一级结构工程师基础知识精讲班.doc

大家网TopS随着高层建筑的兴起与普及，深基坑工程越来越多。何谓深基坑工程?苔罗阿尼先生认为:在开挖深度不到6m时，单凭经验施工也不会遭到失败，即使地基土质略差，用一般方法也能安全施工。在设计中过分保守是不经济的。另外，如果深度大于6m，需要涉及到土力学方面的一些问题。根据一些专家的建议，处理开挖时挡土墙周围地基的稳定问题，一般采用稳定系数Ns=t.H/Cu，对Ns4为浅开挖，Ns7为深开挖，其中t是湿土单位体积的重量(t/m3)，H为开挖深度(m)，Cu是土的不固结不排水剪切强度t/m2。一、目前，我国深基坑工程具有下述特点：（1）深基坑工程具有很强的区域性： 岩土工程区域性强，岩土工程中的深基坑工程，区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。正是由于岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得到的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，且精确度很低。因此，深基坑开挖要因地制宜，根据本地具体情况，具体问题具体分析，而不能简单地完全照搬外地的经验。（2）深基坑工程具有很强的个性 深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的，应结合地区具体情况具体运用。（3）深基坑工程具有很强的综合性深基坑工程涉及土力学中强度(或称稳定)、变形和渗流3个基本课题，三者融溶一起需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾，有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾，有的基坑周围地面变形是主要矛盾。深基坑工程的区域性和个性强也表现在这一方面。同时，深基坑工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交*的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。 （4）深基坑工程具有较强的时空效应深基坑的深度和平面形状，对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中，要注意深基坑工程的空间效应。土体蠕变体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性。作用在支护结构上的土压力随时间变化，蠕变将使土体强度降低，使土坡稳定性减小，故基坑开挖时应注意其时空效应。（5)深基坑工程具有较强的环境效应 深基坑工程的开挖，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。 （6)深基坑工程具有较大工程量及较紧工期 由于深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形，减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。(7)深基坑工程具有很高的质量要求 由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分，而地下结构的好坏又将直接影响到上部结构，所以，必须保证深基坑工程的质量，才能保证地下结构和上部结构的工程质量，创造一个良好的前提条件，进而保证整幢建筑物的工程质量。另一方面，由于深基坑工程中的挖方量大，土体中原有天然应力的释放也大，这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大，使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力，地下管线的某些部位出现应力集中等，故深基坑工程的质量要求高。（8）深基坑工程具有较大工程量及较紧工期 由于深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形，减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。（9）深基坑工程具有很高的质量要求由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分，而地下结构的好坏又将直接影响到上部结构，所以，必须保证深基坑工程的质量，才能保证地下结构和上部结构的工程质量，创造一个良好的前提条件，进而保证整幢建筑物的工程质量。另一方面，由于深基坑工程中的挖方量大，土体中原有天然应力的释放也大，这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大，使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力，地下管线的某些部位出现应力集中等，故深基坑工程的质量要求高。（10）深基坑工程具有较大的风险性深基坑工程是个临时工程，安全储备相对较小，因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测，并应具备应急措施。深基坑工程造价较高，但有时临时性工程，一般不愿投入较多资金，一旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。深基坑工程具有较高的事故率深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。 二、从以上各方面综合看，我国目前深基坑工程存在的主要问题有:深基坑技术有待尽快发展提高当前，深基坑工程以深、大、复杂为特点，特别是沿海地区，地下水位较高，深基坑工程施工工艺的改进等问题，均有待进一步的研究与发展。深基坑工程设计质量较低一些部门认为深基坑工程是施工部门的事，无需设计资质，设计院及岩土工程部门介入较少，设计大多由施工单位自己完成，但由于设计人员技术水平、参数取值、计算方法无章可循，使一些工程隐患较大，导致发生严重工程事故。深基坑工程缺乏理论研究与计算目前，深基坑工程多是边开挖边实践边摸索，往往*经验来进行，缺乏成熟的技术规范的指导，仍然*半经验半理论的方法解决问题。不必要的浪费有的深基坑工程为了避免事故发生，往往一开始就支护不考虑墙的受力砼外加剂对水泥的适应性 (1) 水泥矿石是否稳定导致矿物组分是否稳定，从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。(2) 水泥生产工艺，如立窑与回转窑，冷却制度中的急冷措施控制得怎样，石膏粉磨时的温度等，造成水泥中矿物组分、晶相状态，石膏形态发生改变，从而影响到砼外加剂对水泥的适应性。(3) 水泥中吸附外加剂能力:C3AC4AFC3SC2S，水泥水化速率与矿物组分直接相关。(4) 水泥存放一段时间后，温度下降，使砼外加剂高温适应性得到改善，而且f-CaO吸收空气中的水后转变成Ca(OH)2，吸收空气中的CO2后转变成CaCO3，从而使Mwo下降，也使砼和易性得到改善，使新拌砼塌落度损失减缓，砼的凝结时间稍延长。中华考试网(5) 普通硅酸盐水泥的需水量稍大于矿渣水泥，其保水性好，但一般塌落损失也较快。(6) C3A含量较高的水泥，塌落度损失快，保水性好。(7) 水泥中亲水性掺合料保水性好;火山灰质水泥保水性差，易泌水。(8) 温度、湿度高低直接影响砼外加剂对水泥的适应性。(9) 配合比中的砂、石级配及砂、石、水、胶材的比例也影响砼外加剂对水泥的适应性。砼易出现泌水、离析问题的原因及解决方法 1、原因(1) 水泥细度大时易泌水;水泥中C3A含量低易泌水;水泥标准稠度用水量小易泌水;矿渣比普硅易泌水;火山灰质硅酸盐水泥易泌水;掺级粉煤灰易泌水;掺非亲水性混合材的水泥易泌水。(2) 水泥用量小易泌水。(3) 低标号水泥比高标号水泥的砼易泌水(同掺量) 。(4) 配同等级砼，高标号水泥的砼比低标号水泥的砼更易泌水。(5) 单位用水量偏大的砼易泌水、离析。(6) 强度等级低的砼易出现泌水(一般) 。(7) 砂率小的砼易出现泌水、离析现象。(8) 连续粒径碎石比单粒径碎石的砼泌水小。(9) 砼外加剂的保水性、增稠性、引气性差的砼易出现泌水。(10) 超掺砼外加剂的砼易出现泌水、离析。 2 、解决途径(1) 根本途径是减少单位用水量。(2) 增大砂率，选择合理的砂率。(3) 增大水、水泥用量或掺适量的、级粉煤灰。(4) 采用连续级配的碎石，且针片状含量小。(5) 改善砼外加剂性能，使其具有更好的保水、增稠性，或适量降低砼外加剂掺量(仅限现场) ，搅拌站若降低砼外加剂掺量，又可能出现砼塌落度损失快的新问题。泵送砼出现抓底或板结的原因及解决方法 1、原因(1) 严重泌水的砼易出现抓底或板结(粘锅) 。(2) 水泥用量大的砼易出现抓底现象。(3) 砼外加剂掺量大的砼易出现抓底现象。(4) 砂率小，砼易出现板结现象。(5) 砼外加剂减水率高，泌水率高，保水、增稠、引气效果差的砼易出现抓底或板结现象。 2 、解决途径(1) 减少单位用水量。(2) 提高砂率。(3) 掺加适量的掺合料如粉煤灰，降低水泥用量。(4) 降低砼外加剂的掺量。(5) 增加砼外加剂的引气、增稠、保水功能。泵送砼塌落度损失问题的原因及解决方法1、原因(1) 砼外加剂与水泥适应性不好引起砼塌落度损失快。(2) 砼外加剂掺量不够，缓凝、保塑效果不理想。(3) 天气炎热，某些外加剂在高温下失效;水分蒸发快;气泡外溢造成新拌砼塌落度损失快。(4) 初始砼塌落度太小，单位用水量太少，造成水泥水化时的石膏溶解度不够;一般， sl020cm 的砼塌落度损失慢，反之，则快。考试用书(5) 一般，塌落度损失快慢次序为：高铝水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥掺合料的水泥。(6) 工地与搅拌站协调不好，压车、塞车时间太长，导致砼塌落度损失过大。 2、解决途径(1) 调整砼外加剂配方，使其与水泥相适应。施工前，务必做砼外加剂与水泥适应性试验。(2) 调整砼配合比，提高砂率、用水量，将砼初始塌落度调整到20cm以上。(3) 掺加适量粉煤灰，代替部分水泥。(4) 适量加大砼外加剂掺量(尤其在温度比平常气温高得多时) 。(5) 防止水分蒸发过快、气泡外溢过快。(6) 选用矿渣水泥或火山灰质水泥。(7) 改善砼运输车的保水、降温装置。泵送砼堵管的原因及解决方法1、原因(1) 砼和易性差，离析，砼稀散。(2) 砼拌合物塌落度小(干粘) 。(3) 砼拌合物抓底、板结。(4) 采用单粒级石子，石子粒径太大，泵送管道直径小。(5) 石子针片状多。(6) 泵车压力不够，或是管道密封不严密。(7) 胶凝材料少，砂率偏低。(8) 弯管太多。www.E(9) 管中异物未除尽。(10) 搅拌砼时，不均匀，水泥成块未松散成水泥浆。(11) 第一次泵送砼前未用砂浆润滑管壁。2、解决途径(1) 检查砼输送管道的密切性和泵车的工作性能，使其处于良好的工作状态。(2) 检查管道布局，尽量减少弯管，特别是90的弯管。(3) 泵送砼前，一定要用砂浆润滑管道。(4) 检查石子粒径、粒形是否符合规范、泵送要求