管幕下逆作法基坑支护设计文献综述

 2023-08-17 04:08
  1. 文献综述(或调研报告):

基坑支护:

施工基坑的传统方法是开敞式施工,即大开口放坡开挖,或者用支护结构支护后垂直开挖。这两种传统的施工方法均是基坑开挖挖至设计基底标高后浇筑钢筋混凝土底板,再由下而上逐层施工各层地下结构,等地下结构完成后再施工地上结构。但对于深基坑施工来说,上述传统的施工方式存在一些问题。例如,深基坑支护结构的设置困难且费用大;基坑开挖前需进行降水作业,水位降低会引起基坑及基坑周围土体的固结,产生沉降,如不特别采取相应的保护措施,将会威胁周围建筑物、地下管线和道路的安全;这种传统的开敞式施工方式必须先施工地下结构再施工地上结构,受天气环境因素的影响较大,工期较长。

逆作法做为一种新型的施工方法对上述顺作法的不足有很大的改善。逆作法的关键点就在于将拟建的地下结构所具有的抗水平力、抗倾覆力以及竖向承载力融合在基坑施工的过程中:利用地下结构的梁板作为地下连续墙的水平支撑;利用框架粧柱将竖向荷载传递给地基;利用地下连续墙直接作为地下结构的外墙。因此,逆作法在施工工序上应为:先施工地下连续墙和桩柱,以基础底板为界,桩在基础底板以上部分即为将来的地下结构的柱,在基础底板以下的部分即为结构的支撑桩;然后挖土至地下一层结构顶板标高处进行地下一层梁板楼面结构施工;随后再挖土至地下二层结构楼面标高,浇筑地下二层梁板,如此反复直至基础底板完成。与此同吋,地下一层结构顶板的完成,为上部结构施工创造了条件,因此可以同时向上逐层进行地上结构的施工。

本工程根据规划局会议精神及东大规划院2019年5月城市设计成果的要求,在红花机场站南侧机场跑道下方地下空间应采用暗挖法施工。通过详细研究本次施工的方案拟采用管幕预筑法即New Tubular Roof Method,NTR工法进行设计。笔者认为管幕预筑法不能完全与逆作法划等号,因为逆作法强调地下与上部结构同时施工,而本次的工程案例着重于地下空间的开发,并不涉及到同时进行上部结构施工的情况。但是管幕预筑法的施工工艺流程与逆作法类似,都是先进行支护结构的施工再进行开挖。因此笔者粗略的认为可将管幕预筑法视为一种广义的逆作法。

管幕预筑法是暗挖法的一种。暗挖法是在地层下面进行施工的方法,它适用于铁路、公路和水下隧道,也适合于城市中不能用明挖等其他方法施工的地下工程。暗挖法对人们生活干扰少,但造价较高,技术要求高,施工过程风险较大。

使用最多的浅埋暗挖法与“新奥法”设计和施工的原理相似。在施工过程中,强调保持岩石原有的性能,充分发挥岩体本身的承载作用,采用锚喷支护作为初期支护。但最终支护时间需要根据实际的情况进行分析确定。

暗挖法可以分为矿山法,机械法,管幕法三大类,新管幕法法是对传统管幕法的一种改进,新管幕法所顶钢管均为大直径钢管(1.8~2.3m),采用大直径钢管的目的就是可以在施工后期,直接将拟建结构物外轮廓(结构底板、顶板、墙体)施做于所顶钢管形成的管排内,从而完成地下主体结构。

传统的管幕法中,形成管幕的钢管使用锁口连接,并在锁口处注装,形成密封的止水管幕。在管幕保护下,对管幕内土体进行加固处理,然后一边开挖一边支护,管幕段幵挖贯通之后,再绕筑钢筋混凝土结构,形成大断面通道矩型居多;或者在管幕形成之后,先在两侧工作井内现绕箱涵,然后边开挖土体边顶进箱涵,形成所需的地下大通道。该施工方法中由于管幕的作用,能明显降低地面沉降,从而更有效地保护地面建筑物的安全。管幕法在1971年首次使用。当时,日本的Kawase-Inae穿越铁路通道工程使用了该工法,并取得成功。1971-1980年间有项工程采用公司的设备进行管幕法施工。自上世纪七十年代以来,管幕箱涵顶进技术有了很大的发展,日本陆续研发了许多新工法,如:URT工法,PCR工法,SC工法等。1979年,比利时Antewerp地铁车站是欧洲较早采用管幕法的工程。

国内目前采用管幕法施工的有上海中环线虹许路北虹路下立交工程、北京地铁号线崇文门车站下穿既有环线險道工程与位于首都国际机场跑道下的机场捷运系统工程。作为国内首次采用管幕法施工的上海中环线虹许路北虹路下立交工程,在大断面管幕—箱涵推进施工方法与钢管幕顶进施工方法方面取得了宝贵的研究成果与经验。

上述工程所使用的管幕法都是传统的管幕法。近年来,管幕法在应用中不断地发展完善,针对不同地质条件研究幵发了不同的管幕类型与接头形式,形成了各种新的管幕施工工法。该项目引进的管幕预筑法是在传统的管幕法基础上改进形成的。管幕预筑法所使用的钢管直径大,可以达到2米以上。在顶进的钢管保护下人工或机械进入钢管内部开挖排土。然后对钢管进行切割并支撑,在钢管内进行结构绕筑。最后等结构强度及刚度达到要求后,再进行结构下大范围土体开挖,形成大断面的地下空间。该工法最突出的特点是:整个过程中,所有的开挖都是在预先建造了可靠结构后完成的,因此保证了施工安全。

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。