高层建筑施工沉降观测技术应用

　　高层建筑施工沉降观测技术的应用

　　随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。

　　现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。

　　特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。

　　根据本人在高层建筑施工过程中沉降观测的应用，在此对高层建筑施工过程中沉降观测工作浅谈管窥之见。

　　一、沉降观测的基本要求

　　1、仪器设备、人员素质的要求

　　根据沉降观测精度要求高的特点，为能精确地反映出建构筑物在不断加荷作下的沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的１／１０——1／20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影肉小的高精度铟合金水准尺。在不具备铟合金水准尺的情况下，使用一般塔尺尽量使用第一段标尺。

　　人员素质的要求，必须接受专业学习及技能培训，熟练掌握仪器的操作规程，熟悉测量理论能针对不同工程特点、具体情况采用不同的观测方法及观测程序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务

　　2、观测时间的要求

　　建构筑物的沉降观测对时间有严格的限制条件，特别是首次观测必须按时进行，否则沉降观测得不到原始数据，而是整个观测得不到完整的观测意义。其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。只有这样，才能得到准确的沉降情况或规律。相邻的两次时间间隔称为一个观测周期，一般高层建筑物的沉降观测按一定的时间段为一观测周期(如：次/30天)或按建筑物的加荷情况每升高一层(或数层)为一观测周期，无论采取何种方式都必须按施测方案中规定的观测周期准时进行。

　　3、观测点的要求

　　为了能够反映出建构筑物的准确沉降情况，沉降观测点要埋设在最能反映沉降特征且便于观测的位置。一般要求建筑物上设置的沉降观测点纵横向要对称，且相邻点之间间距以15——30米为宜，均匀地分布在建筑物的周围。通常情况下，建筑物设计图纸上有专门的沉降观测点布置图。

　　再就是，埋设的沉降观测点要符合各施工阶段的观测要求，特别要考虑到装修装饰阶段因墙或柱饰面施工而破坏或掩盖住观测点，不能连续观测而失去观测意义。

　　4、沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则

　　所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

　　5、施测要求

　　仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用3——6个月重新对所用仪器、设备进行检校。

　　在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，认真仔细，做到步步有校核。

　　6、沉降观测精度的要求

　　根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特除要求情况下，一般性的高层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。我们在河北省交通培训中心工程施工过程中就采用二等水测量的观测方法。

　　各项观测指标要求如下：

　　(1)往返较差、附和或环线闭合差：△h＝∑a-∑b≤l√n—，表示测站数。(或△h＝∑a-∑b≤1.0√L—，L表示观测路线距离)

　　(2)前后视距：≤30m

　　(3)前后视距差：≤1.0m

　　(4)前后视距累积差≤3.0m

　　(5)沉降观测点相对于后视点的高差容差：≤1.0mm

　　(6)水准仪的精度不低于N2级别

　　7、沉降观测成果整理及计算要求

　　原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算。

　　二、具体施测程序及步骤

　　1、建立水准控制网

　　根据工程的特点布局、现场的环境条件制订测量施测方案，由建设单位提供的水准控制点(或城市精密导线点)根据工程的测量施测方案和布网原则的要求建立水准控制网。要求：

　　(1)一般高层建筑物周围要布置三个以上水准点，水准点的间距不大于100米。

　　(2)在场区内任何地方架设仪器至少后视到两个水准点，并且场区内各水准点构成闭合图形，以便闭合检校。

　　(3)各水准点要设在建筑物开挖、地面沉降和震动区范围之外，水准点的埋深要符合二等水准测量的要求(大于1.5米)

　　根据工程特点，建立合理的水准控制网，与基准点联测，平差计算出各水准点的高程。

　　2、建立固定的观测路线

　　由场区水准控制网，依据沉降观测点的埋

设要求或图纸设计的沉降观测点布点图，确定沉降观测点的位置。在控制点与沉降观测点之间建立固定的观测路线，并在架设仪器站点与转点处作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。

　　3、沉降观测

　　根据编制的工程施测方案及确定的观测周期，首次观测应在观测点安稳固后及时进行。一般高层建筑物有一或数层地下结构，首次观测应自基础开始，在基础的纵横轴线上(基础局边)按设计好的位置埋设沉降观测点(临时的)，等临时观测点稳固好，进行首次观测。

　　首次观测的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础，其精度要求非常高，施测时一般用N2或N3级精密水准仪。并且要求每个观测点首次高程应在同期观测两次后决定。

　　随着结构每升高一层，临时观测点移上一层并进行观测直到十0．00再按规定埋设永久观测点(为便于观测可将永久观测点设于十500mm)。然后每施工一层就复测一次，直至竣工。

　　4、将各次观测记录整理检查无误后，进行平差计算，求出各次每个观测点的高程值。从而确定出沉降量。

　　某个观测点的每周期沉降量：△c＝Hh，I—Hn，I-1．

　　N表示某个观测点，I表示观测周期数(I＝1，2，3……)且H1＝H0

　　累计沉降量：△C＝∑△c　(n)，n表示观测点号。

　　5、统计表汇总

　　(1)、根据各观测周期平差计算的沉降量，列统计表，进行汇总。

　　(2)、绘制各观测点的下沉曲线

　　首先建立下沉曲线坐标，横坐标为时间坐标，纵坐标上半部为荷载值，下半部为各沉降观测周期的沉降量。

　　将统计表中各观测点对应的观测周期所测得沉降量画于坐标中，并将相应的荷载值也画于坐标中，连线，就得到对应于荷载值的沉降曲线。

　　(3)根据沉降量统计表和沉降曲线图，我们可以预测建筑物的沉降趋势，将建筑物的沉降情况及时的反馈到有关主管部门，正确地指导施工。特别座在沉陷性较大的地基上重要建筑物的不均匀沉降的观测显得更为重要。

　　利用沉降曲线还可计算出因地基不均匀沉降引起的建筑物倾斜度：q=│△Cm-△Cn│/Lmn，△Cm,△Cn分别为m，n点的总沉降量，Lmn为m，n点的距离。

　　对沉降观测的成果分析，我们还可以找出同一地区类似结构形式建筑物影响其沉降的主要因素，指导施工单位编好施工组织设计正确指导施工大有裨益，同样也为勘察设计单位提供宝贵的一手资料，设计出更完善的施工图纸。

　　6．观测中的注意事项：

　　(1)严格按测量规范的要求施测。

　　(2)前后视观测最好用同一水平尺。

　　(3)各次观测必须按照固定的观测路线进行。

　　(4)观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致。

　　(5)成像清晰、稳定时再读数。

　　(6)随时观测，随时检核计算，观测时要—气阿成。

　　(7)在雨季前后要联测，检查水准点的标高是否有变动。

　　(8)将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门，当建筑物每天(24h)连续沉降量超过1mm时应停止施工，会同有关部门采取应急措施。

　　三、探讨的两个问题

　　(1)确定建筑物沉降观测精度的合理性。由于现行规范对施工单位施工过程的沉降观测要求不明朗，这对施工单位在建筑物沉降观测精度选择随意性较大，但是精度的高低直接关系到沉降观测成败。对沉降观测精度选择既不能太高也不能太低，要合理适宜，适合工程特性的需要。既不造成无谓的浪费也要保证观测结果的准确性。这样，本人认为一般高层及重要的建(构)筑物在首次观测过程中适用精密仪器的设备(高级水准仪、铟合金尺等)在±0．00以上部分按二等以上水准测量方法，采用放大率倍数较大的S2或S3水准仪进行观测，也可以测出较理想的结果。

　　(2)在沉降观测过程中，沉降量与时问关系曲线不是单边下行光滑曲线，而是起伏状现象。这就分析原因，进行修正。

　　①第二次观测出现回升，而以后各次观测又逐渐下降。可能是首次观测精过低，若回升超过5mm时，第一次观测作废，若回升5mm内，第二次与第一次调整标高一致。

　　②曲线在某点突然回升。

　　原因：水准点或观测点被碰动所致且水准点碰动后标高低于碰前标高，观测点碰后高于碰前。

　　处理措施：取相邻另一观测点的相同期间沉降量作为被碰观测点之沉降量。

　　③曲线自某点起渐渐回升

　　原因：一般是水准点下沉所致。

　　措施：确定水准点下沉值，与高级水准点符合测量，确定下沉重。

采编：www.pmceo.cOm

篇2：CFRP布加固修复桥梁工程应用阐述

　　CFRP布加固修复桥梁工程应用的阐述

　　CFRP布加固修复桥梁工程应用

　　概要：CFRP布具有高抗拉强度和高弹模，是加固修复桥梁工程的一种新型材料。结合苏南地区某桥梁加固修复工程，阐述了CFRP布的性能及其施工工艺，并取得了良好的效果。粘贴碳纤维复合材料技术是加固修复桥梁工程的一种行之有效的方法，值得推广应用。

　　1引言

　　碳纤维增强塑料(CFRP)加固修复混凝土结构技术研究在美、日等发达国家开展较早，始于80年代。我国是在90年代中后期(1996～1997年)正式开始对碳纤维增强塑料加固修复土木建筑结构进行研究的，并于1998年开始了实际的工程应用。但从国内近年来的应用情况来看，应用于桥梁工程的项目数量远少于工业与民用建筑物的项目数量。

　　2工程简介

　　江苏省苏南地区某大桥，桥梁全长416．44m，宽26m，中央分隔带3．0m，行车道宽2*10．75m，为双幅单向车道分离式桥梁。其中主桥为(42．5+

　　65．0+42．5)m的三跨悬臂施工变截面预应力混凝土连续箱染，单箱单室大悬臂，顶宽12．50m，底宽6．50m，两侧悬臂长3．0m，顶板设2％的单向横坡，底板水平。中跨跨中中心梁高2．om，根部中心梁高4．5m，梁底曲线在跨中9m段为等截面，然后按二次抛物线渐变到支点。箱梁为三向预应力结构，纵向采用低松弛5—7φ5的预应力钢绞线，横向为24φ5的预应力高强钢丝，竖向为18φ5的预应力高强钢丝。

　　该桥于1996年12月建成并运营通车。于20**年2月对该桥现场调查发现箱梁裂缝共有362条，除较多的腹板裂缝外，在中跨底板跨中部位还有呈横桥向开展的裂缝，其中最大裂缝宽度达1．1mm。为此需要对腹板裂缝处进行抗剪加固处理外，还需对中跨底板跨中部位进行抗弯加固修复。

　　3加固方案的选定

　　由于该桥主跨位于河道中，且施工过程中不能断航，故对箱梁主跨底板跨中部位的抗弯加固修复工作带来了较大的困难。在加固方案选择中，曾提出箱内采用体外预应力和箱外粘贴钢板的综合加固方案，但是考虑到箱外粘贴钢板，首先在河道中箱梁底板底面处钢板锚栓孔的钻跟以及具有一定自重的钢板粘贴施工存在一定的困难，而且增加了结构自重；其次还要考虑钢板的防腐方案；再次由于钢板具有一定的厚度，在底板跨中部位粘贴钢板后，在底板底面凸出一块，影响美观，并降低桥下通航净空高度。经比较最后确定采用箱内体外预应力和箱外粘贴碳纤维布的加固方案。碳纤维布具有很高的抗拉强度，是普通钢材的l0～15倍，弹性模量稍高于钢材，是普通钢材的1．1～2．4倍，因而比较适合桥梁的抗弯加固。

　　本桥箱外碳纤维布粘贴采用2层单向碳纤维布。纤维方向与箱梁底板纵轴向一致，碳纤维布是采用单位面积质量为300g／m2，厚度0．167mm，宽度为50cm的碳纤维条布。箱梁主跨底板碳纤维布加固长度为跨中部位15．1m，宽度为整个底板宽度。碳纤维布纵桥向搭接长度不小于20cm，横桥向搭接长度不小于5cm，并要求纵桥向碳纤维布搭接接头互相错开不能在同一截面上。

　　4碳纤维布粘贴施工工艺

　　为了得到良好的粘贴效果，应先对箱梁底板粘贴区域的混凝土表面进行十丁磨处理，清除其表面的浮浆和疏松混凝土以及油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，并用压缩空气吹除浮尘，确保混凝土表面干净并保持干燥。然后用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，并使底层树脂有足够的数量和时间使其渗透进原混凝土内2～3mm，增强混凝土表层，提高混凝土与找平材料界面的粘结强度。由于原箱梁底板混凝土施工质量较差，表面凹凸不平。必须在涂刷底层树脂后进行找平处理。找平材料要求具有良好的施工性能与触变性能。由于找平材料在固化和温度变化时都会产生收缩，这样有可能在胶层内产生内应力，从而降低粘结强度，影响粘结质量的稳定性，甚至导致破坏。为此在找平材料中加入滑石粉填料以降低其收缩，其重量比例为2：l(找平树脂：滑石粉)。用找平混合材料对箱梁底板混凝土表面的凹陷部位进行填补平整，且不应有楞角，待其干燥后即可进行碳纤维布的粘贴。在粘贴时，先将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，然后将事先裁剪好的碳纤维祁用人工粘贴上去，先轻压使其平整，最后用滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，并使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。在滚压时不得损伤碳纤维布。第1层碳纤维布浸渍树脂固化后，用手指按压碳纤维布表面的方法检查第1层碳纤维布粘贴质量，如发现有气泡，用小刀片顺纤维方向切开，灌胶并加以压平，使其与混凝土面密贴。待第1层碳纤维布表面浸渍树脂干燥并检查合格后，再进行第2层的碳纤维布的粘贴，并在其表面均匀涂抹I层浸渍树脂

　　5结语

　　(1)碳纤维布具有高抗拉强度和高弹模，用于桥梁抗弯加固，能达到粘贴钢板的同样加固效果，且其结构未增加自重。

　　(2)碳纤维布重量轻，本桥使用的碳纤维布每平方米仅300g，施工时不需大型设备，施工简便．尤其在通航的河道中施工，充分显示其优越性

　　(3)碳纤维布很薄，本桥使用的碳纤维布厚度为0．167mm，即使粘贴了2层．其总厚度也不超过o．5mm，与粘贴钢板相比外表轻巧美观，且不影响桥下通航净空高度。

　　(4)由于箱梁外加固使用的碳纤维布及其配套树脂具有耐酸、碱、盐和大气环境腐蚀等性能，不会像钢板材料那样会锈蚀，因而具有良好的耐久性。

　　(5)应加快CFRP加固修复混凝土结构新技术、新材料、新工艺的标准化工作，使其健康、快速地发展。

篇3：人工挖孔桩在深基坑围护中应用

　　浅谈人工挖孔桩在深基坑围护中的应用

　　厦门环卫综合处理厂垃圾焚烧发电工房项目位于湖里区禾山镇后坑村工业区，该工程垃圾池长24.85M，宽31.14M，板底标高－6.67M，总面积773.83M2。深基坑与原办公楼距离仅2.70M（见图一），且原办公楼基础埋深为－1.9M，基础底面尺寸3600*3600，其下为3.0M厚砂石换土层，换土层平面尺寸为5800*5800，底标高约为－4.9M，换土层最东边距垃圾池底板西边缘仅1700MM左右，而垃圾池开挖底标高为－6.67M，没有任何放坡距离，无法满足土方开挖要求的边坡条件及支护条件。

　　考虑到本工程紧邻办公楼，且深基础施工周期约60至70天，同时应确保办公楼安全使用，要求施工时不能产生任何差错。在最安全的开挖土方条件不具备的情况下，比较了深层机械搅拌桩、锚杆桩及人工挖孔桩等方案，最后综合工期、经济、施工安全等方面，选择了人工挖孔工艺施工进行深基坑围护。

　　一、围护方案：

　　由于办公楼独立基础下是较厚的砂石级配换土层，根据现场办公楼基础与深基坑关系图表明，部分人工挖孔桩位于办公楼基础砂石垫层中，为防止挖孔桩施工引起流砂掏空垫层造成办公楼不均匀下沉，留下安全隐患，所以在人工挖孔桩施工前，必须对砂石级配换土层采用注浆固结的施工措施，防止扰动原基础垫层。

　　二、人工挖孔桩及砂石垫层注浆孔的设计：

　　将深基坑开挖线内移至坑底底板边缘，该部位设计采用9根Ф1200＠1500人工挖孔桩，顶面设冠梁连接挖孔桩护壁按《福建省建筑标准设计——闽20**G107》护壁结构图一施工。注浆孔孔径110MM，孔深6.5M，孔距为二排1000MM，采用两次注浆，注浆材料为水泥浆，水灰比0.6，注浆施工应符合《建筑地基基础加固技术规范》JGJ123-2000规定。平面布置（见图二）。

　　1、注浆固结地基施工：

　　平整场地→钻进→封孔→制浆→注浆

　　（1）场地平整：场地平整标高-1.8M，平整宽度为距注浆孔4M。场地平整可采用机械反铲分层推铺夯压密实，表面由机械反铲来回碾压三道。

　　（2）钻进：根据平面布置孔位，两排孔间距500MM，孔距1000MM，孔深6.5M。钻进作业采用泥浆护壁。

　　（3）封孔：注浆管埋设到位后，封闭孔口一定范围注浆与孔之间空隙。

　　（4）制浆：注浆材料为PO.R32.5水泥浆，水灰比为0.6。

　　（5）注浆：注浆顺序为先注外侧一排孔，后注内侧靠近办公楼基础的一排孔。为保证办公楼基础标高和基坑坑壁主体不受影响，注浆压力一般采用0.6-1.2MPA，注浆流量采用15-20L/min由大到小逐渐至稳定，注浆时根据现场观测孔观测情况进行适当调整。

　　注浆终止条件应进行双控制，在确定办公楼基础标高和基坑坑壁主体不受影响的前提下为使砂石级配换土层得到有效的压密加固，需要严格控制浆液注入量和压密注浆过程中基础的上抬量（控制在3-5MM），在注浆过程中这二项控制指标一旦有一项达到控制标准时，应终止该层的注浆。

　　注浆时放置一定数量的水准仪和标尺，观测每一注浆孔周围土面的上抬量，及时准确记录各孔的浆液流量、注浆压力、注浆量。

　　三、桩体验算：

　　1、验算

　　(1)办公楼B/1轴基础承台荷载计算

　　A.

　　附图

　　B.2轴山墙荷载（四层）

　　墙0.2×3.2×12KN/M3=7.68KN/M

　　梁0.8×0.3×25KN/M3=6KN/M

　　楼面荷载1.5KN/M2(活)+0.15×25KN/M3(板自重)+0.05×20KN/M3（面层）=6.25KN/M2

　　合计：（7.68+6+6.25×3.5/2）×4=98.47KN/M

　　C.B轴沿墙荷载

　　墙0.2×3.5×12KN/M3=8.4KN/M

　　梁0.25×0.5×25KN/M3=3.13KN/M

　　合计：（8.4+3.13）×4=45.4KN/M

　　D.内山墙传来的集中荷载

　　墙0.2×3.5×12KN/M3=8.4KN/M

　　梁0.25×0.5×25KN/M3=3.13KN/M

　　楼面荷载[1.5KN/M2(活)+0.15×25KN/M3(板自重)+0.05×20KN/M3（面层）]=6.25KN/M2

　　荷载计算

　　98.47KN/M×7.5/2=369.26KN

　　45.4KN/M×7.5/2=170.25KN

　　(8.4+3.13+6.25KN/M2×3.5)×7.5/2×1/2=250.54KN

　　累计：790.05KN

　　根据土质情况，柱体设Ф1200MM，R=600mm，R’=550mm，A=1130400mm2，桩体长10M，混凝土采用C25，Fam=13.5N/mm2，配筋采用18Ф22，As=6839mm2，Fy=310N/mm2，摩擦角∮=30o，土重度r=18KN/M3，h=5.67m，t=4.33m。

　　（2）人工挖孔桩验算

　　土压力产生的最大弯矩计算：

　　故基坑上侧为公轴，按重荷载计算，折成p=50KN/m2，如图：

　　由式：h’=p/r=50/18=2.778m

　　r’=r(h+h’)/h=18(5.67+2.778)/5.67=26.819KN.M3

　　Ka=tg2(45°-φ/2)=tg2(45°-30°/2)=0.333

　　Kp=tg2(45°+φ/2)=tg2(45°+30°/2)=3

　　EA=h×r×Ka+p×Ka=5.67×18×0.333+50×0.333=50.636

KN/M2

　　μ=eA/(Kp-Ka)r=50.636/(3-0.333)18=1.055m

　　a=2h/3=2×5.67/3=3.78

　　L=h+μ=5.67+1.055=6.725m

　　则：∑E=L×(h×r/2)×Ka+p×h×Ka

　　=6.725×(5.67×18/2)×0.333+50×5.67×0.333

　　=208.683KN/M

　　*m=2∑E/(Ka-Kp)r=2×208.683/(3-0.333)×26.819=2.416m

　　Mma*=∑E(L+*m-a)-(Kp-Ka)r*m3/6

　　=208.683×(6.725+2.416)-(3-0.333)×26.819×2.416×(1/6)=950.636KN.M

　　（3）人工挖孔砼灌注桩弯距验算

　　将式：

　　afcmA(1-sin2πa/2πa)+(a-at)fyAs=0

　　at=1.25-2a

　　整理后，令b=fyAs/fcmA

　　得a=[1/(1+3)]×(1.25+sin2πa/2π)

　　已知：b=310×6839/13.5×1130400=0.139

　　a=0.413

　　则：at=1.25-2a=0.424

　　代入公式：

　　M=(2/3)fcmRrsin3πa+fyAsRs(sinπa+sinπat)/π

　　=[(2/3)×1.35×1130400×600×sin374.34°/3.14]+[310×6839×550×sin74.34°+sin76.32°]/3.14

　　=2454.56×106N.MN=2454.56KN.M>950.636KN.M

　　所以满足要求

　　（4）人工挖孔桩护壁厚度验算

　　已知：桩径r=1200mm；深度H=10m,壁厚t1=150mm；水容重rw=10KN/M3；其他数据见钢筋验算，地下水暂按地面下3m，不考虑粘聚力。

　　最深段的总压力为：

　　p=rhtg2(45°-/2)+(r-rw)(H-h)tg2(45°-/2)+(H-h)rw

　　=18*3xtg230°+(18-10)(10-3)tg230°+(10-3)*10

　　=106.667N/M3

　　用C20砼，fc=10N/MM2,D=1.8m；安全系数K取1.65，

　　则壁厚：t=kpr/2fc

　　=1.65*106.667*120/2*10*100=10.56>t1=15cm

　　所以满足要求

　　2、施工流程

　　施工准备→平整场地→测量、放线、定桩位→安装钢护圈→挖第一节孔桩土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上设标高及控制点→设置垂直运输架，安装电动葫芦、吊土桶、潜水泵、鼓风机、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上一节模板、支撑第二节模板、浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→对桩孔直径、深度进行全面检查验收→清理虚土、排除孔底积水→吊放安置钢筋笼就位→浇筑桩体混凝土。

　　3、施工准备

　　根据地质勘察报告和该部位的地质情况，依据前面的围护方案、桩体验算、施工流程，人工挖孔桩质量控制，劳动力材料计划，进度计划等措施，并对每一根桩体设置一个测量控制点，准确控制其直径、垂直度和深度，桩孔内安全操作措施，综合上述情况可编制成施工方案。

　　4、平整场地

　　场地平整至现场指定标高-1.8M，采用反铲分层夯压密实。根据现场给出的关系图进行测量、定位、放线，清理好弃土堆放，外运线路。

　　5、成孔工艺

　　人工挖孔桩采取间隔成孔施工工艺，开挖作业在注浆结束2天后进行。首先开挖1、3、5、7、9号桩体，每根桩体开挖时先在地表设置一个钢护圈，护圈高度500mm，入土300mm；人工开挖时采用每段原则上挖1m深。待该部分桩体混凝土浇筑1天后，再开挖2、4、6、8号桩体。

　　对于原有办公楼的基础处，当需穿越未经注浆固结的砂石换土层时，必须减少为一次挖深0.5m。当出现穿越注浆固结区域时可采用空压机配合风镐破除，可适当加大一次挖深，但不得超过2.0m。

　　护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成拆上节，支下节，循环周转使用，拼装模板使用U形连接，或用螺栓连接，不另设支撑，以便浇筑混凝土和下一层开挖操作，混凝土用吊桶运输，人工浇筑。

　　6、钢筋笼的制作

　　桩体内主筋为18Ф22，箍筋Ф16@2000，螺旋筋为Ф10@200，（标高-5.67-7.67M段为Ф10@100），箍筋应于主筋焊接定位，螺旋箍筋每隔1-1.5m箍与主筋按梅花形用电焊接固定，其余采用20#铁丝绑扎固定。钢筋笼加工成型后，应每隔3m设置一圈6个保护层支撑环，采用钢筋弯制成“∏”型，焊接在钢筋笼外侧。

　　钢筋笼的安装采用汽车吊或塔吊吊放。

　　7、混凝土浇筑

　　混凝土采用C25商品混凝土，为避免混凝土输送泵冲击力过大，造成旁边成孔坍塌现象，决定使用人力手推力运输浇筑，混凝土下料采用串桶，混凝土应连续浇筑，每层浇筑振捣高度不得超过1.50M，直至桩顶。在混凝土初凝前抹压平整，避免出现塑性收缩裂缝。表面有浮浆层应凿除，以保证与上部冠梁的良好连接，桩体混凝土浇筑完毕24以后应对桩体顶部进行覆盖，并浇水养护。

　　四、质量保证

　　1、注浆效果的监控

　　注浆效果的监控主要采取两种措施，其一是按设计要求位置设置观察孔，注浆过程中观测孔的出浆情况，出浆后应及时封闭观察孔；其二是注浆压力和注浆量，注浆压力一般控制在0.6-1.2Mpa范围内，注浆量按

每立方150kg水泥计算，考虑到注浆可能对外部土层中渗透，故按1.2倍充盈量作为控制量。

　　2、桩成孔质量的保证

　　开挖过程每挖完一节，必须根据孔口上的轴线吊直、修边。使孔壁圆弧保持上下顺直，避免垂直偏差过大。

　　因桩位土质条件复杂，或原办公楼基础下换土层中地下水渗出而使孔壁坍塌，故操作过程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。

　　当地下水渗出较快或雨水流入，排水不及时，易出现积水，所以开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵排水，确保施工质量。

　　钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固，支撑加固措施可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。

　　在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑，分层振捣，连续作业。

　　五、安全保证

　　1、注浆施工的安全措施

　　针对本工程的注浆，主要的安全防范为防止土方回填一侧在注浆压力下出现坍塌现象，为此，必须保证有效的工作面宽度，同时要求在注浆过程中用水准仪随时观测地面变化，注意调节压力，并用水准仪和经纬仪随时观察办公楼是否有变化，以确保其安全使用。

　　2、挖孔桩成孔的安全措施

　　首先，必须防止出现孔壁坍塌现象，针对不同地质条件采取相应的技术措施，主要是采用间隔成孔工艺，混凝土护壁，减少一次挖深量。

　　其次，应保证作业人员的工作环境，采用安全电压照明，定时向孔内通风换氧，及时排出地下水，土方垂直运输时在作业人员头顶部设置活动安全隔板，土方运至地表后应及时运走，减轻孔壁四周地表荷载压力。作业人员每两小时一换班。调整作业时间，避开中午高温作业配备防暑降温饮料，配置必要的药品和值班汽车，防止意外发生。

　　第三，保证地面人员往来安全，设置隔离施工区，无关人不得入内，对未成型未浇筑成孔应临时设置盖覆盖。

　　六、后续施工

　　人工挖孔桩成形后，顶部冠梁按地梁常规方法施工、养护。

　　七、实施效果

　　人工挖孔围护桩按上述方案顺利施工完成施工措施的成本

　　此采用深层搅拌桩，锚杆桩施工方案的预算费用节省22%，工期缩短15%，质量合格，无安全事故，最为重要的是办公楼得以安全使用，参建各方对此施工的结果均表示满足。

篇4：注浆在地铁矿山法隧道中应用研究

　　注浆在地铁矿山法隧道中的应用研究

　　研究目的:随着我国城市轨道交通的快速发展,在城市地铁中按喷锚构筑法原理进行设计和施工的浅埋暗挖矿山法隧道越来越多,本文旨在分析在矿山法隧道中各种辅助施工措施的特点、适用条件。

　　研究方法:通过对多个矿山法隧道的调查研究,对不同文地质条件、周边环境下的注浆措施进行分析对比和总结。

　　研究结论:在城市地铁中的矿山法隧道,需根据工程的周边环境、隧道埋置深度、工程及水文地质条件、隧道断面尺寸,结合隧道施工的基本工法,选择合理的注浆参数,对地层及围岩进行必要的加固和止水,不但可以避免较多的施工风险,节约工程投资,而且还可以减少对周边环境的影响及破坏,满足工期的要求。

　　随着我国城市轨道交通的快速发展,采用矿山法施工的隧道越来越多。在人口密集、交通繁忙、建筑物集中的地段采用何种辅助施工措施,对降低工程造价、减少对周边环境的影响至关重要。

　　1 地铁矿山法隧道所处的环境及特点

　　矿山法施工的不少地铁隧道,由于埋深浅,处于第四系各种土层、砂层或岩石全、强风化的软弱围岩中;一般地下水位较高,地下水丰富,且多位于繁华都市区,地面道路纵横交错,建筑物密集,地下管线众多,地面沉降控制严格;因此,在矿山法隧道设计和施工中选择合理的辅助施工措施,对围岩进行加固和止水,以保证隧道的施工安全和减少对周边环境的影响。在众多辅助工程措施中,本文主要针对注浆措施的特点、适用条件及应用展开论述,为在矿山法隧道中采用注浆措施提供参考。

　　2 注浆

　　注浆是通过外界压力将浆液压入到土体中,经渗透及劈裂作用,使土体粒子间的水或空气被强行排挤出加固范围之外,并充填土粒之间的空洞、孔隙;利用胶凝材料将周围的土粒胶接为一个整体;改善土体的物理力学性能,提高土体强度和地层的整体稳定性,降低地层的渗透性,堵断地下水渗透的通路;从而保证隧道在开挖后地层的稳定,保证施工及周围环境的安全。

　　2.1 注浆工艺

　　根据浆液与土体的相互作用方式,一般可分为渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆3大类,其特点如下:

　　2.1.1 渗透注浆

　　浆液将土中的自由水和气体排挤出去,通过充填裂隙或空隙,胶结周围土体,形成较密实的固化体,从而提高土层的抗压强度和抗渗性。渗透注浆不会引起土体体积大的变化。当地层为砂层、卵石层、碎石土等第四系地层(渗透系数大于10-4cm/s)时,宜采用渗透注浆方式。

　　2.1.2 劈裂注

　　浆液在较高的压力下,注入到孔隙率较小的地层中。浆液在高压力作用下,沿地层的结构面产生劈裂流动,在地层中形成脉、网状分布。不规则的脉、网状固结物和由于浆液压力而挤密的土体构成复合地层,从而具备一定的承载能力和止水能力。当地层为粘性土地层、埋深较大、渗透系数较小(小于10-5cm/s) 时,宜采用劈裂注浆方式。

　　2.1.3 压密注浆

　　采用有一定稠度或速凝型的浆液,通过压力对土体产生压密效应,从而改善土体的物理力学性能,其固结体在土体中一般呈似球体或块体状分布。压密注浆主要用于地基加固中,对于矿山法隧道中的注浆加固地层及止水,主要为渗透注浆和劈裂注浆2种方式。

　　在实际注浆中,浆液往往是以多种运动方式作用于土体的,仅以某种单一方式作用于土体的情况几乎很少。因此,平常的设计和施工中,所谓的渗透注浆或劈裂注浆,是指注浆过程中,浆液以渗透形式为主,或以劈裂方式为主的注浆方式,往往会伴有其它方式的发生。

　　2.2 注浆工艺

　　根据注浆工艺的不同,可以分为花管注浆、套管注浆、埋管注浆等几种形式。

　　2.2.1 花管注浆

　　注浆主要通过钻机钻孔后,插入注浆花管进行注浆,此种注浆是采用全孔一次性注浆方式,注浆孔孔径一般为40~70mm,此种注浆主要用于注浆段不长的情况。

　　2.2.2 套管注浆

　　套管注浆也叫袖阀管注浆。当钻孔到设计深度后,从钻杆中灌入封闭泥浆,并在封闭泥浆中插入塑料单向袖阀管,在塑料管中插入双向密闭注浆芯管再进行注浆。此种注浆是采用全孔分段注浆方式,分段长度一般为2~3m一段;注浆钻孔孔径一般为70~110mm,注浆袖阀管直径一般为40~80mm。该工艺的特点是能很好地控制浆液的凝固时间和扩散范围,对不同地层和地段,可采用不同的注浆压力、注浆量及浆液类型。

　　2.2.3 埋管注浆

　　埋管注浆是通过埋设密封管和特制注浆芯管,将浆液注入地层,以达到加固地层的目的。此种注浆工艺主要用于跟踪注浆技术,对于隧道中加固地层及止水则较少使用,而是主要用于隧道施工中引起周边建(构)筑物的沉降后的补救措施。

　　2.3 浆液类型

　　主要采用的注浆材料为水泥浆或水泥-水玻璃浆液。纯水泥浆的成本较低,流动性较好,结石强度较高,可灌性也较好,但析水率较大,稳定性较差,结石率较低,早期强度一般较低,凝结时间较长,一般需添加早强剂;水泥-水玻璃浆液除具有水泥浆的全部优点外,还兼有某些化学浆液的优良性能,凝结时间可以调节,能可较好地控制浆液的扩散半径,结石强度较高。

　　一般当隧道在地下水位以下、地下水具有一定的流动性、地层的渗透系数和空隙率较小时可采用水泥-水玻璃浆液;根据地层情况,为了提高浆液的可灌性,也可以考虑采用超细水泥-水玻璃浆液;当位于地下水位以上,孔隙率较大时可采用水泥浆。

　　2.4 注浆压力

　　注浆压力是用浆液进入地层孔隙及裂隙的一种动力,根据不同的注浆类型、地质条件和周边环境不同而不同。一般说来,注浆压力一定要大于地层的水压力、地层压力等各种阻力值的总和。从浆液扩散效果方面考虑,注浆压力大,扩散范围越大,注浆孔可相应减少,注浆速度提高;但注浆压力过大会造成窜浆,扩散至设计注浆范围以外,既浪费材料,并且可能造成地面超标准的隆起,影响周边建(构)筑物、地下管线的安全。

　　确定合适的注浆压力,从理论上讲是很困难的,因为影响的因素较多,如工程及水文地质条件、浆液类型、注浆工艺、埋置深度等。通常,注浆压力设计根据经验选取,并通过现场试验确

定;其中,渗透注浆的终压力一般应大于静水压力的2~3倍。

　　2.5 注浆孔的布置

　　布孔原则是使浆液扩散范围相互重叠,避免出现“盲区”,造成隧道开挖时涌水或坍塌。浆液的扩散半径一般随渗透系数的增大而增大,由于地质条件的复杂多变,理论计算的半径参数不易选准,又因有多种地层,各地层的参数各不相同,常常偏差较大,设计时可采用工程类比,并根据现场试验选取合理的注浆扩散半径。一般采用渗透注浆时,注浆孔间距为0.5~1.0m;劈裂注浆时,注浆孔间距为0.8~2.0m。2.6 注浆分类及应用

　　主要为洞内深孔注浆、洞内浅孔注浆、地面注浆等3种注浆类型。

　　2.6.1 洞内深孔注浆

　　主要用于地面无注浆条件的情况。每个注浆循环长度约20~40m,开挖一定距离,留约3.0~5.0m左右作为下一循环的止浆墙。注浆范围一般为隧道开挖范围外2.0~4.0m线范围内土层和全、强风化岩层,加固体抗渗系数一般要求达到10-5cm/s,做到隧道在开挖过程中仅有极少量渗水,不能形成有危害性的渗流。

　　深圳地铁一期工程的老大区间隧道,隧道所处地层主要为花岗岩的残积层(砾质粘土层)。当2号竖井向两端进行暗挖隧道施工中,竖井东端隧道拱部施工进至8m时,掌子面土石分界线位置出现涌泥、涌砂现象,施工受阻;2号竖井以西段拱部施工进至7m时,亦在掌子面土石分界线位置出现一直径约20cm的孔洞,地下水携带粗砂急速涌出。经分析,由于地层含水量较高的,且水压较大,超前小导管注浆效果差,地下水从支护缺陷处渗出,形成潜蚀,最后扩大涌出。从现场实际施工情况看,砂质粘土层及花岗岩全风化层透水性强,尤其是砾质粘土层性质变化大(可认为是“似土非土、似砂非砂、似石非石”,是一种特殊的不良地质),干燥状态下稳定性好、硬度大,但在含水状态下,施工开挖及支护扰动后迅速软化成泥浆,且长时间不易失水干燥;同时由于地表水补给充足(紧邻布吉河),地下水渗出量比预计的要大,采用单一的超前小导管注浆较难阻止地下水渗入坑道和保证掌子面的稳定。

　　为保证隧道施工安全,在竖井两端各100m范围内采用洞内深孔注浆加固地层及止水措施。加固范围为隧道开挖轮廓线外3.0m线以内的土层和全风化层;浆液为水泥-水玻璃浆液;浆液扩散半径为80cm,梅花型布置;注浆压力为初压0.3~0.4MPa,稳压:1.2~1.5MPa;水灰比为1∶1,水玻璃浓度:30°Be＇,模数:2.6;注浆采用分段长套管护壁后退式注浆工艺(袖阀注浆),主要采用劈裂注浆方式。每个注浆段长35.0m,每两个注浆段的搭接长度为4.0m;注浆顺序为先隧道周边后中间,隔孔交替注浆。

　　地层注浆后,浆液在土体中扩散呈树枝状分布,局部有10~20mm厚度的薄片状浆液凝固分布在土体中,凡是空隙处与薄弱处都充满了浆液的凝固体。由于较好地控制了注浆压力,未对地表产生超标准的隆起。开挖过程掌子面基本无水,土层自稳能力较好,未发生任何的涌泥、涌砂现象和坍塌现象;施工进度加快,起到了预期的目的。

　　2.6.2 洞内浅孔注浆

　　当隧道局部或小范围地层较差时,不需要大范围采取加固地层和止水措施时,可以考虑洞内局部浅孔注浆加固和止水,而不采用洞内全断面深孔注浆。

　　深圳地铁一期工程的国老区间隧道,该段位于深南东路及百货广场房屋下方,为单洞双层重叠隧道,隧道上半部为粉质粘土(花岗片麻岩的残积层),隧道分4个台阶开挖。在施工过程中,作为相对隔水层的粉质粘土孔隙较多,遇水极易软化,自稳能力极差,施工过程中不间断有小股水流出;因开挖卸载,使围岩产生松弛变形,增大了地层的透水性,因而在隧道拱腰及掌子面时常出现局部坍落,并伴有突水、突泥的现象。

　　为保证隧道开挖安全、减少安全隐患和控制地面沉降,在隧道开挖施工约15.0m后,决定对该段隧道洞内第一台阶采用洞内浅孔注浆加固地层及止水措施。加固范围主要是针对掌子面内的地层;浆液为水泥-水玻璃浆液;浆液扩散半径R=0.5~0.6m;注浆孔孔底间距为0.4~0.8m,梅花型布置,周边孔密,中间孔稀;注浆压力为初压0.1MPa;稳压:0.3MPa;注浆采用42钢花管进行注浆。钢花管长5.0m,每次注浆段长度5.0m,开挖4.0m;主要采用渗透注浆,局部加大压力采用挤压劈裂注浆方式。

　　地层在注浆后,开挖过程掌子面基本无水,土层自稳能力较好,未发生局部坍落及突水、突泥现象,保证了施工安全;施工进度加快,起到了预期的目的。

　　2.6.3 地面深孔注浆

　　地面注浆与洞内注浆相比,具有施工场地相对较开阔,施工条件较好,注浆施工质量能得到一定的保障。地面注浆加固地层可比洞内开挖先期进行,施工干扰较少,对施工工期较有利。但当地面建筑物密集、地下管线较多时,地面注浆较难实施;在城市中施工,有时还会产生一定的环境污染。

　　深圳地铁一期工程的国老区间在SK1+600~SK1+645段为暗挖的单洞双层隧道,此段隧道上部为素填土、粉质粘土、砾砂及凝灰岩的全、强风化层;同时整体处于F4压扭性断层中,其宽度约为40m,断层带岩性为断层糜棱岩、断层泥和断层角砾,局部含大量断层泥、构造角砾岩及构造透镜体;地下水丰富,补给快,地质条件十分恶劣;该段上部的华中酒店基础桩基须进行托换,华中酒店未托换的塔楼桩距隧道边不足1m,附近深南路人行天桥为浅基础,位于隧道顶部。为了防止隧道施工期间发生较大的地表沉降和周围地下水流失对华中酒店和人行天桥产生危害,同时加强桩基基础强度,对该区段采用地面注浆加固措施。注浆范围为隧道中线两侧各8.5m,立面为隧底开挖线以下3.0m至地面以下3.0m线;浆液扩散半径:R=120cm;注浆孔间距:150cm,梅花型布置;注浆压力:初压0.5MPa、稳压:1.8~2.0MPa;浆液为超细水泥-水玻璃浆液,水灰比1∶1,水玻璃浓度:35°Be＇,模数:2.6;注浆方式:后退式分段注浆方式。

　　该段地层经注浆加固后的断层破碎带和砂层较好地胶接在一起。由于采用了超细水泥,浆液的可注性较好,较为均匀地分布在土层中,凡是空隙处与薄弱处都充满了浆液的凝固体。地层强度明显提高,地下水仅有极少量的渗水,隧道开挖施工非常安全、顺利。

　　3 结论

　　城市地铁矿山法隧道中采用注浆措施辅助施工,已经有多年的应用和发展,注浆措施能否起到预期的目的,与注浆设计的中根据隧道所处的周边环境、工程及水文地质条件而选取的浆液类型、注浆工艺及参数等都有密切的关系,还与施工中的监测和不断调整的注浆参数有密切关系。同时,正式注浆前一定要根据试验选取并调整注浆参数,并加强注浆后的质量检测,当检测不合格时,应进行补注浆或采用其它措施补救,从而保证隧道顺利施工及施工安全。

　　参考文献:

　　[1]铁道第二勘察设计院.铁路工程设计技术

手册·隧道[K].修订版.北京:中国铁道出版社,1999.

　　[2]何川.土木工程学会地下铁道专业委员会第十五次学术交流会论文集[C].成都:西南交通大学出版社,20**.

　　[3]铁道第二勘察设计院.深圳地铁国老、老大区间施工图[K].成都:铁道第二勘察设计院,20**.

　　[4]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[K].北京:中国建筑工业出版社,2000.

篇5：探讨外墙保温防火试验其在建筑上应用

　　探讨外墙保温防火试验及其在建筑上的应用

　　对于高层建筑的防火，多年来一直是相关单位的重点研究课题。从国内外一些高层建筑的火灾案例分析表明，高层建筑火灾的主要特点是烟囱效应强，烟气危害严重，且火焰蔓延迅速，极易形成几层同时燃烧的态势，形成立体火灾，直接威胁着人们的生命安全。因此，及时控制火势蔓延是避免发生重大伤亡的关键。对于国内刚刚开始推广的高层建筑外墙外保温节能系统技术而言，如何有效地控制火灾蔓延，是一项迫切需要解决的课题。

　　国外外墙外保温防火技术现状

　　从国外外墙外保温系统的发展历史可以看到，对外墙外保温防火安全性的要求一直被作为该技术应用的首选条件。欧美等外墙外保温技术应用先进的国家，对外墙外保温系统均有严格的防火安全等级要求，不同的外墙外保温系统和保温材料设有防火测试方法和分级标准（考虑燃烧时烟气及毒性释放），并对不同防火等级的外墙外保温系统在建筑的使用范围有严格规定。

　　在欧洲标准规范ETAG004《有抹面层的外墙外保温复合系统欧洲技术标准认证》中规定，对外保温防火性的测试方法要按照CEN分级文件EN13501-1《建筑产品或组件的燃烧性能分级》进行阻燃等级A1－E的测试。防火等级的测定和相关的测试需进行两次：一次为整个体系，另一次仅为保温材料。在测试时需要考虑火焰在保温材料中蔓延的可能性，系统供应商应推荐一种防火隔离来防止火势蔓延，作为系统的一部分，其防火性能可参照产品性能列表或大尺寸试验的结果而定。同时对外墙外保温的防火要求将依据法律、法规和适用于建筑物最终使用的管理条例而定。在德国有因聚苯板薄抹灰系统防火安全性达不到要求而不能在22米以上建筑使用的相关规定；在英国有18米以上建筑不允许使用聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的规定；在美国纽约州建筑指令中明确规定耐火极限低于两个小时的聚苯板薄抹灰外墙外保温系统不允许用在高于75英尺即22.86米的住宅建筑中。而由岩棉等不燃材料组成的外墙外保温系统则可广泛应用在各种类型的建筑中，该系统已经成为目前世界上应用范围最广的外墙保温作法之一。

　　国内外墙外保温系统防火技术现状

　　目前，国内对外墙外保温系统防火技术的研究和重视程度还远远不够，几乎所有提及的内容都是关于系统所采用保温材料的燃烧性能，即使在外保温行业标准中对有机保温材料的要求也仅仅是氧指数和可燃性试验指标。目前我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》中尚无针对外墙保温的防火设计内容，对外墙外保温系统缺乏分级标准和使用范围限定，外墙保温防火技术也没有国家或行业标准及规范，生产企业的产品说明书中一般缺少防火性指标。在国内外墙外保温系统中占有主导地位的聚苯板薄抹灰系统存在如下问题。