要组成要素普通上钉墙、预应力锚杆、 深层搅拌桩、旋喷桩等应符合国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》 JGJl20-99等技术标准的要求。另外,微型桩一般桩径Φ250—Φ300,间 距0.5—2.0m,骨架可采用钢筋笼或型钢,端头伸入坑底以下;2.0—4.0m。 竖向钢管一般Φ48—Φ60,壁厚3—5mm。复合土钉墙在水位以下和软土中, 采用Φ48、厚3.5mm钢花管土钉,直接用机械打入土中,并从管中高压注 浆压入土体。 (3)适用范围
复合土钉墙可用于回填土、淤泥质土、粘性土、砂土、粉土等常见土层; 可在不降水条件下采用,解决了在城市建设中国环境限制不宜人工降水的 难题;在无环境限制时,可垂直开挖与支护,易于在场地狭小的条件下方
便施工;在工程规模上,深度20m以内的深基坑均可根据具体条件,灵活、 合理地推广使用。 (4)已应用的典型工程
复合土钉墙由于技术上和经济上的综合优势, 目前在北京、上海、深圳。 广州、浙江、南京、武汉等地得到了广泛的应用,仅深圳、上海每年应用 复合土钉墙支护的基坑工程都在150—200个,典型的工程如深圳电视中 心(深9.3—12.85m);深圳长城盛世家园一期(深11.65m),深圳长城盛世 家园二期(14.2—21.7m);深圳凤凰大厦(深14.0m);深圳假日广场(深
14.0—20.0m);上海西门广场等一批深5.0—7.0m,并有深层软土的基坑; 广州地铁新港站(深9—14.1in)等。 1.3.2预应力锚杆施工技术 (1)主要技术内容
将拉力传递到稳定的岩层或上体的锚固体系。锚杆的一端与岩土体或结构 物相连,另一端锚固在岩土体层内,并对其施加预应力,以承受岩土压力、 水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的结构拉力,用以维护岩土体或结构物的 稳定。它通常包括杆体(由钢绞线、钢筋、特殊钢管等筋材组成)、灌浆 体、锚具、套管和可能使用的联接器。预应力锚杆施工包括:钻孔、预应 力钢筋制作安放、灌浆、外锚头制作及张拉与锁定。 (2)技术指标
预应力锚杆施工技术指标应符合标准《锚杆喷射混凝上支护技术规范》 GB5 0086-2001、《建筑基坑支护技术规程》JGJ122-99、《岩土锚杆设计与 施工规范》(送审稿—2004)等的规定。通常锚杆钻孔直径为130—160mm, 荷载设计值为200~300KN (3)适用范围
预应力锚杆广泛的应用于各类岩土体加固工程,如隧道与地下洞室的加 固、岩土边坡加固、深基坑支护、混凝土坝体加固、结构抗浮、抗倾覆, 各种结构物稳定与锚固等。 (4)已应用典型工程
预应力锚杆在国内的土建王程中,例如高层建筑深基础工程、水电工程、 铁道工程、交通工程、矿山工程、军工工程等基础设施工程中逐渐得到广 泛应用.比较典型的工程有北京京城大厦深基坑支护工程、三峡永久船闸 高边坡预应力锚杆加固工程、首都机场扩建工程地下车库抗浮工程、小浪 底水利枢纽地下厂房支护工程、京福高速公路边坡加固及滑坡整治工程。 1.3.3组合内支撑技术 (1)主要技术内容
组合内支撑技术是建筑基坑支护的一项新技术, 它是在混凝土内支撑技 术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系, 主要利用组合式钢结构构 件截面灵活可变、加工方便等优点, 其具有以下特点: 适用性广,可在各种地质情况和复杂周边环境下使用; 施工速度快;支撑形式多样; 计算理论成熟;
可拆卸重复利用,节省投资。 (2)技术指标 (3)适用范围
适用于周围建筑物密集,相邻建筑物基础埋深较大,周围土质情况复杂 施工场地狭小,软土场地等深大基坑: (4)已应用典型工程
北京国贸中心、广东工商行业务大楼、广东荔湾广场、广东金汇大厦, 1.3.4型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术 (1)主要技术内容
型钢水泥土复合搅拌桩支护结构同时具有抵抗侧向土水压力和阻止地下 水渗漏的功能,主要用于深基坑支护。其制作工艺是:通过特制的多轴深 层搅拌机自上而下将施工场地原位土体切碎,同时从搅拌头处将水泥浆等 固化剂注入土体并与土体搅拌均匀,通过连续的重叠搭接施工,形成水泥 土地下连续墙;在水泥土硬凝之前,将型钢插入墙中,形成型钢与水泥土 的复合墙体。实际工程应用中主要有两种结构形式:I型是在水泥土墙中 插入断面较大H型,主要利用型钢承受水土侧压力,水泥土墙仅作为止水 帷幕,基本不考虑水泥土的承载作用和与型钢的共同工作,型铜一般需要 涂抹隔离剂,待基坑工程结束之后将H型钢拔除,以节省钢材。II型是在 水泥土墙内外两侧应力较大的区域插入断面较小的工字钢等型钢,利用水 泥土与型钢的共同工作,共同承受水土压力并具有止水惟幕的功能。该技 术具有以下技术特点:施工时对邻近土体扰动较少,故不致于对周围建筑 物、市政设施造成危害;可做到墙体全长无接缝施工、墙体水泥土渗透系 数k可达10-7cm/s,因而具有可靠的止水性;成墙厚度可低至550mm,故 围护结构占地和施工占地大大减少;废土外运量少,施工时无振动、无噪
声、无泥浆污染;工程造价较常用的钻孔灌注排桩的方法约节省20%—30%。 (2)技术指标
水泥土地下连续墙按《地基处理技术规程》J220-2002相关要求施工。水 泥土强度宜大于1MPa,水泥土渗透系数k宜太于10-6mm/s。水泥土墙厚宜 大于5 5 0mm,且应符合当地对水泥土止水帷幕厚度的要求和施工技术的要 求。型钢的断面、长度和在水泥土墙中的位置应由设计计算确定。型钢材 质须满足国家相关规范的要求。 (3)适用范围
该技术可在粘性土、粉土、砂砾土使用, 目前在国内主要在软上地区有成 功应用。该技术目前可在开挖深度15m下的基坑围护工程中应用。 (4)已应用的典型工程
型钢水泥土复合搅拌桩支护结构在许多基坑支护工程中得到了成功应用, 例如:上海静安寺下沉式广场、上海国际会议中心、和田路下立交引道、 丁香花园大厦、地铁陆家嘴车站出入口、地铁2号线龙东路延伸段、上海 梅山大厦,上海怡沣丰基地等工程的基坑围护。 1.3.5冻结排桩法进行特大型深基坑施工技术 (1)主要技术内容
基础冻结排桩法的基本思路是:以含水地层冻结形成的冻结惟幕墙为基坑 的封水结构,以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的受力结构,充分发挥 各自的优势特点。在施工深、大基坑时,采用排桩作为结构支撑体系工艺 成熟,冻结帷幕具有良好的封水性能,两种技术的结合不仅解决了基础维 护结构的嵌岩问题而且解决了封水问题,施王可操作性强。两种技术的结 合既是优势互补,又是一种大胆的技术创新。
为了保护冻结墙体,增加封水深度减少基底涌水量和扬压力,通过冻结孔 外侧设置的多个注浆孔在一定标高范围内形成注浆帷幕。同时考虑到冻结 过程中冻土体积膨胀会产生一定的冻胀力,为降低冻胀力对排桩结构的影 响,在冻结孔外侧距其中心一定位置处插花布设多个卸压孔, 施工中需要注意的问题:
①在冻结过程中土的体积膨胀将对排桩产生较大的水平冻胀压力.
②排桩靠基坑内侧在基坑开挖过程中与空气接触后,温度将急剧上升;而另 外一侧与冻土墙体接触温度非常低,排桩因两侧巨大温差将产生的温度应 力
③冻土墙体达到设计厚度后,如何对其进行有效控制从而避免产生更大的冻 胀力.
④岩土力学基本理论的不成熟,设计计算所采用的数学力学模型岩土体的实 际应力—应变状态常存在着较大的差距,必须加强工程监测,通过信息化 施工及时发现问题,保证工程安全. (2)技术指标
根据深大基坑施工的技术难点和特点冻结排桩法施工,各分项工程的主要 技术指标如下:
①排桩垂直度:1/200; ②排桩充盈系数:5%;
③排桩平面位置偏差: ±2cm;
④冻结管垂直度:表土0.3%;岩层0.5%;
⑤盐水温度:积极冻结期-25~28℃;维护冻结期-22~25℃ ⑥设计冷凝温度:30℃; ⑦冻结壁平均温度:-7℃; (3)适用范围
冻结止水适应于各种不良地质情况,并且基坑越深,其经济上、工期上的 优势也就越大,特别是地下水丰富的软土地层就更具有优越性。适用于 2 5-50米的大型和特大型基坑(矩形、圆形和其他几何形状)的施工。 (4)已应用的典型工程
在润杨长江公路大桥南汉悬索桥南锚碇基础等项目的施工中得以应用,并 取得成功经验,为今后特大型深基坑基础工程开创了新的技术手段。 该项目由中国路桥集团第二公路工程局开发,是中国路桥集团重点资助的 科技开发项目.
1.3.6高边坡防护技术 (1)主要技术内容
经过采用极限平衡法、数值分析方法对边坡稳定性进行分析计算,得出保 证高边坡稳定所需要的锚固力。通过在坡体内施工预应力锚索、打入一定 数量的系统锚杆(土钉)或注浆加固对边坡进行处治。系统预应力锚索为 主动受力,单根锚索设计锚固力可高达3000KN,是高边坡深层加固防护的 主要措施。系统锚杆(土钉)对边坡防护的机理相当于螺栓的作用,是一 种对边坡进行中浅层加固的手段.根据滑动面的埋深确定边坡不稳定块体 大小及所需锚固力,一般多用预应力锚(索)杆有针对性的进行加固防护。 为防治边坡表面风化、冲蚀或弱化,主要采取植物防护、砌体封闭防护、 喷射(网喷)混凝上等作为坡面防护措施。
(2)技术指标
根据边坡高度、岩体性状、构造及地下水的分布,判断潜在滑移面的位置。 选择适宜的计算方法确定所需的锚固力并给出整体安全系数.采用加固防 护措施提高边坡的稳定性.主要技术指标为: 锚索锚固力:500—3000KN 锚杆锚固力:100—500KN 喷射混凝土:强度不低于C20
锚(索)杆固定方式:可采用机械固定、灌浆(胶结材料)固定、扩张基 底固定方式,根据粘结强度确定锚固力设计值。
在实际工程中,要结合边坡坡度、高度、水文地质条件、边坡危害程度合 理选择防护措施,提高地层软弱结构面、潜在滑移面的抗剪强度,改善地 层的其它力学性能,并加固危岩,将结构物一地层形成共同工作的体系, 提高边坡稳定性. (3)适用范围
高度大于30m的岩质高陡边坡、高度大于15m的土质边坡、水电站侧岸高 边坡、船闸、特大桥桥墩下岩石陡壁、隧道进出口仰坡等。 (4)已应用的典型工程
高边坡加固防护技术在交通、铁道、水电、矿山等行业应用规模不断扩大, 展示了广阔的发展前景.在三峡永久船闸高边坡、李家峡水电站侧岸边坡、 小浪底水利枢纽高边坡、小湾水电站高边坡、宜昌下涝溪特大桥桥墩下岩 石陡壁锚固、大连港矿石码头高边坡、京福国道、京珠高速等项目中应用 高边坡加固防护技术,取得了良好的工程效果。 1.4地下空间施工技术 1.4.1暗挖法 (1)主要技术内容
暗挖法即新奥法,它是在传统矿山法修建隧道方法的基础—上发展起来的 新舆法创立之前,采用传统矿山法修建隧道.传统矿山法认为,开挖隧道 必然要引起围岩坍塌掉落,开挖的断面越大,坍塌的范围也越大。因此, 传统的隧道结构设计方法将围岩看成是必然要松弛塌落而成为作用于支 护结构上的荷载。传统矿山法将隧道断面分成为若干小块进行开挖,随挖 随用钢材或木材支撑,然后,从上到下,或从下到上砌筑刚性衬砌。这是 与当时的机械设备、建筑材料和技术水平相一致的。
随着锚喷技术的出现和岩石力学理论的进展,人们对开挖隧道过程中所出 现的围岩变形,松弛、崩塌等现象有了更深入的认识.1963年,由奥地利 学者L.腊布兹维奇教授命名的“新奥地利隧道施工法(New Austria Tunnelllng Method)”,简称“新奥法(NATM)”式出台.它是以控制爆
破或机械开挖为主要掘进手段,以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法,将 理论指导、监控量测和工程经验相结合的一种施工方法.其主要技术内容 包括:①新奥法的原理及技术要点;②新奥法的分类及施工工艺;③光 面爆破、控制爆破及机械开挖技术;④锚喷支护技术;⑤监控量测及信 息反馈技术。 (2)技术指标
新奥法的技术指标应符合《铁路隧道设计规范》TBl0003-2001、《铁路遂 道新奥法指南》(中国铁道出版社,1988)和《公路隧道设计规范》JTJ026-90