隧道及地下工程习题解答.docVIP

土体加固的方法、各种方法的优缺点、设备占用场地大小、需要电压的大小 换置垫层法 将基础底面以下一定深度的软弱土层挖去，换填强度较大、性能稳定、无腐蚀性的工业废渣材料，并分层密实。优点：施工简单，就地取材，费用低，适合不均匀地基的浅层处理；缺点：施工土方量大，弃土多。 排水固结法 建筑修建以前，在地基设置排水体，并加载预压，使土体提前排水，提前固结。优点：适用于解决饱和黏性土地基的沉降和稳定问题；缺点：不同预压方法使用范围有限。 密实法 利用各种机械功能，在短时间使土体孔隙比减小，密实度增加，从而增加地基强度，减少沉降。优点：加固时减小快；缺点：不同加固方法适用性受限，噪音较大。 灌浆法 利用外部力（机械压力/电力）将水泥浆或化学溶液压入需加固的土体中，将土体颗粒胶结起来，从而改善土体物理力学性质。优点：压密效果好，可以调整地基不均匀沉降；缺点：加固质量不易保证，电渗法易引起排水沉降。 水泥土搅拌桩法 通过深层搅拌或喷粉机械，将软弱土和水泥浆等固化剂强制搅拌混合，形成有一定强度和稳定性的水泥搅拌土。适用于饱和软粘土地基。优点：工期短，无公害，施工过程中无振动，无噪音，不排污，对邻近建筑物无不良影响；缺点：土方量大，弃土多，施工机械及配套设施场地占用大，组装时间长，施工前准备工作复杂。 高压喷射注浆法 以高压旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合，形成连续搭接的水泥加固体。施工占地少、振动小、噪音较低容易污染环境，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的土质不宜采用。 高压喷射注浆法与水泥土搅拌桩法使用的机械电压相同，均为380伏特工业电压。 2、各种桩基的施工工艺 灌注桩 钻（冲）孔灌注桩 开挖导向沟→钻头回旋钻进/冲击破碎成孔（同时泥浆护壁）→测孔深→放置钢筋笼→清孔→导管法水下浇筑混凝土成桩 人工挖孔灌注桩 人力挖土成孔→设置孔壁衬砌→清理孔底→浇筑混凝土成桩 沉管灌注桩 震动/锤击沉入钢管→灌注混凝土、震动锤击、拔出钢管→成桩 高压旋喷桩（单管/二重/三重） 开挖导向沟→带有喷嘴的注浆管钻进至预定深度→水/空气与浆液由加压设备形成高压射流喷出→射流冲切、破坏、扰动土体，钻头上升→浆液土体拌合凝固形成圆柱状固结体（旋喷桩） 三轴搅拌桩 开挖导向沟，钻机及配套设备的安装与就位→钻机钻进至预定深度→钻头边拔出边注浆→钻进与拔出循环→插入型钢（SMW工法） 预制桩 预制桩的制作、起吊、运输及堆放→沉桩（锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩） 各种土体的特性 软粘土（淤泥及淤泥质土）：含水量高，孔隙率大；渗透性低；压缩性高；抗剪强度低；有较显著的触变性和蠕变性。 砂土：孔隙率大，含水量低，渗透性高；压缩性低；有一定抗剪强度 填土： 素填土：密实性和均匀度不一 杂填土：不均匀，浸水易湿陷，工程性质随时间变化，内含有机物、水化物和腐殖质 冲填土：强度低，含水量大，压缩性高 4、盾构掘进的出土量计算 每环理论出土量==/环； 盾构推进出土量控制在98%~100%之间，即37.12/环~37.88/环。 5、根据盾构埋深计算土压力 盾构施工使用的土压力即为刀盘平衡土压所需要的静压力。盾构隧道土压力的计算分浅埋隧道和深埋隧道两类，以施工坍方平均高度的2~2.5倍分界。 对于深埋隧道，计算理论有普氏理论和太沙基理论，普氏理论认为在有一定粘结力的松散介质中开挖隧道后，上方会形成抛物线状的自然拱，作用在隧道顶的压力即为自然拱范围内破碎土体的重量；太沙基理论认为隧道开挖后，上方将形成坍落，岩体变形下沉，据此计算竖向压力。 我国规范给出深埋隧道的计算公式： 对于浅埋隧道，正面土压力可按计算，对于粘土，，在盾构推进过程中，由于刀盘压力的过大和过小，会产生被动或主动土压力，主动土压力按计算，被动土压力按计算；当侧向土压力按均布考虑时，可取，其中e为水平侧向均布压力，为上覆土容重，H为隧道坑顶至地面的距离，为隧道高度，为内摩擦角。对于本工程，取0.7，土体平均重度为17.7KN/，隧道埋深17.7米，正面土压力P=0.145Mpa。此处，地下水产生的水压力通过直接将地下水计入平均重度得以体现。 6、掌握盾构反力架系统中所能承受推力的设计方法 反力架在盾构出洞时提供前进的反力，本工程采用土压平衡式盾构机，机头刀盘前进时要提供相当于土压力的静压力，此时反力架受力即为土压力及盾壳所受摩擦力之和。本工程盾构机产生的推力为35000KN。负环为10环，在负6环处，装有钢弧形环，在负10环到负6环之间，负环不封闭，负6环上部使用4根钢支撑。盾构机在这个位置上刀尖刚刚入土，压力没有达到最大。 当盾构机推进超过负环，正式进洞时，机头刀盘静压力逐渐达到最大，此时上部管片收受到的均布力通过钢弧形环传递给4根钢支撑，再由每根钢支撑成一定角度地传给反力架。