贰工法2 地下工法 简体字 20141022
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《建筑构造》贰、工法与流程施工计划内容与施工流程---以RC建物为例前置作业、假设工程与高空作业地下工程(一) 地质钻探之判读(二) 土方工程(三) 支保措施(四) 止水工法与复水(五) 观测系统(六) 基础形式(七) 顺打与逆打工法(八) 地下连续壁(九) 基础破坏课题(十) 地下工程之灾变结构体工程建筑装修工程设备代谢系统与接口整合~~~~~~~~~~~~~~~~~参考书目:1.《建筑构造的基本原则--材料和工法》pp15-55,2.《营建法与施工(上)》pp99-210,3.《建筑结构体之施工与监工》p284-306,pp101-240,pp155-237,241-306,pp239-240 8.《基础工程施工与实务》pp20-33,pp62-114,256-263,pp159-245,290-332>>延伸阅读>>5.《建筑构造图解教材》日本建筑学会编,台北科技图书公司,2001.09~~~~~~~~~~~~~~~~~肆、地下工法1.地质钻探之判读(1)地质调查定义:在基础设计及决定构筑方法前,必需了解地层组织及载重能力,作为基础设计之安全性考虑。
(2)地质调查目的:a.了解土壤之承载力、沉陷量、侧压力。
b.了解水文,地下水的高程、土壤含水率、伏流。
c.选择基础设计之形式与深度、适当与经济考虑。
d.确保邻近构造物之稳定安全,作为施工之预防。
e.假设工程之数据提供分析,与安全计划之防范。
f.提供钢桩腐蚀对策之参考数据。
(3)地质调查方法:A.试掘法。
(露头)B.探杆法。
2.5cmφ,150cmLC.螺旋钻探法D.冲击式钻探法、回转式钻探法E.标准贯入试验(SPT),击数N值F.地球物理法:弹性震波法、电阻探测法。
(4)钻探报告之内容:依建筑技术规则之钻探规定取样方式内容:钻孔位置及深度、未扰动土壤样本、N值、土壤分类与地下水位、推算无限侧压力及支承力、柱状图绘制。
载重试验定义:固然建筑物基础设计与施工已考虑地盘之支承力与沉陷,但止于公式推导,故大规模工程需举行载重试验,佐验公式计算地盘之支承力。
方法:A.土壤压力球B.试桩载重试验:1)直接载重法;2)控桩载重法:水平载重垂直载重(下压、拉拔)急速—极限支承力值缓速—降伏支承力值试桩控桩位置载重试验后不足之改进措施:1)增加桩数2)增加桩直径(断面)3)增加桩长度(若地层下方有更坚硬层时)地盘改良工法定义:当基础地盘土壤支承力不足以直接支承地上结构物、或者地盘沉陷量过大的情况下,利用各种压实或固结等方法将地盘土壤颗粒的排列及空隙状态等不稳定之因素加以改良,以促进地盘支承力及抑制沉陷量的方法。
*土壤液化现象:砂土原是由许多细砂颗粒所构成之土壤,在颗粒间的孔隙常蕴含着水份,当地震激烈摇动后,使土壤颗粒间的排列趋于紧密,进而挤压孔隙间的水份,造成孔隙水压增高,促使砂与水混合成为泥浆般的液体。
当土壤液化,地盘支承上部结构物的能力当然大幅降低,使建物下陷或倾斜;若孔隙水压过高,更可能使砂土由地层中的裂缝往上冲出形成「喷砂」现象。
土壤液化多发生于河岸地、旧河道砂质地、海岸线、海埔新生地,偶尔也发生于含有砂土层的内陆。
2.土方工程建筑工程施工前需先办理地形测量,依据设计图进行放样,依道路中心位置标定打设中心桩,以为施工控制之依据。
之后,进行整地放样,依设计图之位置、高程,进行土方开挖、填筑等作业。
接着进行基础工程部份之施工作业。
但是土方开挖之前需先作止断地下水、及边开挖边施作挡土措施及观测系统。
(一)整地放样整地:基地内之杂草乱石及杂物等清除整平放样(测设):意指将图面上缩小比例之事物,利用测量方法使其放大成足尺大样(Full Scale) 并定位在地面上。
* 基准点BM、定心、定平、高程**素地放样(水平标板龙门桩石灰粉)楼版放样(楼内引点楼外引点)装修放样(墙面水平线柱墙垂直点)特殊放样(帷幕墙钢结构加工)(二)开挖(掘削)开挖深度在1.5M以上者,除地质良好不致发生崩塌或其周围状况无安全之虞者外,均需有挡土设备。
* 壕井式、沟式、全面筏式开挖方式(三)搬运弃土、堆置土方不得就近弃置于边坡顶上或基地内,以免基地增加超载而发生崩塌的意外危险* 合法弃土场证明(四)回填夯实基础完工后部份基地需要借土回填(原土、级配土)* 回填土需要分层回填,并浇水及加压夯实,每层回填土厚度不宜超过30CM (砾石50CM)**完成地下层外壁结构体之回填前,需作防水膜***人工夯压(石锤)、夯压振动机、压路机3.支保措施(挡土设施)说明:下部结构之构筑为防止施工期间地盘崩塌,而采用假设挡土壁等各种支保措施工作,总称为挡土设备。
(非属结构体, 除地下连续壁体)分类形式:1)明挖边坡法2)挡土壁独立支保法3)边坡与挡土壁合并支保法4)地锚法(并用挡土壁、群地锚)5)拉杆锚定法6)横挡平面式支保法(环形矩形框架)7)一(多)层立柱撑梁支保法8)岛式支保法(斜撑梁、水平撑梁)9)双层支保壁之沟式开挖法10)双层支保壁之筏式开挖法(中央结构体先)11)结构体自承式支保法(沉箱,竹中式)12)地下连续壁支保法(可视为结构体外壁)擋土壁透水性壁體止水性壁體主樁橫版條擋土柱鋼版樁排列樁連續壁溝槽版樁鋼版樁鋼管版樁場鑄樁埋入樁摻土樁預壘排樁-PIP工法場鑄混凝土樁-CIP工法預鑄排樁-PP工法預鑄排樁-PP工法場鑄式連續壁-BW工法埋入式連續壁-K-Soil工法摻土式連續壁-SMW工法图一般常见挡土壁工法之分类常用工法:1)形钢(I型铁)衬板挡土壁(型钢回收)2)钢版桩挡土壁(压缩气锤、振动法)3)排桩工法(木桩、预力桩、预垒桩)4)地下连续壁(预制壁版、场铸施作)5)挡土柱工法(台中地区、人力操作)版桩工法:系利用连续打入版桩而构成挡土壁之工法。
依其使用材料可分为混预垒桩排桩工法PIP 工法(Packed-In-place Pile method):将中空轴之螺旋钻扭进地中,旋转钻挖到预定深度后,由轴前端部压入预垒砂浆(Prepacked mortar ),同时缓慢抽取,则可构成砂浆桩,螺旋钻拔出后,立即将钢筋笼或型钢插入砂浆内,PIP 桩即告完成。
施工顺序:1.挖掘:螺旋钻轴心与钻中心一致,连续垂直钻挖到预定深度。
2.抽取螺旋钻,灌注砂浆:一般螺旋钻头与砂浆重迭在0.5m左右,则不会发生孔壁之崩坍与桩之中断现象。
3.插入钢筋:螺旋钻拔出,砂浆填充完成后,利用吊车等将已组立成之钢筋笼或型钢插入砂浆桩内。
MIP 工法(Mixed-In-place Pile method):MIP 机系由开挖装置与灌浆灌入装置所构成。
由附有四片突出刃口中空轴的前端射出预垒水泥浆(Prepacked cement paste),同时旋转插入地中,突出刃口削崩地盘土砂,而与预垒水泥浆搅拌混合。
到达预定深度,抽升钻轴时,同样地一面旋转一面继续灌浆,搅拌成土与砂浆之混合物,填塞所有空隙。
钻轴拔出完成后,视其需要而插入钢筋笼。
4. 止水工法与复水1.排水工法定义:系指施工中之排水作业(及施工后基础永久性之排水作业而言)。
2.复水工法定义:因恐地水下抽取过盛,造成地层下陷等灾变,故以深井注水回地层中以平衡土压、减缓沉陷量。
地下水處理排水止水重力排水強制排水集水坑排水法明渠排水法暗渠排水法深井排水法西姆氏深井排水法點井排水法真空深井排水法真空吸引排水法(砂質土﹑黏性土地盤)電氣滲透排水法(黏性土地盤)灌漿工法凍結工法止水壁工法鋼版樁工法排列樁工法連續壁工法图 地下水处理方法集水坑排水法(俗称积水池法Shallow sump drainage):系使渗入到开挖面内之地下水,自然地流入到设置在较开挖底面为低之集水坑内,而后利用抽水机抽出,排至外面。
明渠排水法(Open ditch drainage):明渠排水法适用于设置有主桩横板条挡土设施之开挖作业。
暗渠排水法(Underdrainage, Sub-drainage):暗渠排水法大多用于地盘改良作业上。
深井排水法(Deep well drainage):系先凿挖抽水井到预定深度后,插入附有滤网(Strainer)之套管,套管与井壁之间填注过滤砂材(Sand filter)流过此过滤砂材而入井内之水,用浸水泵、离心泵、高程泵抽取而排除。
西姆氏深井法(Seimens well method):系以小口径(50~100㎜)之井以4~5m之间隔,配置成一列或长方形,连结1根集水管,再以抽水机排水,是介于点井法与深井法之间的一种排水法。
透水性良好,用于点井不易打设之地盘。
点井排水(Well point method):系利用高度真空使地盘内部空隙水真空脱水之一种工法。
不仅适合于涌水量多之砂层,而且对于渗透系数小之沉泥地盘亦有强制集水而加以排水之作用。
点井排水是在开挖部份之两侧或四周,设置称为点井(Well point)之简易井,由此抽取并遮拦流入开挖部之地下水。
真空深井排水法(Vacuum deep well method):系将附有滤网之钢管打入地盘中,其内插入一根旋转轴,旋转轴之四周纵向设置有若干离心泵;设置后,真空深井之周围以黏性土充分密封,而后开始真空抽水。
电气渗透工法(Electro-osmosis method):系在饱合状态下之细粒土中埋设一对电极将直流电通入,则产生: 1.细粒土中之正离子即趋向阴极,并牵带水分(电气渗透)。
2.具有压缩性之土壤,通常体积会减少,而增加土壤之强度(电气固结)。
深井工法与点井工法之比较复水工法(Rechange method):在点井设置线外周约4~5m处,以3~5m之间隔,配置注水管,将点井排水沉砂槽内的水利用重力差压入注水管内。
*深井封闭工法4.图例:图水平支撑工法流程图5.观测系统定义:在工程进行中,利用各种观测仪器测试挡土壁及支撑构架之应力变化,据此测试资料以掌握现场概况、事中诊断防范未然、及往后设计之参考。
图例:6.基础形式基础之定义:系将构造物上部结构的载重传至土壤岩层;因此基础为土壤与上部结构物之间传递力量的联系部份。
其与土壤之接触压力应不超过土壤之容许支承力;同时基础沉陷量应在容许限度内。
直接基础—基础版直接置于地盘上,上部结构之载重及外力经由基础版直接传递于支持载重之地盘。
(D/B≦1)间接基础—利用桩基或墩基等介于基础版与支承地盘之间,作为传递载重的联系部份。
(需并用直接基础形式)*基础形式之图例桩基础之分类(间接基础的下部结构)A.依功能性:1.尖端支承桩:桩尖贯穿软弱层至岩盘,载重完全由桩尖端支承面传递至地盘者。
2.磨擦桩:桩传递载重完全依赖贯入部份之桩壁与土壤间之磨擦力作用者。
3.下部地盘磨擦支承桩:由贯入部份之磨擦作用与桩尖端支承面两者共同承担载重。