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第十章第十章 其他深基其他深基础简介介本章重点：1、沉井的工作类型及结构2、沉井的施工方法3、连续墙的概念、特点及其应用与发展4、连续墙的类型及施工5、静压桩机理及施工方法6、树根桩的施工工艺第一节第一节 沉井基础沉井基础一、一、 沉井的基本概念、作用及适用条件沉井的基本概念、作用及适用条件 沉井的概念:是井筒状的结构物(图1)它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础(图2) 图1 沉井下沉示意图 图2 沉井基础  沉井的优点：埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土围堰结构物，施工工艺并不复杂，因此在桥梁工程中得到较广泛的应用同时，沉井施工时对邻近建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也常用作为矿用竖井、地下油库等 沉井的缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定困难 沉井 根据经济合理、施工上可能的原则，一般在下列情况，可以采用沉井基础： 1.上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理的； 2.在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时； 3.岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰有困难时。

二、二、 沉井的类型和构造沉井的类型和构造 1、沉井的分类 (一) 按沉井的施工方法分类 1.一般沉井：指就地制造下沉的沉井，这种沉井是在基础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉如基础位置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉 2. 浮式沉井：在深水地区筑岛有困难或不经济，或有碍通航当河流流速不大时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井 (二) 按沉井形状分类 常用的有圆形、圆端形和矩形等根据井孔的布置方式，又有单孔、双孔及多孔的分别 沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井1.按沉井的平面形状： 圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使用抓泥斗挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其刃脚均匀地支承在土层上；在侧压力作用下，井壁只受轴向力(侧压力均布时)，或稍受挠曲(侧压力非均布时)；对水泥方向正交或斜交均有利，也即承受水平土压力和水压力性能良好 圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形者有利，但沉井制造较复杂对平面尺寸较大的沉井，可在沉井中设置隔墙，使沉井由单孔变成双孔或多孔。

 矩形沉井：具有制造简单，基础受力有利的优点，常能配合墩台(或其他结构物)底部平面形状四角一般做成圆角，可有效改善转角处的受力条件，减缓应力集中现象，以降低井壁摩阻力和避免取土清孔的困难矩形沉井在侧压力作用下，井壁受较大的挠曲力矩；在流水中阻水系数较大，冲刷较严重 2.按沉井的立面形状 主要有柱形、锥形及阶梯形等采用形式应视沉井需要通过的土层性质和下沉深度而定 土软，浅土密，深土软，深上述各类沉井的适用条件： 柱形沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较简单，模板可重复使用故当土质较松软，沉井下沉深度不大，可以采用这种形式 锥形沉井，井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点是施工较复杂，消耗模板多，同时沉井下沉过程中容易发生倾斜故在土质较密实，沉井下沉深度大，要求在不太增加沉井本身重量的情况下沉至设计标高，可采用这类沉井锥形式的沉井井壁坡度一般为1/20～1/40，外壁倾斜式沉井同样可以减少下沉时井壁外侧土的阻力，但这类沉井具有下沉不稳定，制造困难等缺点，故较少使用  阶梯式沉井的台阶宽度约为100～200mm鉴于沉井所承受的土压力与水压力，均随深度而增大。

为了合理利用材料，可将沉井的井壁随深度分为几段，做成阶梯形下部井壁厚度大，上部井壁厚度小，因此，这种沉井外壁所受的摩擦阻力可以减小，有利于下沉(三) 按沉井所用材料分类 1.素混凝土沉井：素混凝土沉井的特点是抗压强度高，抗拉能力低，因此这种沉井宜做成圆形，并适用于下沉深度不大(4～7m)的软土层中 2.钢筋混凝土沉井： 这种沉井的抗拉及抗压能力较好，下沉深度可以很大(达数十米以上)，当下沉深度不很大时，井壁上部用混凝土，下部(刃脚)用钢筋混凝土，在桥梁工程中得到较广泛的应用当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁结构，沉井外壁采用泥浆润滑套，壁后压气等施工辅助措施就地下沉或浮运下沉此外，钢筋混凝土沉井井壁隔离墙可分段(块)预制，工地拼接，做成装配式  4.竹筋混凝土沉井：沉井在下沉过程中受力较大因而需配置钢筋，一旦完工后，它就不再承受多大的拉力，因此，在南方产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力好的竹替部分钢筋来承受下沉阶段过程中拉力我国南昌赣江大桥等曾用这种沉井在沉井分节接头处及刃脚仍用钢筋 5. 钢沉井：钢沉井由钢材制作，强度高、质量轻、易于拼装、适于制造空心浮运沉井，但用钢量大，国内应用较少。

3. 砖石沉井：这种沉井适用于深度浅的小型沉井，或临时性沉井例如，房屋纠倾工作井，即用砖砌沉井，深度约4～5m二、沉井基础的构造 (一)沉井的轮廓尺寸 沉井的平面形状：决定于墩(台)底部的形状对矩形或圆端形墩，可采用相应形状的沉井，采用矩形沉井时，为保证下沉的稳定性，沉井的长边与短边之比不宜大于3当墩的长宽比较为接近时，可采用方形或圆形沉井沉井顶面尺寸为墩(台)身底部尺寸加襟边宽度襟边宽度不宜小于0.2m，也不宜小于沉井全高的1/50，浮运沉井不小于0.4m如沉井顶面需设置围堰，其襟边宽度根据围堰构造还需加大墩(台)身边缘应尽可能支承于井壁上或盖板支承面上，对井孔内不以混凝土填实的空心沉井不允许墩(台)身边的缘全部置于井孔位置上 沉井的底面标高：须根据上部结构荷载，水文地质条件及各土层的承载力等确定 沉井基础的顶面(墩底)要求埋在地面下0.2m或在地下水位以上0.5m当沉井顶面标高和底面标高确定之后，由墩底面和沉井底面两个标高之差即可定出沉井高度 高的沉井应分节制造和下沉，每节高度不宜大于5m，对底节沉井若是在松软土层中下沉时，还不应大于沉井宽度的0.8倍。

若底节沉井高度过高，沉井过重，会给制模、筑岛时岛面处理、抽除垫木下沉等带来困难 (二) 沉井的一般构造 一般沉井构造上主要由井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、射水管、封底和盖板等组成1.井壁井壁 井壁是沉井的主要部分它在沉井下沉过程中起挡土、挡水及利用本身重量克服土与井壁之间的摩阻力的作用当沉井施工完毕后，它就成为基础或基础的一部分而将上部荷载传递给地基因此，井壁必须具有足够的强度和一定的厚度根据井壁在施工中的受力情况，可以在井壁内配置竖向及水平向钢筋，以增加井壁强度井壁厚度按下沉需要的自重，本身强度以及便于取土和清基等因素而定，一般为0.80～1.50m，为便于绑扎钢筋及浇筑混凝土，其厚度不宜小于0.4m钢筋混凝土薄壁沉井可不受此限制井壁的混凝土强度等级不低于C152.2.刃脚刃脚 井壁下端形如楔状的部分称为刃脚其作用是在沉井自重作用下易于切土下沉刃脚底面(踏面)宽度一般为0.1～0.2m，对软土可适当放宽下沉深度大，且土质较硬，刃脚底面应以型钢(角钢或槽钢)加强(右图)，以防刃脚损坏刃脚内侧斜面与水平面的夹角一般为大于等于45°刃脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定，一般当沉井湿封底时，取1.5m左右；干封底时，取0.6m左右。

由于刃脚在沉井下沉过程中受力较集中，故刃脚宜采用C20以上的钢筋混凝土制成刃脚构造 3.3.隔墙隔墙 沉井平面尺寸较大，也即井壁跨径较大时，应在沉井内设置隔墙，以加强沉井的刚度，使井壁的挠曲应力减小，其厚度一般小于井壁隔墙底面应高出刃脚底面0.5m以上，避免隔墙下的土顶住沉井而妨碍下沉也可在刃脚与隔墙联结处设置埂肋加强刃脚与隔墙的连结如为人工挖土，在隔墙下端应设置过人孔，便于工作人员井孔间往来 4.4.井孔井孔 井孔是挖土排土的工作场所和通道井孔尺寸应满足施工要求，宽度(直径)不宜小于3m井孔布置应对称于沉井中心轴，便于对称挖土使沉井均匀下沉 5.5.凹槽凹槽 凹槽设在井孔下端近刃脚处，其作用是使封底混凝土与井壁有交好的接合，封底混凝土底面的反力更好的传给井壁(如井孔全部填实的实心沉井也可不设凹槽)凹槽深度约0.15～0.25m，高约1.0m 6.6.射水管射水管 当沉井下沉深度大，穿过的土质又较好，估计下沉会产生困难时，可在井壁中预埋射水管组射水管应均匀布置，以利于控制水压和水量来调整下沉方向一般水压不小于600kPa如使用泥浆润滑套施工方法时，应有预埋的压射泥浆管路。

7.7.封底和盖板封底和盖板 沉井沉至设计标高进行清基后，便浇筑封底混凝土混凝土达到设计强度后，可从井孔中抽干水井填满混凝土如井孔中不填料或仅填以砂砾则须在沉井顶面筑钢筋混凝土盖板封底混凝土是传递墩（台）全部荷载于地基的承重结构，这就要求封底混凝土有一定的厚度(可由应力验算决定)，其厚度根据经验也可取不小于井孔最小边长的1.5倍封底混凝土顶面应高出刃脚根部不小于0.5m，并浇灌到凹槽上端封底混凝土标号对岩石地基用C15；一般地基用C20盖板厚度一般为1.5～2.0m井孔中充填的混凝土，其强度等级不应低于C10( (三三) )浮运沉井的构造浮运沉井的构造 1.1.不带气筒的浮运沉井不带气筒的浮运沉井 不带气筒的浮式沉井适应于水深较浅、流速不大、河床较平、冲刷较小的自然条件一般在岸边制造，通过滑道拖拉下水，浮运到墩位，再接高下沉到河床这种沉井可用钢、木、钢筋混凝土、钢丝网及水泥等材料组合 钢丝网水泥薄壁沉井是由内、外壁组成的空心井壁沉井，这是制造浮运沉井较好的方法，具有施工方便、节省钢材等优点沉井的内壁、外壁及横隔板都是钢筋钢丝网水泥制成做法是将若干层钢丝网均匀地铺设在钢筋网的两侧，外面涂抹不低于40号的水泥砂浆，使它充满钢筋网和钢丝网之间的间隙并形成厚1～3mm的保护层。

2.2.带钢气筒的浮运沉井带钢气筒的浮运沉井 (四) 组合式沉井 当采用低桩承台而围水挖基浇筑承台有困难时；当沉井刃脚遇到倾斜较大的岩层或在沉井范围内地基土软硬不均而水深较大时可采用上面是沉井下面是桩基的混合式基础，或称组合式沉井施工时按设计尺寸做成沉井，下沉到预定标高后，进行浇筑封底混凝土和承台，在井内其上预留孔位钻孔灌注成桩这种混合式沉井既有围水挡土作用，又作为钻孔桩的护筒，还作为桩基的承台 三、 沉井的施工 沉井的施工方法与墩台基础所在地点的地质和水文情况以及具备的技术力量、施工机具与设备有关在水中修筑沉井时，应对河流汛期、通航、河床冲刷调查研究，并制定施工计划尽量利用枯水季节进行施工如施工须经过汛期，应有相应的措施沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种，现分别简介如下： 一、旱地上沉井的施工 桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板，参见下图在这种情况下，一般较容易施工沉井施工顺序图a)制造第一节沉井；b)抽垫木、挖土下沉；c)沉井接高下沉；d)封底1-井壁；2-凹槽；3-刃脚；4-承垫木；5-素混凝土封底 1.1.整平场地整平场地 如天然地面土质较好，只需将地面杂物清掉整平地面，就可在其上制造沉井，如为了减小沉井的下沉深度也可在基础位置处挖一浅坑，在坑底制造沉井下沉，坑底应高出地下水位0.5～1.0m 。

如土质松软，应整平夯实或换土夯实在一般情况下，应在整平场地上铺上不小于0.5m厚的砂或砂砾层 2.2.制造第一节沉井制造第一节沉井 由于沉井自重较大，刃脚踏面尺寸较小，应力集中，场地土往往承受不了这样大的压力所以在整平的场地上应在刃脚踏面位置处对称地铺满一层垫木(可用200×200mm的方木)以加大支承面积，使沉井重量在垫木下产生的压应力不大于100kPa垫木的布置应考虑抽除垫木方便(有时可用素混凝土垫层代替垫木)然后在刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模，最后浇灌第一节沉井混凝土 沉井刃脚立模 1-内模；2-外模；3-立柱；4-角钢； 5-垫木；6-砂垫层 3.3.拆模及抽垫拆模及抽垫 沉井混凝土达到设计强度的70%时可拆除模板，强度达设计强度后才能抽撤垫木抽撤垫木应按一定的顺序进行，以免引起沉井开裂、移动或倾斜其顺序是：撤除内隔墙下的垫木，再撤沉井短边下的垫木，最后撤长边下的垫木拆长边下的垫木时，以定位垫木(最后抽撤的垫木)为中心，对称地由远到近拆除，最后的拆除定位垫木注意在抽垫木过程中，抽除一根垫木应立即用砂回填进去进行捣实。

原则：分区、依次、对称、同步4.4.挖土下沉挖土下沉 沉井下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉 排水下沉：当沉井穿过的土层较稳定，不会因排水而产生大量流砂时，可采用排水下沉土的挖除可采用人工挖土或机械除土，排水下沉常用人工挖土，它适用于土层渗水量不大且排水时不会产生涌土或流砂的情况；人工挖土可使沉井均匀下沉和清除井下障碍物，但应采取措施，确实保证施工安全排水下沉时，有时也用机械除土 不排水下沉：一般都采用机械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥机，如土质较硬，水力吸泥机需配以水枪射水将土冲松由于吸泥机是将水和土一起吸出井外，故需经常向井内加水维持井内水位高出井外水位1～2m，以免发生涌土或流砂现象 5.5.接高沉井接高沉井 第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1m～2m时，应停止挖土，接筑第二节沉井接筑前应使第一节沉井位置正直，凿毛顶面，然后立模浇筑混凝土待混凝土强度达设计要求后，再拆模继续挖土下沉 6.6.筑井顶围墙筑井顶围墙 如沉井顶面低于地面或水面，应在沉井上接筑围堰，围堰的平面尺寸略小于沉井，其下端与井顶上预埋锚杆相连围堰是临时性的，待墩台身出水后可拆除。

钢板围堰7.7.地基检验和处理地基检验和处理 沉井沉至设计标高后，应进行基底检验检验内容是地基土质是否和设计相符，是否平整，并对地基进行必要的处理如果是排水下沉的沉井，可以直接进行检查，不排水下沉的沉井由潜水工进行检查或钻取土样鉴定地基为砂土或粘性土，可在其上铺一层砾石或碎石至刃脚底面以上200mm地基为风化岩石，应将风化岩层凿掉，岩层倾斜时，应凿成阶梯形若岩层与刃脚间局部有不大的孔洞，由潜水工清除软层并用水泥砂浆封堵，待砂将有一定强度后再抽水清基不排水情况下，可由潜水工清基或用水枪及吸泥机清基总之要保证井底地基尽量平整，浮土及软土清除干净，以保证封底混凝土、沉井及地基紧密连接 8.8.封底、充填井孔及浇筑顶盖封底、充填井孔及浇筑顶盖 地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底如封底是在不排水情况下进行，则可用导管法灌注水下混凝土(见钻孔灌注桩施工)，若灌注面积大，可用多根导管，以先周围后中间，先低后高的次序进行灌注待混凝土达设计强度后，再抽干井孔中的水，填筑井内圬土如井孔中不填料或仅填以砾石，则井顶面应浇筑钢筋混凝土顶盖，以支承墩台，然后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除临时性的井顶围堰。

首节沉井制作首节沉井制作第二节沉井的制作沉井下沉中沉井隔墙钢筋的绑扎二、水中沉井的施工 1.筑岛法筑岛法 水流速不大，水深在3m或4m以内，可用水中筑岛的方法 筑岛材料为砂或砾石，周围用草袋围护，如水深较大可作围堰防护(右图)岛面应比沉井周围宽出2m以上，作为护道，并应高出施工最高水位0.5m以上砂岛地基强度应符合要求，然后在岛上浇筑沉井如筑岛压缩水面较大，可采用钢板桩围堰筑岛，但要考虑沉井重力对它产生的侧向压力，为避免沉井对它的影响水上筑岛下沉沉井 2.2.浮运沉井施工浮运沉井施工 水深较大，如超过10m时，筑岛法很不经济，且施工也困难，可改用浮运法施工沉井在岸边做成，利用在岸边铺成的滑道滑入水中，然后用绳索引到设计墩位沉井井壁可做成空体形式或采用其它措施(如带木底或装上钢气筒)使沉井浮于水上，也可以在船坞内制成用浮船定位和吊放下沉或利用潮汐，水位上涨浮起，再浮运至设计位置沉井就位后，用水或混凝土灌入空体、徐徐下沉直至河底或依靠在悬浮状态下接长沉井及填充混凝土使它逐步下沉，这时每个步骤均需保证沉井本身足够的稳定性沉井刃脚切入河床一定深度后，可按前述下沉方法施工。

三、沉井下沉过程中遇到的问题及处理 1. 沉井突沉 在软土地基上进行沉井施工时，常发生沉井突然大幅度下沉的现象引起突沉的主要原因是沉井井筒外壁土的摩擦阻力较小，在井内排水过多或刃脚附近挖土太深甚至挖除，沉井支承削弱而导致剧烈下沉这种突沉容易使沉井发生倾斜或超沉，可采用以下措施进行防止：在设计沉井时增大刃脚踏面宽度，并使刃脚斜面的水平倾角不大于60°，必要时通过增设底梁的措施提高刃脚阻力在软土地基上进行沉井施工时，控制井内排水、均匀挖土，控制刃脚附近挖土深度，刃脚下土不挖除，让刃脚切土下滑2. 沉井倾斜 在沉井下沉过程中，特别时沉井下沉不深时，常发生沉井倾斜现象沉井倾斜的主要原因及预防措施见表7-1 在刃脚遇到障碍物时的处理方法：可以是人工排除，如遇树根或钢材可锯断或烧断，遇大孤石宜用少量炸药炸碎，以免损坏刃脚在不能排水的情况下，由潜水工进行水下切割或水下爆破 发生倾斜的纠正方法：在沉井高的一侧集中挖土；在低的一侧回填砂石；在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层；必要时可在沉井顶面施加水平力扶正纠正沉井中心位置发生偏移的方法是先使沉井倾斜，然后均匀除土，使沉井底中心线下沉至设计中心线后，再进行纠偏。

3.3.难沉 有时在沉井井内挖土后下沉过慢或停沉，甚至将刃脚底掏空也如此其主要原因有： ①井壁侧阻大于沉井自重； ②井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等遭到破坏； ③开挖面深度不够，正面阻力大； ④倾斜，或刃脚下遇障碍物或坚硬岩层和土层 近年来，对下沉较深的沉井；为了减少井壁摩阻力常采用泥浆润滑套或壁后压气沉井的方法 减小井壁侧阻的方法有：将沉井设计成阶梯形或使外壁光滑；井壁内埋设高压射水管组，射水辅助下沉；利用泥浆套或空气幕辅助下沉 解决难沉的措施主要是增加压重、减少井壁侧阻、增大开挖面深度和清除刃脚下遇到的障碍物 增加压重的方法有：提前接筑下节沉井，增加沉井自重；在井顶加压沙袋、钢轨等重物；若为不排水下沉时，在保证土体不产生流砂现象的前提下，从井内抽水，减少浮力，增大自重第二节 地下连续墙一、地下连续墙的概念、特点及其应用与发展 地下连续墙技术起源于欧洲，是根据钻井中膨润土泥地下连续墙技术起源于欧洲，是根据钻井中膨润土泥浆护壁以及水下浇灌混凝土的施工技术而建立和发展起来浆护壁以及水下浇灌混凝土的施工技术而建立和发展起来的一种方法。

这种方法最初应用于意大利和法国，在的一种方法这种方法最初应用于意大利和法国，在1950年前后，意大利首先应用了排式地下连续墙年前后，意大利首先应用了排式地下连续墙, ,1954年，这一年，这一施工技术传入法国、德国，并很快得到广泛应用施工技术传入法国、德国，并很快得到广泛应用1959年年传入日本，目前，日本为该技术使用最多的国家传入日本，目前，日本为该技术使用最多的国家 在地面上用抓斗式或回转式等成槽机械，沿着开挖工程在地面上用抓斗式或回转式等成槽机械，沿着开挖工程的周边，在泥浆护壁的情况下开挖一条狭长的深槽，形成的周边，在泥浆护壁的情况下开挖一条狭长的深槽，形成一个单元槽段后，在槽内放入预先在地面上制作好的钢筋一个单元槽段后，在槽内放入预先在地面上制作好的钢筋笼，然后用导管法浇灌混凝土，完成一个单元的墙段，各笼，然后用导管法浇灌混凝土，完成一个单元的墙段，各单元墙段之间以特定的接头方式相互连接，形成一条地下单元墙段之间以特定的接头方式相互连接，形成一条地下连续墙壁（图连续墙壁（图5-42）施工方法：施工方法：图图5-42 地下连续墙施工程序示意图地下连续墙施工程序示意图a）成槽；）成槽；b）放入接头管；）放入接头管；c）放入钢筋笼；）放入钢筋笼；d）浇筑混凝土）浇筑混凝土 地下连续墙（简称地下墙）具有以下优点：地下连续墙（简称地下墙）具有以下优点：Ø 结构刚度大；整体性、防渗性和耐久性好；结构刚度大；整体性、防渗性和耐久性好；Ø施工时基本上无噪声、无振动，施工速度快，建造深度施工时基本上无噪声、无振动，施工速度快，建造深度大，能适应较复杂的地质条件；大，能适应较复杂的地质条件；Ø可以作为地下主体结构的一部分，节省挡土结构的造价。

可以作为地下主体结构的一部分，节省挡土结构的造价地下连续墙在工程应用中，主要有以下四种类型地下连续墙在工程应用中，主要有以下四种类型 ：：•作为地下工程基坑的挡土防渗墙，它是施工用的临时结作为地下工程基坑的挡土防渗墙，它是施工用的临时结构；构；•在开挖期作为基坑施工的挡土防渗结构，以后与主体结在开挖期作为基坑施工的挡土防渗结构，以后与主体结构侧墙以某种形式结合，作为主体结构侧墙的一部分；构侧墙以某种形式结合，作为主体结构侧墙的一部分；•在开挖期作为挡土防渗结构，以后单独作为主体结构侧在开挖期作为挡土防渗结构，以后单独作为主体结构侧墙使用；墙使用；•作为建筑物的承重基础、地下防渗墙、隔振墙等作为建筑物的承重基础、地下防渗墙、隔振墙等二、地下连续墙的类型与接头构造（一）地下连续墙的类型地下连续墙按其填筑材料分类地下连续墙按其填筑材料分类地下连续墙按成墙方式可分为地下连续墙按成墙方式可分为土质墙土质墙混凝土墙混凝土墙钢筋混凝土墙钢筋混凝土墙现浇现浇预制预制组合墙组合墙桩式桩式壁板式壁板式桩壁组合式桩壁组合式现浇钢筋混凝土壁板式现浇钢筋混凝土壁板式地下连续墙按支护结构方式地下连续墙按支护结构方式自立式地下墙挡土结构自立式地下墙挡土结构锚定式地下墙挡土结构锚定式地下墙挡土结构支撑式地下墙挡土结构支撑式地下墙挡土结构逆筑法地下墙挡土结构逆筑法地下墙挡土结构（二）地下连续墙的接头构造 地下连续墙一般分段浇筑，墙段间需设接头，另外地下连续墙一般分段浇筑，墙段间需设接头，另外地下墙与内部结构也需接头，后者又称墙面接头。

地下墙与内部结构也需接头，后者又称墙面接头1．墙段接头 （（1）接头管（图）接头管（图5-44））图图5-44 接头管接头的施工程序接头管接头的施工程序 2．墙面接头 地下连续墙与内部结构的楼板、柱、梁、底板等连续地下连续墙与内部结构的楼板、柱、梁、底板等连续的墙身接头，既要承受剪力或弯矩又应考虑施工的局限性，的墙身接头，既要承受剪力或弯矩又应考虑施工的局限性， 目前常用的有预埋连接钢筋、预埋连接钢板、预埋剪力目前常用的有预埋连接钢筋、预埋连接钢板、预埋剪力连接构件等方法可根据接头受力条件选用，并参照钢筋混连接构件等方法可根据接头受力条件选用，并参照钢筋混凝土结构规范对构件接头构造要求布设钢筋（钢板）凝土结构规范对构件接头构造要求布设钢筋（钢板） 三、地下连续墙的施工 现浇钢筋混凝土壁板式连续墙的主要施工程序有：修现浇钢筋混凝土壁板式连续墙的主要施工程序有：修筑导墙，泥浆制备与处理，深槽挖掘，钢筋笼制备与吊装，筑导墙，泥浆制备与处理，深槽挖掘，钢筋笼制备与吊装，以及浇筑混凝土以及浇筑混凝土一）修筑导墙（一）修筑导墙 在地下连续墙施工以前，必须沿着地下墙的墙面线在地下连续墙施工以前，必须沿着地下墙的墙面线开挖导沟，修筑导墙。

导墙是临时结构，主要作用是：开挖导沟，修筑导墙导墙是临时结构，主要作用是：挡土，防止槽口坍陷；作为连续墙施工的基准；作为重挡土，防止槽口坍陷；作为连续墙施工的基准；作为重物支承；存蓄泥浆等物支承；存蓄泥浆等 导墙常采用钢筋混凝土制筑（现浇或预制），也有用导墙常采用钢筋混凝土制筑（现浇或预制），也有用钢的常用的钢筋混凝土墙断面如图钢的常用的钢筋混凝土墙断面如图5-46所示图图5-46 导墙的几种断面形式导墙的几种断面形式 （二）泥浆护壁（二）泥浆护壁 地下连续墙施工的基本特点是利用泥浆护壁进行成槽泥地下连续墙施工的基本特点是利用泥浆护壁进行成槽泥浆的主要作用除护壁外，还有携渣、冷却钻具和润滑作用浆的主要作用除护壁外，还有携渣、冷却钻具和润滑作用泥浆的质量对地下墙施工具有重要意义，控制泥浆性能的指泥浆的质量对地下墙施工具有重要意义，控制泥浆性能的指标有密度、黏度、失水量、标有密度、黏度、失水量、pH值、稳定性、含砂量等值、稳定性、含砂量等 （三）挖掘深槽（三）挖掘深槽 是用专用的挖槽机来完成的挖槽机械应按不同地质是用专用的挖槽机来完成的。

挖槽机械应按不同地质条件及现场情况来选用目前国内外常用的挖槽机械按其条件及现场情况来选用目前国内外常用的挖槽机械按其工作原理分为抓斗式、冲击式和回转式三大类，我国当前工作原理分为抓斗式、冲击式和回转式三大类，我国当前应用最多的是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗及回转式应用最多的是吊索式蚌式抓斗、导杆式蚌式抓斗及回转式多头钻等多头钻等（四）混凝土墙体浇筑（四）混凝土墙体浇筑 槽段挖至设计高程进行清底后，应尽快进行墙段钢筋槽段挖至设计高程进行清底后，应尽快进行墙段钢筋混凝土浇筑它包括下列内容：混凝土浇筑它包括下列内容：（1）吊放接头管或其他接头构件；）吊放接头管或其他接头构件；（（2）吊放钢筋笼）吊放钢筋笼； （（3）插入浇筑混凝土的导管，并将混凝土连续）插入浇筑混凝土的导管，并将混凝土连续浇筑到要求的高程；浇筑到要求的高程；（（4）拔出接头管拔出接头管四、地下连续墙设计计算简介（一）地下连续墙的破坏类型 地下连续墙的破坏类型地下连续墙的破坏类型稳定性破坏稳定性破坏强度破坏强度破坏整体失稳整体失稳基坑底隆起基坑底隆起管涌管涌流砂流砂支撑强度不足支撑强度不足压屈压屈墙体强度墙体强度（二）地下连续墙的设计计算 地下连续墙的设计首先应考虑地下墙的应用目的和施地下连续墙的设计首先应考虑地下墙的应用目的和施工方法，然后决定结构的类型和构造，使它具有足够的工方法，然后决定结构的类型和构造，使它具有足够的强度、刚度和稳定性。

强度、刚度和稳定性1．作用在地下墙体上的荷载 作用在墙体上的荷载主要是土压力和水压力，砂性土作用在墙体上的荷载主要是土压力和水压力，砂性土应按水土分算的原则计算；黏性土宜按水土合算的原则计应按水土分算的原则计算；黏性土宜按水土合算的原则计算当地下墙用作主体结构的一部分或结构物基础时，还算当地下墙用作主体结构的一部分或结构物基础时，还必须考虑作用在墙体上的各种其他荷载必须考虑作用在墙体上的各种其他荷载 土压力的计算方法土压力的计算方法古典土压力理论古典土压力理论静止土压力理论静止土压力理论经验图式法经验图式法 作用在地下连续墙上的水压力与土压力不同，它与墙作用在地下连续墙上的水压力与土压力不同，它与墙的刚度及位移无关，按静水压力计算的刚度及位移无关，按静水压力计算 地下连续墙作为结构物基础或主体结构时的荷载，地下连续墙作为结构物基础或主体结构时的荷载，其荷载根据上部结构的种类不同而有差异在一般情况其荷载根据上部结构的种类不同而有差异在一般情况下，它与作用在桩基础或沉井基础上的荷载大致相同下，它与作用在桩基础或沉井基础上的荷载大致相同2．墙体内力计算地下墙内力计算理论和方法及适用条件一览表地下墙内力计算理论和方法及适用条件一览表 表表5-65-6类类 别别计算理论及方法计算理论及方法方法的基本条件方法的基本条件方法名称举例方法名称举例（一）（一）较古典的钢板桩计算理论较古典的钢板桩计算理论土压力已知土压力已知不考虑墙体变形不考虑墙体变形不考虑支撑变形不考虑支撑变形假想梁（等值梁）法假想梁（等值梁）法二分之一分割法二分之一分割法太沙基法太沙基法（二）（二）横撑轴力、墙体弯矩不变横撑轴力、墙体弯矩不变化的方法化的方法土压力已知土压力已知考虑墙体变形考虑墙体变形不考虑支撑变形不考虑支撑变形山肩邦男法山肩邦男法（三）（三）横撑轴力、墙体弯矩随之横撑轴力、墙体弯矩随之变化的方法变化的方法土压力已知土压力已知考虑墙体变形考虑墙体变形考虑支撑变形考虑支撑变形日本的日本的《《建筑基础结构设建筑基础结构设计规范计规范》》的弹性法的弹性法有限单元法有限单元法（四）（四）共同变形理论（弹性）共同变形理论（弹性）土压力随墙体变化而变土压力随墙体变化而变化化考虑墙体变形考虑墙体变形考虑支撑变形考虑支撑变形森重龙马法森重龙马法有限单元法（包括土体介有限单元法（包括土体介质）质）《《公路桥涵地基与基础设公路桥涵地基与基础设计规范计规范》》法法（五）（五）非线性变形理论非线性变形理论考虑土体为非线性介质考虑土体为非线性介质考虑墙体变形考虑墙体变形考虑支撑变形考虑支撑变形考虑施工分部开挖考虑施工分部开挖考虑分部开挖的非线性有考虑分部开挖的非线性有限单元法限单元法3．地下连续墙挡土结构的稳定性验算主要采用下列验算方法。

主要采用下列验算方法 （（1）土压力平衡的验算；）土压力平衡的验算； （（2）基坑底面隆起的验算；）基坑底面隆起的验算；（（3）管涌的验算管涌的验算 确定地下连续墙的插入土深度是非常重要的，若深度确定地下连续墙的插入土深度是非常重要的，若深度太浅将导致挡土结构物的失稳，而过深则不经济，也增加太浅将导致挡土结构物的失稳，而过深则不经济，也增加施工困难，应通过上述验算确定具体验算方法可参阅本施工困难，应通过上述验算确定具体验算方法可参阅本书第二章及有关文献书第二章及有关文献第三第三节 静静压桩一、静压桩法沉桩机理 静压法施工是通过静力压桩机以桩机自重及桩架上的配重做反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺 静压预制桩主要应用于软土地基在沉桩过程中，桩尖直接使土体产生冲切破坏，伴随或先发生沿桩身土体的直接剪切破坏孔隙水受此冲剪挤压作用形成不均匀水头，产生超孔隙水压力，扰动了土体结构，使桩周约一倍桩径的一部分土体抗剪强度降低，发生严重软化（粘性土）或稠化（粉土、砂土），出现土重塑现象，从而可容易地连续将静压桩送入很深的地基土层中 压桩过程中如发生停顿，一部分孔隙水压力会消失，桩周土会发生径向固结现象，使土体密实度增加，桩周的侧壁摩阻力也增长，尤其是扰动重塑的桩端土体强度得到恢复，致使桩端阻力增长较大，停顿时间越长扰动土体强度恢复增长越多。

因此，静压沉桩不宜中途停顿，必须接桩停留时，宜考虑浅层接桩，还应尽量避开在好土层深度处停留接桩静压桩是挤土桩，压入过程中会导致桩周围土的密度增加，其挤土效应取决于桩截面的几何形状、桩间距以及土层的性能二、静压桩的适用范围 静压法通常适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层，当桩须贯穿有一定厚度的砂性土夹层时，必须根据桩机的压桩力与终压力及土层的形状、厚度、密度、上下土层的力学指标、桩型、桩的构造、强度、桩截面规格大小与布桩形式、地下水位高低以及终压前的稳压时间与稳压次数等综合考虑其适用性 压桩力大于4000kN的压桩机，可穿越5~6m厚的中密、密实砂层中型压桩机（压桩力≤2400kN），穿越砂层的能力较有限，所以对其情况需进行压桩可行性判断 静压桩也适用于覆土层不厚的岩溶地区在这些地区采用钻孔桩很难钻进；采用冲孔桩，容易卡锤；采用打入式桩，容易打碎只有采用静压桩可缓慢压入，并能显示压桩阻力，但在溶洞、溶沟发育充分的岩溶地区，静压桩宜慎用，以及在土层中有较多孤石、障碍物的地区，静压桩宜慎用 小型压桩机（压桩力≤600kN）用于压制预制小桩，适用于在10m以内存在持力层（如硬塑粉质粘土层、粉土层及中密粉细砂层等三、静压桩施工三、静压桩施工（一）桩的类型 用于静压桩施工的钢筋混凝土预制桩有RC方桩、PC管桩、PHC管桩和PTC管桩，还有的地区采用外方内圆空心式钢筋混凝土预制桩。

（二）桩的沉设 静压预制桩的施工一般采用分段压入、逐段接长的方法其施工工艺为：测量定位—压桩机就位—吊装喂桩—桩身对中调直—压桩—接桩—再压桩—（送桩）—终止压桩—切割桩头 1、测量定位 通常在桩身中心打入一根短钢筋，若在较软的场地施工，由于桩机的行走而挤压预打入的短钢筋，故当桩机大体就位之后要重新测定桩位 2、压桩机就位 经选定的压桩机进行安装调试就位后，行至桩位处，使桩机夹持钳口中心（可挂中心线陀）与地面上的样桩基本对准，调平压桩机后，再次校核无误，将长步履（长船）落地受力3、吊装喂桩 静压预制桩桩节长度一般在12米以内，可直接用压桩机上的工作调机自行吊装喂桩，也可以配备专门调机进行吊装喂桩第一节桩（底桩）应用带桩尖的桩，当桩被运到压桩机附近后，一般采用单点吊法起吊，采用双千斤（吊索）加小便担（小横梁）的起吊法可使桩身竖直进入夹桩的钳口中当接桩采用硫磺胶泥接桩法时，起吊前应检查浆锚孔的深度并将孔内的夹物和积水清理干净  4、桩身对中调直 当桩被吊入夹桩钳口后，由指挥员指挥司机将桩缓慢降到桩尖离地面10cm左右为止，然后加紧桩身，微调压桩机使桩尖对准桩位，并将桩压入土中0.5~1.0m，暂停下压，在从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，当桩身垂直度偏差小于0.5%时才可正式压桩。

5、压桩 压桩是通过主机的压桩油缸伸程的力将桩压入土中，压桩油缸的最大行程因不同型号的压桩机而有所不同，一般为1.5~2.0m，所以每一次下压，桩入土深度约为1.5~2.0m，然后松夹具—上升—再夹紧—再压，如此反复进行，方可将一节桩压下去当一节桩压到其桩顶离地面80~100cm时，可进行接桩或放入送桩器将桩压至设计标高  6、接桩 静压预制桩常用接头形式有电焊焊接和硫磺胶泥锚固接头电焊焊接施工时焊前须清理接口处砂浆、铁锈和油污等杂质，坡口表面要呈金属光泽，加上定位板接头处如有孔隙，应用锲形铁片全部填实焊牢焊接坡口槽应分3~4层焊接，每层焊渣应彻底清除，焊接采用人工对称堆焊，预防气泡和夹渣等焊接缺陷焊缝应连续饱满，焊好接头自然冷却15分钟后方可施压，禁止用水冷却或焊好即压硫磺胶泥锚固接头，施工时要认真把好质量关 7、送桩 如果桩顶已接近设计标高，而桩压力尚未达到规定值，可以送桩如果桩顶高出地面一段距离，而压桩力已达到规定值时则要截桩，以便压桩机移位 静压桩的送桩作业可以利用现场的预制桩段作送桩器。

施压预制桩最后一节桩的桩顶面达到施工地面以上1.5m左右时，应再吊一节桩放在被压桩的顶面，不要将接头连接起来 第四第四节 树根根桩 一、简介 树根桩是一种小型钻孔灌注桩，直径为13～30厘米，桩长5～25米它是利用小型钻机按设计直径，钻进至设计深度，然后放入钢筋笼，同时放入灌浆管，注入水泥浆或水泥砂浆，结合碎石骨料成桩树根桩可以根据需要，做成垂直的，也可以是倾斜的，可以是单根的，也可以是成束的，可以是端承桩，也可以是摩擦桩二、树根桩的应用范围1.建筑物需要加层(或上部增加荷载)，地基和基础承载力不足时； 2.由于地质勘察、设计和施工原因，建筑物建成后,发生不均匀沉降； 3.由于市政工程，如地铁或隧道通过建筑物下面地基土层时，为防止建筑物的不均匀沉降； 4.古建筑的地基基础加固； 5.对岩石和土体边坡稳定加固等三、树根桩托换的优点 1.所需施工场地较小，一般平面尺寸0.6M×1.8M，净空高度2.2M就能施工； 2.施工时噪音小，振动小，对已损坏需托换的建筑物比较安全； 3.所有操作都可在地面上进行，比较方便； 4.压力灌浆使树根桩与地基土紧密结合，桩和承台联结成一整体； 5.桩径很小，因而施工对承台和地基土几乎不产生扰动； 6.可在各种类型的土中制作树根桩四、树根桩的施工工艺四、树根桩的施工工艺 1.成孔 树根桩的成孔，一般是采用小型钻机钻孔，采用水或泥浆作为循环冷却钻头和除渣手段。

同时循环水在钻进过程中，水和泥土搅拌混合在一起亦变成泥浆状有时为了提高树根桩的承载力，多采用正循环方法，当遇到较硬土层时，换上水力扩孔钻头，以达到扩孔目的在饱和软土层钻进时，经常遇到流砂层，钻进时，进尺速度要慢，依靠岩心管在流砂层表面磨动旋转，加上孔内泥浆，使其孔壁表面形成泥皮，以达到护孔目的表土层松散时，用套管护孔，套管口一般高出地面10厘米钻至设计标高时，进行清孔，到溢出较清的水为止 2.钢筋笼的制作 钢筋笼根据设计荷载确定其含钢量，每段钢筋笼的长度可以视现场条件和机具的吊放能力而定，一般每节长5～6米，钢筋笼的接头采用绑扎或焊接均可，其搭接长度应符合规范要求由于树根桩的直径均较小，故钢筋的混凝土保护层1.5～2.0厘米，对于特殊要求另作处理 3.灌浆管的制作 灌浆管的制作，当考虑拔出时，接头处采用外缩节,使外管壁光滑，容易从砂浆(或混凝土)中拔出为防止泥浆进入管内，需在管底口用黑胶布或聚乙烯胶布封住，在管底口以上1.0米范围做成花管形状，其孔眼直径0.8厘米，纵向间距10厘米，竖向四排，灌浆管一般放在钢筋笼内，一起放到钻孔内 4.灌浆成孔 在钢筋笼和灌浆管沉入钻孔之后，压入水泥砂浆，灌浆管在灌注过程中，一般要埋入水泥浆中2～3米，以保证桩体的质量。

灌浆后，立即投入碎石(5～25厘米)，用钢筋插捣，使骨料均匀分布于桩身 灌浆技术参数： ①水灰比 w/c=0.4～0.5 ②灌浆压力 P=0.3～0.5MPa ③减水剂掺量 0.4 (3%) ④中砂 30% ⑤碎石。