高层建筑施工课件

高層建築施工

*１．緒論高層建築的定義1972國際高層建築會議第一類高層建築:9~16層(最高到50m);第二類高層建築:17~25層(最高到75m);第三類高層建築:26~40層(最高到100m);超高層建築:40層以上(高度100m以上)。《民用建築設計通則》（JGJ137-87):10以上的住宅及總高度超過24m的公共建築及綜合建築。

*高層建築的發展我國古代:高塔磚砌或木制的筒體結構高層框架結構國外古代:磚石承重結構壁厚,使用空間小.近代高層建築:框架結構(鋼、鋼筋混凝土)

剪力牆、鋼支撐、筒體*高層建築施工技術發展基礎工程：支護技術:鋼板樁混凝土灌注樁地下連續牆深層攪拌水泥土樁土釘支護施工工藝:支撐形式:內部鋼管支撐外部土錨拉固土錨杆:鑽孔、灌漿、預應力張拉工藝樁基礎：預製打入樁混凝土灌注樁：大直徑鑽孔灌注樁結構工程：大範本、爬升範本、滑升範本高層鋼結構：*2.地下水控制與基坑開挖地下水控制邊坡穩定基坑土方開挖*2.1地下水控制為什麼必須進行地下水控制?補償性基礎地下水位較高的軟土地區流砂邊坡失穩地基承載力下降降水:集水明排和井點降水截水回灌*補償性基礎(compensatedfoundation)

又稱浮基礎。在結構設計中使建築物的重量約等於建築位置挖去土重（包括水重）的基礎。當建築物的重量等於挖去的土重時，稱“全補償性基礎”，此時土中的應力無變化；如挖去的土重只相當於建築物的部分重量時，稱“部分補償性基礎”。可減少建築物的沉降，充分利用地下空間。由於開挖較深，施工較困難，需考慮基坑的支護結構、降低地下水、防止坑底隆起和管湧等問題。高層建築中常用。*水在土中滲流的基本規律達西定律：v=Q/A=k(ΔH/L)=ki一維滲流情況（圖2-1）Q=k(ΔH/L)A滲透係數:k(m/d,cm/s)滲流/流線/層流/紊流/物理意義/透水性滲流速度v（m/d,cm/s）:v=Q/A=k(ΔH/L)或v=ki水力梯度:i=ΔH/L兩個問題:A、L、v適用於砂及其他較細顆粒的土中，孔隙較大時產生紊流；Ip特別大的粘土：v=k(i-i’)一、地下水的基本特性

*等壓流線與流網水在土中穩定滲流（水流情況不隨時間而變，土的孔隙比和飽和度不變，流入任意單元體的水量等於自單元體流出的水量以保持平衡），地下水頭值相等的點連成的面,稱為“等水頭面”，在平面或剖面上表現為“等水頭線”（等勢線，等壓流線）。由等壓流線與流線所組成的網稱為“流網”。等壓流線與流線正交。潛水與層間水（圖2-4）P9潛水：從地表至第一層不透水層之間含水層中所含的水。水無壓力，重力水。層間水：夾於兩不透水層之間含水層中所含的水。無壓層間水和承壓層間水*二、動水壓力和流砂動水壓力單位體積土中土顆粒骨架所受到的壓力總和。(kN/m3)GD=-T=-γWi(圖2-5動水壓力原理圖P10)流砂產生條件:GD≥γ’W多發生在顆粒級配均勻而細的粉、細砂等砂性土中。粘土和粉質粘土、礫石均不易發生流砂。危害：基坑泥濘、坍塌、基礎滑移防止措施：降水和防水帷幕*三、降低地下水的方法輕型井點：一層降水深度不超過6m確定井點系統的佈置方式確定基坑的計算圖形面積計算湧水量：單井湧水量：無壓完整井：群井湧水量無壓完整井：*無壓非完整井：承壓完整井：承壓非完整井：基坑的假想半徑x0：對於矩形基坑a/b≤5時,

抽水影響半徑R:抽水影響半徑深度H0:查表*井管數量:n’=Q/q井管平均間距:校核y0:*噴射井點：8~20mk=0.1~20m/d主要設備：噴射井管、高壓水泵（或空氣壓縮機）和管路系統。工作原理：圖2-6、2-7P12井點佈置：b<10m單排佈置；b>10m雙排佈置；環狀佈置。井點間距2~3.5m。井點系統的安裝與使用：施工工藝程式：注意事項：井點堵塞：原因、預防噴射揚水器失效、井點倒灌：原因、預防工作水壓力升不高：原因、預防*電滲井點在降水井點管的內側打入金屬棒（鋼筋、鋼管等），連以導線。以井點管為陰極，金屬棒為陽極，通入直流電後，土顆粒自陰極向陽極移動，稱電泳現象，使土體固結；地下水自陽極向陰極移動，稱電滲現象，使軟土地基易於排水。用於k<0.1m/d的土層。深井井點在深基坑周圍埋置深於基底的井管，依靠深井泵或深井潛水泵將地下水從深井內揚升到地面排出，使地下水位降至坑底以下。適用於k較大（10~250m/d）；土質為砂土、碎石土；地下水豐富、降水深（10~50m）、面積大的情況。*

真空深井泵：設備：井管、濾頭、電動機和真空泵。也適用於低滲透性的粉砂、粉土和淤泥質粘土。降水深度達8~18m，降水服務範圍達200m2左右。深井井點系統設備：深井、井管、深井泵和集水井等。深井井點佈置：200~250m2深井井點埋設與使用施工工藝程式：井點埋設與使用階段的注意事項：*四、截水截水帷幕：在基坑開挖前沿基坑四周設置隔水圍護壁（亦稱隔水帷幕）。類型：水泥土攪拌樁擋牆、高壓旋噴樁擋牆、地下連續牆。作用：擋水和檔土厚度：滿足防滲要求，k<1.0*10-6cm/s插入深度：l=0.2h-0.5b側向截水與坑內井點降水結合或側向截水與水準封底結合。水準封底採用化學注漿或旋噴注漿法。*五、回灌回灌措施包括回灌井點、回灌砂井、回灌砂溝等。回灌井點：在降水井點與要保護的已有建（構）築物之間打一排井點，在井點降水的同時，向土層中灌入一定數量的水，形成一道隔水帷幕，使井點降水的影響半徑不超過回灌井點的範圍，從而阻止回灌井點外側的建（構）築物下的地下水的流失。*回灌井點（砂井、砂溝）佈置與降水井點的距離不宜小於6m間距：降水井點的間距和被保護物的平面佈置回灌井點（砂井）宜進入穩定降水曲線面下1m，且位於滲透性好的土層中，過濾管的長度應大於降水井點過濾管的長度。設置水位觀測井回灌井點（砂井、砂溝）施工要點：埋設方法與品質要求抽灌平衡設置高位回灌水箱宜採用清水回灌井點與降水井點應協調控制*工程實例上海友誼商店工程上海友誼商店平面尺寸為68m*36m，筏基，基坑挖深近5m，相距10m處有30年代建造的5層電臺大樓，亦為筏基。該處表層為厚2~3的褐黃色砂質粉土。施工時為防止產生流砂採用井點降水，為防止電臺大樓產生過大的沉降，在電臺大樓與友誼商店之間埋設了一排8m長的產生回灌井管，注水壓力約0.05Mpa。結果在降水開挖基坑到基礎工程完成的136d中，實測電臺大樓的平均沉降只3~4mm，最大沉降為7mm，最小處為零，友誼商店在降水施工過程中未對電臺大樓產生有害的影響，證明回灌井點是有效的。*2.2邊坡穩定邊坡滑動失穩：邊坡土體中的剪應力大於土的抗剪強度。影響因素：研究土體邊坡穩定的兩類方法：利用彈性、塑性或彈塑性理論確定土體的應力狀態；（極限分析法）假定土體沿著一定的滑動面滑動而進行極限平衡分析。*瑞典圓弧滑動麵條分法（Fellenius法）將假定滑動面以上的土體分成n個垂直土條，對作用於各個土條上的力進行力和力矩平衡分析，求出在極限平衡狀態下土體穩定的安全係數。K=抗滑力矩/滑動力矩（K>1.0邊坡穩定，K=1.0極限平衡狀態，K<1.0邊坡失穩。）ONiTiWiαβ*Bishop法考慮豎面上的法向力和切向力。Taylor法該法建立在總應力基礎上，並假定內聚力不隨深度變化。根據理論計算結果繪製成圖表（穩定係數Ns、坡角β），利用該圖表可以分析簡單邊坡的穩定。

Ns=γHc/cHc-邊坡的臨界高度*2.3深基坑土方開挖土方開挖方案無支護結構的基坑開挖：放坡開挖特點：面積大，四周空曠上海市標準《基坑工程設計規程》規定：開挖深度不超過4.0m的基坑，當場地允許、經驗算能保證土坡穩定時，可採用放坡開挖；開挖深度不超過4.0m的基坑，有條件採用放坡開挖時，宜設置多級平臺分層開挖，每級平臺的寬度不宜小於1.5m。地下水位在坑底以上，開挖前採用井點法坑外降水。護面措施*有支護結構的基坑開挖：垂直開挖盆式開挖：先挖除基坑中間部分的土方，後挖除擋牆四周土方的開挖方式。優點：擋牆的無支撐暴露時間短，利用擋牆四周所留土堤阻止擋牆的變形。缺點：挖土及土方外運速度較島式開挖慢。多用於較密支撐下的開挖。工程實例：上海香港廣場基坑開挖圖2-93島式開挖：保留基坑中心土體，先挖除擋牆四周土方的開挖方式。優缺點常用於無內撐圍護開挖（如土層錨杆）或採用邊桁架等大空間支撐系統的基坑開挖。挖土機械及土方外運*土方開挖注意事項基坑開挖的時空效應先撐後挖，嚴禁超挖防止坑底隆起變形過大防止邊坡失穩防止樁位移和傾斜對鄰近建（構）築物及地下設施的保護積極保護法工程保護法地基加固、結構補強、基礎托換、隔斷法、開挖期跟蹤注漿、施加支撐預應力、協調施工進度*安全技術基坑工程安全管理基坑開挖安全技術*3深基坑的支護結構支護結構的選型擋牆的選型支撐（或拉錨）的選型支護結構的計算支護結構的破壞形式與計算內容重力式支護結構計算非重力式支護結構計算支護結構的施工深層攪拌水泥土樁擋牆（水泥土擋牆式支護結構）鋼板樁（板樁式擋牆）鑽孔灌注樁（排樁式擋牆）SMW工法施工（組合式）支護結構的監測*

深層攪拌水泥土樁☆水泥土牆式高壓旋噴樁鋼板樁☆板樁式鋼筋混凝土板樁型鋼橫擋板鋼管樁、預製鋼筋混凝土樁排樁式鑽孔灌注樁☆支護結構排樁與板牆式挖孔灌注樁體系現澆地下連續牆☆板牆式預製裝配式地下連續牆

SMW工法☆組合式高應力區加筋水泥土牆土釘牆☆邊坡穩定式噴錨支護☆逆作拱牆式*3.1支護結構的選型

擋牆的選型鋼板樁鋼筋混凝土板樁鑽孔灌注樁擋牆H型鋼支柱、木擋板支護擋牆地下連續牆深層攪拌水泥土樁擋牆（重力式擋牆）旋噴樁擋牆（重力式擋牆）土釘牆*支撐（拉錨）的選型基坑內支撐和基坑外拉錨內支撐：鋼結構支撐鋼管支撐H型鋼支撐鋼筋混凝土支撐*3.2支護結構的計算重力式支護結構強度破壞：穩定性破壞：傾覆滑移土體整體滑動失穩坑底隆起管湧非重力式支護結構強度破壞：拉錨破壞或支撐壓曲支護牆底部走動支護牆的平面變形過大或彎曲破壞穩定性破壞：牆後土體整體滑動失穩擋牆傾覆坑底隆起管湧*破壞形式*破壞形式*非重力式支護結構計算1.支護結構承受的荷載土壓力

Pa=γHtg2(45°-Φ/2)-2ctg(45°-Φ/2)Pp=γHtg2(45°+Φ/2)+2ctg(45°+Φ/2)水壓力*

牆後地面荷載引起的附加荷載

均布荷載q:e2=qtg2(45°-Φ/2)

距離支護結構一定距離有均布荷載:

h1=l1Htg2(45°+Φ/2)

e2=qtg2(45°-Φ/2)

距離支護結構一定距離有集中荷載

*2.支護結構的強度計算中小型工程和非粘性土：等值梁法粘性土:(剛度較小的鋼板樁、鋼筋混凝土板樁）彈性曲線法、豎向彈性地基梁法（剛度較大的灌注樁、地下連續牆）豎向彈性地基梁法有限元法：電算*1.懸臂式鋼板樁通過試算確定埋入深度t1將試算求得之t1增加15%，作為實際所需的入土深度t，以確保板樁的穩定。通過試算求入土深度t2處剪力為零的點g計算最大彎矩計算板樁截面EAEPfhegdbat2t1tH*2.單錨（支撐）板樁單錨淺埋板樁：ea=γ(H+t)Ka

ep=γtKp∑MA=0:∑X=0:MmaxHtep-eaeaγ(Kp-Ka)RaAEpEa*單錨深埋板樁:等值梁法基本原理:ab梁一端固定,另一端簡支,彎矩圖的正負彎矩在c點轉折。若將ab梁在c點切斷，並於c點置一自由支承，形成ac梁，則ac梁上的彎矩將保持不變，即稱ac梁為ab梁上ac段的等值梁。tt0yxt-t0PaP0abacb等值梁原理板樁上土壓力分佈圖ABCDHPaP0Δ板樁彎矩圖等值梁*在計算中考慮板樁牆與土的磨擦作用，將板樁牆前與牆後的被動土壓力分別乘以修正係數K和K’。對主動土壓力則不予折減。板樁牆前：Kp=K*Kp=Ktg(45°+Φ/2)板樁牆後：K’p=K’*Kp=K’tg(45°+Φ/2)步驟:計算作用於板樁上的土壓力強度,並繪出土壓力分佈圖。t0深度以下的土壓力分佈可暫不繪出。計算板樁牆上土壓力強度等於零的點離挖土面的距離y:γKpy=γKa(H+y)=Pb+γKay=Pb/[γ(Kp-Ka)]按簡支梁計算等值梁的最大彎矩和兩個支點的反力。計算最小入土深度t0：t0=y+x=y+√6P0/[γ(Kp-Ka)]P0x=[γ(Kp-Ka)]x2/6實際入土深度t=K2*t0K2（1.1~1.2)*3.多錨（支撐）板樁：太沙基—皮克實測側壓力基礎上的近似方法支撐（錨杆）的佈置等彎矩佈置等反力佈置腰梁計算：板樁入土深度計算：盾恩近似法和等值梁法*P401.嵌固深度計算(1)懸臂式支護結構擋牆的嵌固深度hd計算:圖2-32(2)單支點(3)多支點2.內力與變形計算:各計算工況決定(圖2-34)(1)懸臂式支護結構擋牆的彎矩Mc和剪力Vc的計算(2)有支點的支護結構擋牆的彎矩Mc和剪力Vc的計算3.結構計算:(1)內力及支點力設計值的計算(2)截面承載力計算*3.支護結構的穩定驗算整體滑動失穩驗算懸臂式支護結構:條分法單錨式支護結構:一般不驗算多層支撐(拉錨)式支護結構:一般不驗算;圓弧滑動坑底隆起驗算：開挖較深的軟粘土基坑時計及牆體極限彎矩的坑底隆起驗算太沙基和派克考慮擋牆抵抗彎矩的驗算基坑的方法同時考慮c、Φ的坑底隆起驗算法Caguot驗算基坑穩定性公式*管湧驗算j≥γ’管湧γ’≥KjK=1.5~2.0抗管湧安全係數j=iγw=[h’/(h’+2t)]γw不發生管湧的條件：γ’≥K[h’/(h’+2t)]γwt≥(Kh’γw-γ’h’)/2γ’4.基坑周圍土體變形計算jt/2h’

t*重力式支護結構計算1.滑動穩定性驗算Kh-抗.滑動穩定安全係數,Kh≥1.2;基坑邊長<20m時,Kh≥1.0。W-牆體自重（kn/m）μ-基底牆體與土的摩擦係數2.傾覆穩定性驗算Kq-抗.滑動穩定安全係數,Kq≥1.2;基坑邊長<20m時,Kq≥1.0。b、hp、hA-分別為W、Ep、EA對牆趾A點的力臂。EphpAbbEAhAW*3.牆身應力驗算W1-驗算截面以上部分的牆重（N）qu、Φ、c-水泥土的抗壓強度（N/mm2）、內摩擦角（°）、內聚力（N/mm2）4.土體整體滑動驗算：條分法cai=ci（1-ac）+ccoi*acCai---第i個水泥土樁的平均內聚力（N/mm2

）Ci---第i個土條的內聚力（N/mm2

）Ccoi---水泥土樁的內聚力（N/mm2

）ac---置換率（單位長度內水泥土樁面積與樁牆面積之比）5.坑底隆起和管湧驗算與非支護結構相同RA1B1Oi*3.3支護結構施工深層攪拌水泥土樁擋牆施工P35深層攪拌水泥土樁擋牆，是採用水泥作為固化劑，通過特製的深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和水泥強制攪拌形成水泥土，利用水泥和軟土之間所產生的一系列物理-化學反應，使軟土硬化成整體性的並有一定強度的擋土、防滲牆。施工機具深層攪拌機：中心管噴漿和葉片噴漿配套機械：灰漿攪拌機、集料斗、灰漿泵。*施工工藝1.定位2.預攪下沉3.製備水泥漿4.提升、噴漿、攪拌5.重複上、下攪拌6.清洗、移位水泥土的配合比1無側限抗壓強度qu=500~4000kn/m2，Φ=20~30，E50=（120-150）qu2水泥摻入比aw與qu，水灰比0.45~0.50,減水劑*提高水泥土樁擋牆支護能力的措施1.卸荷2.加筋3.起拱4.擋牆變厚度工程實例P39*鋼板樁施工P491.常用鋼板樁的種類2.鋼板樁打設前的準備工作設置位置\平面佈置\接縫處防滲止水鋼板樁的檢驗與矯正導架安裝沉樁機械的選擇3.鋼板樁的打設打設方法的選擇:單獨打入法\屏風打入法圖2-38鋼板樁的打設:插樁\打樁(垂直度)鋼板樁的轉角與封閉4.鋼板樁的拔除拔除順序\拔除時間\樁孔處理

*5.施工實例上海華亭賓館主樓29層,建築面積75611m2。持力層為淤泥質粉質粘土。基礎結構為樁基加箱形基礎，主樓用500*500*44100（26m+18.1m)的長樁,裙房分別400*400*17500和400*400*13500的短樁,觀光電梯井用Φ609、δ=11l=47500的鋼管樁。主樓地下室一層,埋深-6.65m,地下室底板厚1200mm,為梁板式結構.裙房地下室埋深-6.50m,底板厚500mm。觀光電梯井基礎埋深-8.00m~-9.00m。該工程周圍有交通幹道和高層建築,場地狹小,挖深大,所以無法放坡開挖.因此,決定週邊用封閉式鋼板樁加以支護。靠近已有高層建築的一面,為防止回灌井點的回灌水影響基坑的降水效果,因而採用了長12m的”拉森”式鋼板樁,其他部位,分別採用了長9m的和長12m的槽鋼,做為鋼板樁用。鋼板樁為單錨板樁,拉杆多用2Φ25,長度為16、17.5和20m,錨碇亦用槽鋼。整個工程用了716t、1910根鋼板樁，總土方量為52109m3。*鑽孔灌注樁施工P841.設計中的有關要求水下澆築混凝土C20\間隔排列2.施工要點*SMW工法施工:勁性水泥土攪拌樁法P851.SMW工法的特點和適用條件特點:止水防滲好,占地小,工期短支承荷載構造簡單,施工方便,成本低,工期短適用條件:以粘土和粉細砂為主的鬆軟地層2.SMW工法施工工藝流程施工要點(圖2-67P86)*3.4支護結構的監測P110監測目的監測專案及測點佈置監測專案表2-8P111測點佈置監測設備鋼筋計:工作原理使用方法土壓力計孔隙水壓力計測斜儀監測數據的整理和報警標準*4.地下連續牆與逆築法施工P52

地下連續牆的施工工藝原理和適用範圍地下連續牆作為支護結構時的內力計算地下連續牆的施工逆築法施工技術*4.1地下連續牆的施工工藝原理

和適用範圍地下連續牆施工工藝原理在工程開挖土方之前,用特製的挖槽機械在泥漿(又稱觸變泥漿、安定液、穩定液等）護壁的情況下每次開挖一定長度（一個單元槽段）的溝槽，待開挖至設計深度並清除沉澱下來的泥渣後，將在地面上加工好的鋼筋骨架（一般稱為鋼筋籠）用起重機械吊放入充滿泥漿的溝槽內，用導管向溝槽內澆築混凝土。由於混凝土是由溝槽底部開始逐漸向上澆築，所以隨著混凝土的澆築即將泥漿置換出來，待混凝土澆至設計標高後，一個單元槽段即施工完畢。各個單元槽段之間由特製的接頭連接，形成連續的地下鋼筋混凝土牆。

*特點和適用範圍優點：適用於各種土質施工時振動小、噪音低建（構）築物密集地區施工，對鄰近的結構和地下設施沒有什麼影響。可在各種複雜條件下施工。防滲性能好可用於“逆築法”施工*缺點：棄土及廢泥漿的處理問題只作為支護結構，則造價較高現澆的地下連續牆的牆面不夠光滑需進一步研究提高牆身接縫處抗滲、抗漏能力；提高施工精度和牆身垂直度適用範圍在軟土地區適用於開挖深度超過10m的深基坑。在建築物、地下設施密集地區且環境保護要求較高時施工深基坑。用於以“逆築法”施工的基坑支護結構與建築物相結合的“兩牆合一”。*4.2地下連續牆作為支護結構時的內力計算

荷載內力計算沉降計算構造處理*內力計算：豎向彈性地基梁基床係數法構造處理混凝土強度及保護層混凝土強度不得低於C20（C25）水泥用量不得少於370kg/m3，水灰比不大於0.6,坍落度宜為180~210mm混凝土保護層厚度不應小於70mm,臨時結構40mm接頭設計施工接頭(縱向)接頭:考慮因素接頭管\接頭箱\隔板式結構接頭:預埋連接鋼筋法\預埋連接鋼板法\預埋鋼筋錐螺紋接頭法*4.3地下連續牆的施工施工前的準備工作制訂地下連續牆的施工方案地下連續牆的施工工藝過程地下連續牆的施工*

施工前的準備工作施工現場情況調查有關機械進場條件有關給排水和供電條件基坑周邊環境建築公害對周圍的影響水文地質和工程地質調查制訂地下連續牆的施工方案*地下連續牆的施工工藝過程圖2-39地下連續牆的施工修築導牆1.導牆的作用作擋土牆作為測量的基準作為重物的支承2.導牆的形式圖2-403.導牆施工*泥漿護壁1.泥漿的作用護壁攜渣冷卻和潤滑2.泥漿成分:製備泥漿\自成泥漿\半自成泥漿膨潤土泥漿膨潤土:觸變性能\濕漲性能\膠體性能水外加劑:分散劑\增粘劑\加重劑\防漏劑

*3.泥漿品質的控制指標相對密度粘度含砂量失水量泥皮厚度pH值穩定性靜切力膠體率*4.泥漿的製備泥漿配合比泥漿製備*5.泥漿處理土碴的分離處理(物理再生處理)重力沉降處理]機械處理污染泥漿化學處理(化學再生處理)*挖深槽1.單元槽段的劃分設計構造要求地質水文條件地面荷載及相鄰建築物的影響現有起重機的起重能力和鋼筋籠的吊放方法單位時間內混凝土的供應能力工地上具備的泥漿池容積混凝土導管的作用半徑*2.挖槽機械選則挖鬥式回轉式衝擊式3.挖槽中的注意事項糊鑽\抱鑽\卡鑽漏漿防止槽孔偏斜和彎曲保持槽壁、防止槽壁坍方泥漿水文、地質條件施工方面

*清底圖2-50鋼筋籠的加工與吊放1.鋼筋籠的加工2.鋼筋籠的吊放吊放過程中不能使鋼筋籠產生不可恢復的永久變形插入過程中不要造成槽壁坍方*混凝土澆築1.配合比設計2.混凝土澆築機具:3.導管法:插入深度首批混凝土量計算:澆築速度導管間距:澆築有效半徑和混凝土的和易性*4.4“逆築法”施工技術

“逆築法”的工藝原理及特點工藝原理:先沿建築為周圍施工地下連續牆,在建築物內部按柱網軸線施工少量中間支承柱,然後進行地下首層的梁板樓面結構施工.完成後同時施工地上、地下結構。待地下室大底板完成後，再進行複合柱、複合牆施工。*“逆築法”的施工技術中間支承柱施工地下挖土地下室樓板支模地下結構相關節點施工“逆築法”施工期間的結構沉降控制“逆築法”施工的地下通風、用電和照明措施*5土層錨杆P90

土層錨杆的發展與應用土層錨杆的構造土層錨杆的設計土層錨杆的施工*5.1土層錨杆的發展與應用

土層錨杆（土錨）是一種新型的受拉構件，一端與支護結構等聯結，另一端錨固在土體中，將支護結構和其他結構所承受的荷載（側向的土壓力、水壓力以及水的浮力和風力帶來的傾覆力等）通過拉杆傳遞到處於穩定土層中的錨固體上，再由錨固體將傳來的荷載分散到周圍穩定的土層中去。土層錨杆不僅用於臨時結構，而且在永久性建築工程中亦得到廣泛應用。岩石錨杆1958原聯邦德國非粘性土層70年代我國軟粘土*5.2土層錨杆的構造組成：錨頭、錨頭墊座、支護結構、鑽孔、防護套管、拉杆、錨固體、錨底板（有時無）。圖2-69土層錨杆根據主動滑動面，分為自由段lf（非錨固段）和lA錨固段。圖2-70*5.3土層錨杆的設計材料選擇錨杆佈置錨杆的承載力錨杆的穩定性*材料選擇：鋼絞線、粗鋼筋Φ22~32高強度鋼水泥：普通矽酸鹽水泥#325以上細骨料：粒徑小於2mm的中細砂含泥量≤3%有害物質≤1%土錨杆佈置土錨間距：取決於支護結構承受的荷載和每根錨杆能承受的拉力值。土錨傾角：一般為15~25°，且不宜大於45°。土錨層數：取決於支護結構的截面和其承受的荷載。最上層錨杆的上面應有足夠的覆土厚度。*土錨杆的承載力（極限抗拔力）拉杆的極限抗拉強度；拉杆與錨固體之間的極限握裹力；錨固體與土體間的極限側阻力。土錨杆極限抗拔力的基本公式：圖2-71P93土體抗剪強度τz非高壓灌漿的錨杆：高壓灌漿的錨杆：土錨杆的設計容許荷載：極限抗拔力/安全係數安全係數受多種因素影響。一般臨時性的土錨杆採用的安全係數應不小於1.3。*土錨的穩定性通常認為土錨錨固段所需的長度要滿足承載力的要求，而土錨所需的總長度取決於穩定的要求。土錨的穩定性分為整體穩定性和深部破裂面穩定性，其破壞形式如圖2-72所示。整體失穩：一般採用瑞典圓弧滑動麵條分法。穩定安全係數≥1.5。深部破裂面穩定：德國Kranz的簡易計算法圖2-73P95*δEaGbaαcΦQθdδE1E1αGEaδQΦ-θTmax*5.4土層錨杆的施工施工前的準備工作鑽孔安放拉杆壓力灌漿張拉和錨固土錨的試驗*施工前的準備工作充分研究設計檔、地質水文資料、環境條件編制施工組織設計修建施工便道及排水溝，安裝臨時水、電線路，保證供水、排水和供電。認真檢查錨杆原材料型號、品種、規格，核對質檢單，必要時進行材料性能試驗。進行技術交底，明確設計意圖和施工設計要求。鑽孔鑽孔機械的選擇：回轉式、螺旋、旋轉衝擊鑽孔方法的選擇：幹作業、水作業成孔品質*安放拉杆錨杆自由段的防腐和隔離鋼筋拉杆鋼絲束鋼絞線插入錨杆時對中措施：定位器、撐筋環壓力灌漿作用：形成錨固段、防止鋼拉杆腐蝕、充填土層中的孔隙和裂縫灌漿液：水泥砂漿或水泥漿灰砂比：1：1~1：2，水灰比0.38~0.45，水泥：#425，細骨料<2mm灌漿方法：一次灌漿，二次灌漿圖2-77*張拉和錨固養護7~8天後，錨固段強度大於15Mpa並達到設計強度等級的75%以上後張拉設備與預應力結構張拉所用設備相同，錨具選用與錨杆匹配。張拉順序土錨的試驗基本試驗（極限抗拔力試驗）：迴圈加、卸荷法，最大的試驗荷載不宜超過錨杆體承載力標準值的0.9倍。驗收試驗：拉拔試驗最大的試驗荷載取到錨杆軸向受拉承載力設計值*6土釘牆和噴錨P101土釘牆的設計與施工噴錨的設計與施工*6.1土釘牆的設計與施工土釘牆的特點和適用範圍類型：鑽孔注漿型、打入型、射入型特點安全可靠：整體剛度和穩定性、增強土體破壞的延性縮短基坑施工工期施工機具簡單、易於推廣經濟效益較好局限性：天然“凝聚力”、坡面無水滲出、軟土不宜適用範圍：*土釘牆的設計土釘牆的構造要求：P103土釘牆的設計計算：內容：開挖基坑的幾何尺寸設計土釘的幾何尺寸設計土釘的抗拔力驗算土釘牆的整體穩定驗算土釘的抗拔力驗算：圖2-80土釘牆的整體穩定驗算：條分法圖2-81*土釘牆的施工施工流程：圖2-82幾個問題：分層分段開挖：高度、長度噴射混凝土的作業要求：混凝土配合比、分段面層中鋼筋網的鋪設：驗收：土釘抗拔力試驗、噴層厚度及外觀檢查*6.2噴錨的設計與施工特點和適用範圍原理：圖2-83特點：造價低工期縮短佔用空間小安全可靠、穩定性好適用範圍：流砂、淤泥、厚雜填土、飽和軟土等不良地質條件下的深基坑。*噴錨與土釘牆的不同之處：構造工作原理適用範圍噴錨支護設計方案設計的必要條件：設計方法：非支護條件下的邊壁穩定性分析計算確定支護的各項參數支護條件下的邊壁穩定性校核噴錨支護施工*7.大體積混凝土結構施工大體積混凝土結構的特點混凝土裂縫混凝土溫度應力防止混凝土溫度裂縫的技術措施大體積混凝土結構施工*7.1大體積混凝土結構的特點大體積混凝土的定義U.S.A:Japan:新觀點：溫差控制施工：*7.2混凝土裂縫

裂縫的種類及產生原因1.裂縫的種類微觀裂縫：粘著裂縫，水泥石裂縫，骨料裂縫宏觀裂縫：表面裂縫貫穿裂縫深層裂縫*2.產生原因水泥水化熱的影響內外約束條件的影響外界氣溫變化的影響]混凝土收縮的影響混凝土塑性收縮變形混凝土的體積變形控制裂縫開展的基本方法“放”的方法：“抗”的方法：“放”、“抗”結合的方法：後澆帶法，跳倉打法，水準分層間歇法*7.3混凝土溫度應力結構中的溫度場大體積混凝土內部的最高溫度是由澆築溫度、水泥水化熱引起的溫升和混凝土的散熱溫度三部分組成；在絕熱條件下，是混凝土澆築溫度與水泥水化熱之和和。混凝土的絕熱最高溫升計算：混凝土的最高溫升計算：只考慮單位體積水泥用量及混凝土澆築溫度兩個主要因素水化熱實測升降溫曲線*溫度應力的計算1.計算溫度應力的基本假定高層建築基礎工程中的大體積混凝土的特點混凝土強度級別較高，水泥用量較大，收縮變形大；均為配筋結構，配筋率較高，配筋對控制裂縫有利；幾何尺寸不是十分巨大，降溫與收縮的共同作用是引起混凝土開裂的主要因素；地基對混凝土底部的約束比壩基弱，地基是非剛性的；控制裂縫的方法是依靠合理配筋、改進設計、採用合理的澆築方案和澆築後加強養護。結論：均勻溫差和均勻收縮外約束力是主要的。*2.溫度應力的計算

H/L≤0.20、一維約束的大體積混凝土結構澆築在非剛性基底上的大體積混凝土的溫度應力計算公式：考慮混凝土徐變引起的應力鬆弛：

H/L≤0.20、二維約束的結構最大溫度應力計算：*（1）

Cx—阻力係數，軟粘土為0.01~0.03N/mm2

砂質粘土為0.03~0.06N/mm2

堅硬粘土為0.06~0.10N/mm2Cx=Q/F（採用樁基時）當樁與結構鉸接時：當樁與結構固接時：*（2）應力鬆弛係數S(t)只考慮荷載持續時間、忽略混凝土齡期影響的鬆弛係數。其值見表3-2。考慮荷載持續時間和混凝土齡期影響的鬆弛係數。其值見表3-3。（3）一定齡期的混凝土彈性模量E(t)（4）結構計算溫差T混凝土各齡期收縮當量溫差Ty(t)：Ty(t)=εy(t)/α（3-17）混凝土各齡期水泥水化熱降溫溫差Tm

：查表3-83-9P151Tm=T2+(T1-T2)/2（3-9）

T1:計算法（3-11）圖表法（表3-6）

T2：（3-16）*3.最大整澆長度（伸縮縫間距）的計算由（3-4）推出：*4.其他各種情況下溫度應力和整澆長度的計算（1）H/L>0.20的結構：邊緣干擾範圍定為0.40L

圖3-5

查表3-11：m

按照等效原理:用“計算牆體”的計算高度H代替H*（2）其他斷面結構箱形斷面結構：單孔：雙孔：箱形斷面結構的基礎底板先期澆築，側牆和頂板後期澆築：單孔：雙孔：

箱形斷面結構的基礎和側牆已澆築，後期澆築頂板：*7.4防止混凝土溫度裂縫的技術措施水泥品種選擇和用量控制選用中熱或低熱的水泥品種充分利用混凝土的後期強度摻加外加料摻加外摻劑摻加外摻料骨料的選擇粗骨料的選擇細骨料的選擇骨料品質的要求控制混凝土出機溫度和澆築溫度混凝土出機溫度計算：控制混凝土澆築溫度*加強養護，延緩混凝土降溫速率保濕、保溫養護的作用：適當材料覆蓋：蓄水養護：熱阻係數蓄水深度：提高混凝土的極限拉伸值：混凝土二次振搗混凝土二次振搗的恰當時間（振動界限）自身重力國外：測定貫入阻力值改進混凝土的攪拌工藝：二次投料的淨漿裹石攪拌新工藝*改善邊界約束和構造設計合理分段澆築合理配筋設置滑動層設置應力緩和溝設置緩衝層避免應力集中加強施工監測工作*7.5大體積混凝土結構施工

鋼筋工程：數量多，直徑大，分佈密，上下鋼筋高差大卡尺限位綁紮設立支架支撐上層鋼筋範本工程：泵送混凝土對範本側板壓力計算按我國現行有關規範計算：《混凝土結構工程施工及驗收規範》取兩式中的較小者

借鑒外國經驗：表3-18*側模及支撐墊層澆築後其面層不可能在同一水平面上：小方木範本的最後校正：三道拉杆確保範本的整體剛度：三道統長橫向圍檁確保範本的安全和穩定：範本外側另加三道支撐混凝土工程施工平面佈置混凝土泵車的佈置防止泵送堵塞的措施大體積混凝土的澆築混凝土澆築方法混凝土振搗（圖3-16）混凝土的泌水處理和表面處理泌水處理（圖3-17）表面處理*高層建築結構施工高層建築腳手架工程高層建築施工用起重運輸機械高層現澆混凝土結構範本工程高層建築混凝土工程施工鋼結構高層建築施工*8.高層建築腳手架工程

懸挑式腳手架構造計算實例附著升降式腳手架形式和工作原理構造、安裝和使用計算懸吊式腳手架*8.1懸挑式腳手架構造：斜拉式和下撐式圖4-1三角式挑架：圖4-2挑梁鋼底梁小橫樑壓板定位銷*懸挑式腳手架的計算：鋼底梁的計算：簡支梁圖4-6抗彎強度計算4-1抗剪強度計算4-2局部承壓計算4-3整體穩定驗算4-4撓度計算4-5實例*三角挑架的計算內力計算：驗算挑梁拉彎強度:4-9鋼挑梁埋入驗算:4-10鋼挑梁嵌固端混凝土局部承壓驗算:4-11斜杆驗算強度:4-12穩定性:4-13斜杆焊縫驗算:4-14FFNxNyNablP*8.2附著升降式腳手架形式和工作原理套管式整體提升式互升降式構造、安裝和使用構造要求：架體結構：足夠強度和剛度，構造合理附著支承結構：安全可靠、適應與主體結構特點，防傾要求升降動力裝置：可靠控制系統：保證同步升降防墜安全裝置：可靠安裝和使用的有關要求*計算架體結構和附著支承結構按“概率極限狀態設計法”計算：γ0S≤R吊具、索具按機械設計的“容許應力設計法”計算：Kσ≤[σ]荷載：恒載標準值施工活荷載標準值風荷載標準值：Wk=KβzμsμzW0按“概率極限狀態設計法”設計：4-184-19吊具、索具荷載計算時：按表4-4荷載計算係數*材料及材料強度鋼材：Q235A表4-5扣件：表4-6焊縫強度設計值：表4-7螺栓強度設計值：表4-8吊具、索具材料容許應力取值：結構計算規定：三種工況：使用、升降與墜落材料強度設計值與容許應力值：考慮材料強度調整係數m表4-9升降機構中吊具、索具的安全係數應達到6.0設計計算包括下列專案：5*9.高層建築施工用起重運輸機械塔式起重機附著自升式內爬式混凝土泵施工電梯起重運輸機械的選擇作用組合方式原則*9.1塔式起重機附著自升式塔式起重機基礎分離式:整體式:樁基礎:上海博物館附著式塔式起重機與建築物的拉結:超過限定自由高度附著裝置:錨固環和附著杆附著裝置的佈置方式:三杆式和四杆式圖4-20ABCFxFyMN1N2N3*內爬式塔式起重機將塔身支撐在建築結構的梁、板上或電梯井壁的預留孔內，利用自身裝備的液壓頂升系統隨建築結構的升高而逐層向上爬升。內爬式塔式起重機的三個爬升框架分別安裝在三個不同樓層上，最下麵的框架用作支承底架，承受塔式起重機全部荷載並傳遞給建築結構。上面兩套框架用作爬升導向架和交替用作定位和支承底架。上、下兩道支承架的水準力和扭力：*9.2混凝土泵輸送和澆築混凝土的機械按工作原理分：活塞泵和擠壓泵活塞式混凝土泵的主要組成部分是兩個內由液壓系統操縱的活塞混凝土缸。兩個缸通過Y型管與混凝土輸送管道相連。保證混凝土泵正常工作的關鍵部件是控制兩個混凝土缸在正確時刻由料斗中吸入混凝土和向管道中排送混凝土的分配閥。圖4-23按移動方法分：固定泵、拖式泵、混凝土泵車圖4-24混凝土泵車：混凝土布料杆、混凝土輸送管道*9.3施工電梯主要用於施工人員上下樓層，運送材料和小型機具。按驅動方式：齒輪齒條驅動式和繩輪驅動式吊廂和塔架。施工電梯的平面佈置：結合流水段的劃分施工電梯應由專職司機操作施工電梯的提升速度約0.6m/s。服務樓層面積約為600m2。*9.4起重運輸機械的選擇垂直運輸的作用：起重運輸機械的組合方式：施工需要+費用高低+

綜合經濟效益塔式起重機+混凝土泵+施工電梯塔式起重機+施工電梯塔式起重機+快速提升機（井架起重機）+施工電梯井架起重機+施工電梯起重運輸機械選擇的原則：根據工程特點、施工條件按參合理、生產率充分滿足需要和投資少、經濟效益高的原則進行。塔式起重機：起重參數、工作速度參數塔式起重機臺班工作生產率：*10.高層現澆混凝土結構範本工程大型工具式範本：簡化範本的安裝、拆除，節省範本材料，加快工程進度。滑升範本施工爬升範本施工大範本施工樓蓋結構施工用範本*10.1滑升範本施工

概述：滑模施工的優點：節省範本，機械化程度較高，施工速度快，建築物的整體性好。滑模施工：沿建築物的周邊全長支設約1m高的範本，隨著混凝土的澆築，利用提升千斤頂逐步將範本提升，直至建築物的全高，完成混凝土的澆築成型。適用於筒壁結構、框架、框剪及剪力牆結構的現澆混凝土施工。滑模裝置包括範本系統、操作平臺系統、液壓提升系統和施工精度控制系統四個部分。圖4-28工程設計上的要求：平面佈置結構截面尺寸結構配筋滑模計算應考慮的荷載*滑模施工滑模組裝混凝土澆築與範本滑升混凝土：強度、抗滲性、早期強度的增長速度坍落度、初凝時間混凝土澆築：分層均勻，每層厚度，間隔時間範本滑升：試滑前試滑時正常滑升階段末滑階段滑升速度：4-274-28*滑模施工的精度控制水準度控制限位卡擋法鐳射自動調平控制法垂直度控制：鐳射鉛直儀、經緯儀樓板施工逐層空滑樓板並進法：逐層封閉或滑一澆一法先滑牆體樓板跟進法先滑牆體樓板降模施工法滑框倒模工藝圖4-34*10.2爬升範本施工

爬模構造爬模施工爬架計算內外牆整體爬模、無爬架爬模*爬模構造範本他圖4-35爬架：附牆架和支承架圖4-37提升設備葫蘆千斤頂爬模施工爬模組裝爬模爬升：範本爬升、爬架爬升*爬架的計算：荷載：豎向荷載和水準荷載內力：支承架：按偏心受壓的格構式構件驗算整體強度、整體穩定、允許長細比、單肢穩定和綴條圖4-43附牆架和附牆連接螺栓*內外牆整體爬模、無爬架爬模內外牆整體爬模無爬架爬模*10.3大範本施工

大範本的構造和形式大範本的計算大範本的施工*大範本的構造和形式大範本的構造：面板、骨架、支撐架和附件大範本的形式：平模、小角模、大角模、筒模大範本的計算荷載計算：混凝土的側壓力：表4-16面板計算：僅有橫肋：按連續梁計算橫肋之間焊有小肋：按雙向板計算小肋、橫肋和豎肋：單