《建筑业10项新技术》（2010版）之 地基基础和地下空间工程技术
高文生
（中国建筑科学研克院，北京100013）
[摘票】《建筑业10项新技术）（2010版）之地基基础和地下空网工程技术包括：注柱后注浆技术、长娜施钻孔压灌桩技术、水配粉媒灰碎石桩（CFG桩）技术、真空预压法加图教土地基技术、土工合域材料应用技术、复合土钉墙 支护技术、型钢水泥土复合揽拌被支护结构技术、工具式组合内支撑技术、逆作法施工技术、爆破搭激法投术、高边玻防护技术、非开挖理管技术、大断面矩形地下通道据进施工技术、复杂眉构法施工技术、智能化气压沉箱施工技术以及双聚能预凝与光面爆破综合技术.分绍了各技术的研究与发展、主要技术要点及其推广应用.
[关错调】建筑业10项新技术：地基基唱：地下空网：技术要点
[中图分类号]TU47[文献标识码]A [文意编号] 1002-8498（2011)05-0005-10
Foundation and Underground Engineering Technology in 2010 EditionTen New Technologies ofBuildings
Gao Wensheng
( China Aesdeny af Bsilding Resesrch Beijing 100013 China)
o o 01o u opoo a pndaapn pe uung aof Buildings includes post grvuting technology for bored piles leng helical drilling hole pressing groutingpile technology cement-fly ash-gravel pile technology strengthening aoft foundation technology withvacuum preloading method geotechnical synthetic material applieation technology posite soil-nailed wall suppot technology stion seel and cement soil cemposite mixing pile support technology tool-typebined inner support technology top-down method constructicn technology blasting and squeering siltp po p xado *d a a g op o methed technology high slepe protection technology trenchless buried pipe technology tunnellingintelligent pessure caisson construetien technology omprehensive technology for double binding energyprespliting and smoth blating The stady and developmeat key technoloegy points and application for each technology are introdaced in detail.
Key words ten new technolegies of buildings; foundation; underground; key techsology point
技术”、复合土钉墙支护技术”、型钢水泥土复合4节共18项技术.在新版”地基基础和地下空间工挤淤法技术”、“高边坡防护技术”、“非开挖埋管技） 程技术”中只保留了节，取消了款，共16节、16项技术“9项技术：修改了“长螺钻孔压灌桩技术”、内支推技术”、“复杂盾构法施工技术“4项技术；增加了”大新面矩形地下通道进施工技术”、“智能 化气压沉箱施工技术”、双聚能预裂与光面爆破综合技术“3项技术：取消了“夯实水泥土桩复合地基[作者分】高文生，中国增演科学研完院地基基础硬究所所长，研成套技术”、“强夯法处理大块石高填方地基”、“预 应力铺杆施工技术”、“冻结排械法进行特大深基坑
1修订概述
空预压法加固软土地基技术”、土工合成材料应用
施工技术”、“暗挖法”5项技术.
2应用要点
2.1注桩后注浆技术
2.1.1研究与发展
早在20世纪60年代初，国外就开发出解决灌艺的缺点，是一种经济、高效、环保的施工技术.桩后注浆技术的特点是工艺复杂，附加费用高，桩侧护层来实施.中国建筑科学研究院地基基础研究所 注浆需在成桩后2d内通过高压射水冲破混酸土保于20世纪90年代中期研究开发的覆注桩后注浆技术，其预置注浆阀（管）构造简单、安装方便、成本较低、可靠性高：注装时间限制小，不与成械作业交叉，土工序后连续进行.与普通水下灌注施工工艺相 不破坏桩身混凝土：注浆核式、注浆量可根据土层性质、承载力增幅要求进行测控：注浆装置中的钢管可与械身完整性检测管结合使用、注蒙导管可等强度 取代钢嘉，降低后注浆附加费用.1999年中国建筑科学研究院制定了该技术金业技术规程，目前该技被住房和城乡建设部定为国家级工法.目前，注 术已获两项国家实用新型专利和两项发明专利，井桩后注浆技术已在国内广泛应用，具体工艺方法上差异较大，施工及验收标准也不统一，该技术的应用 有待进一步规范化管理.
2.1.2主要技术要点
能（抗压、抗拔）等因素，灌注桩后注蒙可采用械底易塌孔，且长螺旋钻孔机可以钻进的地层.日前该 根据地层性状、桩长、承载力增幅和桩的使用功注浆、桩侧注浆、桩侧桩底复式注蒙等形式.主要技0.65，地下水位以上0.7-0.9：②最大注浆压力 术指标为：①家液水灰比地下水位以下0.45～到建设单位、设计单位和施工单位的欢理，经济效益8 =1.5~1.8，桩侧注浆量经验系数a =0.5-0.7.为核侧注浆断面数，4为桩径（m）：④注浆流量不宜超过75L/min.
及桩的尺寸、承载力增幅等因素适当调整，并通过现 实际工程中，以上参数应根据土的类别、饱和度行（建筑桩基技术规范）JGJ94一2008进行.
2.1.3推广与应用
类泥浆护壁和干作业的钻、挖、冲孔灌注桩.日前该CFG桩复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑层建筑桩基工程中，经济效益显著.
2.2长螺旋钻孔压灌械技术
2.2.1研究与发展
主要采用“振动沉管灌注桩”、“泥浆护壁钻孔灌注高幅度大、地基变形小、适用葱围广等特点.
桩”及“长螺旋钻孔无砂混减土灌注桩”的施工工成本高、噪声大、泥蒙或水沉浆污染、成桩质量不够 艺，假上递3种霍注桩施工方法间或存在着效率低、稳定等问题.长螺旋钻孔压桂技术克服了上述工
注桩桩底沉渣和桩身混皮的后注浆技术，国外灌注2.2.2主要技术要点
长螺钻孔压灌桩技术是采用长螺旋钻机钻孔至设计标高，利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出，边压灌混凝土边提升钻头直至成桩，然后利用专门 振动装置将钢筋笼一次插人混凝土桩体，形成钢筋混发土准注械.后插人钢笼的工序应在压维混凝比，长螺旋钻孔压桩施工，由于不需要沉浆护璧，无泥皮，无沉渣，无泥浆污染，施工速度快，造价较低.其主要技术指标：①混摄土中可掺加粉煤灰或混凝土中粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒径不宜大于30mm；③混凝土落度宜为180~220mm：④ 提钻速度宜为1.2-1.5m/min：长螺旋钻孔压灌桩的充盈系数宜为1.0~1.2：桩顶混凝土超灌高度不宜小于0.3-0.5m：钢筋笼描人速度宜控 制在1.2-1.5m/min.
2.2.3推广与应用
长螺能钻孔压灌桩技术适用于地下水位较高，技术在北京、天津、唐山等地10多项工程中应用，受显著，具有良好的应用前景.
软土层4-8MPa，风化岩10-16MPa；③单桩注浆水2.3水泥粉媒灰碎石桩（CFC桩）技术
泥量G，=a da nd，式中：桩噬注浆量经验系数2.3.1研究与发展
成不同，面在其受力和变形特性方面设有什么区别. CFC桩与泥土桩区别仅在于桩体材料的构因此CFC桩复合地基的性状和设计计算理论，对混凝土注桩、预制桩等刚性桩复合地基均适用.
目前CFC桩复合地基也应用于路桥等柔性基场试注聚和试桩试验最终确定.设计施工可依据现础，但由于CFG桩复合地基承载性能受基础刚度影响很大，柔性基础下承载性能及桩土荷载分担比例 宜通过试验确定.
灌注核后注浆技术适用于除沉管雅注外的各2.3.2主娶技术要点
技术应用于北京、上海、天津等地数百项高层、超高或砂加水拌合形成的高黏结强度桩（简称CFC桩），通过在基底和桩顶之间设置一定厚度的得垫层以保构成复合地基.桩端持力层应选择承载力相对较高 证桩、土共同承担荷载，使械、桩间土和得垫层一起目前，对有地下水的地基，国内外灌注桩的施工的土层.水泥粉煤灰碎石桩复合地基具有承载力提
碎石桂意用的施工工艺、包括长螺旋钻孔、管内聚压应用.成桩3种施工工艺.主要技术指标：①径宜取350~600mm：②桩端持力层应选择承载力相对较高砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆 的地层；③被间距宜取3-5倍桩径：④摊身混凝土差不透气的密封膜使软土与大气隔地，然后通过埋强度满足设计要求，通常≥C15：得垫层宜用中设于砂垫层中的滤水管，用真空装置进行抽气，将膜轻宜≤30mm，厚度150-300mm，充填度≤0.9.
或现场试验确定.
采用碎石土工格栅、碎石钢板网等方式调整桩土码载分担比例，提高桩的承载能力.
设计施工可依据现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002进行.
2.3.3推广与应用
CFC桩技术适用于处理粘性土、粉土、砂土和经验或通过现场试验确定其适用性.就基础形式面度较弱的基础以及柔性基础.
效益显著，具有良好的应用前景.
2.4真空预压法加固软土地基技术
2.4.1研究与发展
真空预压法加固软土地基技术在1952年首先Kjellman）提出.国外最早的真空预压工程是1958项技术的发明和研究为我国的基础设施建设创造了 年美国费城国际机场跑道扩建工程，实际上该工程较大的社会效益和经济效益.广泛.法国梅纳公司（Menard）采用真空预压技术世纪40年代，合成纤维土工织物在工程中的应用开 加固深度一般在10m以内，且规模不大，应用也不在法国进行了15万m”工业厂房、高速公路加固施始于20世纪50年代末期，非织造型土工织物（称为对真空预压技术进行了多次室内和现场试验研究，道路路基、德国的护岸、土石坝和隧洞等工程中得到逐步改进和完善了真空预压的施工工艺、密封膜的材料性能、抽真空设备等，搞清了真空预压法的加圆 机理.
混合料成桩、振动沉管灌注成桩及长螺旋钻孔灌注2.4.2主要技术要点
已自重团结的素填土等地基.对激泥质土应按当地2.4.3推广与应用
采用的是真空联合降水加固法，真空度仅达到2.5土工合成材料应用技术
50.8kPa（38immHg）.日本采用真空预压加固工程2.5.1研究与发展
根据工程实际情况，CFC桩可选用水泥粉煤灰公路、机场跑道、厂房地基、电厂场区等工程中广泛
真空膜压法是在需要加图的软黏土地基内设置气压差即变成作用于地基上的荷载.地基随着等向实际工程中，以上参数根据场地岩土工程条件、应力的增加面固结.抽真空前，土中的有效应力等为该时土的固结度与真空压力的乘积值.其主要技对于市政、公路、高速公路、铁路等地基处理工术指标：①密封膜内的真空度应稳定地保持在程，当基础刚度较弱时宜在械顶增加械耀或在桩顶80kPa以上：②砂井或塑料排水板深度范围内土层 的平均固结度一般应>85%：③滤水管的周围应填差100-200mm厚的秒层或其他水平透水材料：④所需拍真空设备的数量，以一套设备可抽真空的面积为1000~1500m确定：当地基承载力要求更 高时可联合堆载、强夯等综合加固：预压后建筑物使用荷载作用下可能发生的沉降应满足设计要求.
真空预压法适用于软码土地基的加固，在我言，或可用于条形基础、睡立基础，又可用于额形基国广泛存在着海相、湖相及河相沉积的软刺黏土层.础、夜形基瞻.采取适当技术措施后亦可应用于刚这种土的特点是含水量大、压缩性高、强度低、造水 性差.该类地基在建筑物荷载作用下会产生相当大该技术在北京、天津、河北等地区多层、高层建的变形或变形差.对于该类地基，尤其需大面积处筑、工业厂房、铁路地基处理工程中广泛应用，经济理时，普如在该类地基上建造码头、机场等，真空预 压法是较有效的方法之一.
真空预压法目前已被广泛应用在港口、高速公程中.该方法加固软基不需要大量的增载料，面且 路、机场跑道、电厂场区、石化油罐区等地基处理工由瑞典皇家地质学院的W杰尔曼教授（W可一次性加载，可有效缩短工期，节约工程造价.该
土工合成材料开始应用于工程的年代约在20工.在国内，天津大学、中第一航务工程局等单位无纺织物）是于20世纪60年代末在法国和英国的广泛应用的.到70年代，这种土工织物很快从欧洲传播到美洲、西非测和澳洲，最后传播到亚洲.
土工合成材料在我国的应用大致开始于20世真空预压加固法目前已成为国内加固软土地基纪60年代中期，虽然起步较晚，但是发展很快.显的一种行之有效的方法.近20年来，在港口、高速料薄膜是我国应用最早的土工合成材料.织造型土
2.5.2主要技术要点
2.5.3推广与应用
2.6复合土钉增支护技术
2.6.1研究与发展
应用于护岸工程，进人80年代，随着土工材料增多，锚技术.20世纪90年代中后期国内逐步建立了复复合型软体排开始用于防止河岸冲刷，织造型布还合土钉墙概念，这是较大的突玻，不仅有实际的工程普遍应用于土袋、石枕及软土地基加固.到80年代意义，面且复合支护理论也促成、指导了更多新技术 中期，无纺布的应用已很快推广到储灰坝、尾矿坝、的形成.始用于江苏省的南官河口岸.其他土工合成材料如技术或截水技术有机组合成的复合支护体系，它的 塑料排水板的应用开始于1981年，混豪土模袋护坡土工网、土工格栅、土工带、土工储杆、泡沫盟料等也构成要家主要有土钉、预应力储杆、截水椎幕、微型在我国土木建筑中得到大量应用.
致分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合截水等效果.在实际工程中，组成复合土钉墙的各型土工合成材料4大类.复合型土工合成材料则是项技术可根据工程需要进行灵活的有机结合，形式 由上述有关材料复合面成.土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等6大功能及作用.目前国内已经广泛应用于建筑或土木工程的各 个领域，并且已成功地研究、开发出了成套的应用技术，大致包括：①土工积物滤层应用技术：②土工合土墙、陡坡及码头岸壁应用技术：④土工织物软体排 成材料加垫层应用技术：③土工合成材料加挡应用技术：土工织物充填袋应用技术：模袋混凝墙和防渗铺盖应用技术：软式透水管和土工合城 土应用技术：塑料排水板应用技术：⑧土工膜防券材料排水首沟应用技术：土工织物治理路基和路面病害应用技术：0土工合成材料三维网垫边坡防 护应用技术：土工膜密封防漏应用技术（软基加固、垃圾场、水库、液体库等）.
土工合成材料在我国不仅已经广泛应用于建筑工程的各种领域，面且已成功地研究、开发了成套的应用技术.在我国各行业基础建设中，土工合成材料主要应用于能层、加筋垫层、加筋挡境、陡坡及码 头岸坡、土工织物软体排、充填袋、模袋混豪土、塑料排水板、土工膜防渗墙和防渗铺盖、软式透水管和排绞线：复合土钉墙中的预应力借杆吨位不宜太高；水盲沟、治理路基和路面病客以及三维网垫边坡防预应力铺杆的布置及锁定预拉力应考虑与土钉变形 护应用等.众多工程采用土工合成材料均取得了量相协调.著的经济效益，工程造价可降低15%以上.
国外土钉墙技术起源有两种：20世纪50年代形成的新奥法（NATM）和60年代初期最早在法国边坡工程.该技术已应用于北京奥运媒体村、深圳在同一时期各自独立开始了现代土钉墙技术的研究与应用.
国内土钉增技术的起源也有2种：一是国外的
水坠坝、海岸护坡和港口码头及地基处理等工程.2.6.2主要技术要点
2.6.3推广与应用
复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护械、挂网喷射混凝土面层、原位土体等.
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，大广，支护能力强等特点，可作超前支护，并兼备支护、 复合土钉增支护具有轻型，机动灵活，适用范围多样.复合土钉墙是一项技术先进、施工简便、经济合理、综合性能突出的基坑支护技术.
有：①坡型可根据工程地质和工程环境条件设计 复合土钉增支护的技术指标及构造参数主要为放坡型、直立型或混合型：②唯幕一般采用水泥土桩，设置1-2排，雌幕深度应描人下卧不透水层 1.5-2.0m；③土钉长度宜为开挖深度的0.5-2倍，间距宜为1~2m，与水平面夹角宜为8°~15°.孔HRB335螺纹钢筋，钢管土钉宜采用d48-457厚度 轻宜为80~100mm，钢土钉宜采用16~$28的3.0-5.0mm热轧或无缝钢管：④挂网喷射能减土面层强度一般C20-C25，面层厚80~120mm，钢 筋网一般采用6-48，网格200mmx200mm-250mmx250mm；微型桩一般采用桩骨架可为钢筋笼、工字钢或钢管，核体材料可为混 4250-d400mm的钻孔柱桩成销管、木桩等，钻孔凝土、砂浆或水泥净浆：长度一般伸人基坑底部以下2-4m，纵向间距1~2m；预应力错杆一般用于深度8m以上的基坑.位置多布于土钉编的中、下 部：预应力错杆可采用Ⅱ级钢第，精轧螺纹钢或钢
过15m的各种基坑：②淤泥质土、人工填土、砂性 复合土钉墙支护技术适用于：①开挖深度不超土、粉土、黏性土等土层：③多个工程领域的基坑及广场基坑（深13m）、捷美中心（深16.0m）、广州地广场等一批深8~10m处于厚层软土中的基坑.复 铁新港站（深9-14.1m）、上海西门广场、华敏世纪
2.7.1研究与发展
2.7.2主要技术要点
合土钉墙发展了土钉墙技术，不仅应用范围大大扩土搅拌桩的直径宜采用650，850，1000mm：内插的展，而且应用技术和工程安全均有明显提高，大大降型钢宜采用H型钢.③水泥土复合搅拌桩28d无 低了基坑支护事故发生率，带来了显著的经济效益、侧限抗压强度标准值不宜小于0.5MPa.④撑拌械社会效益和环保效益.
2.7型钢水泥土复合搅拌支护结构技术
二次世界大成后，美国首先研制出水泥土搅择进行基坑开挖.法，1955年在大阪市安治川河畔进行水泥土揽拌械型钢水洗土复合搅拌整支护结构技术主要用于施工方法试验性施工，试验中发规水泥土揽祥桩成探基坑支护，可在粘性土、粉土、砂砾土使用，日前国桩速度很快，且嫌声小，于是会试依次连续施工做成内主要在软土地区有成功应用.上海静安寺下沉式 一道柱列式地下连续墙，这就是型钢水泥土复合搅广场、国际会议中心、地铁陆家嘴车站、地铁2号线拌桩支护结构技术的维形.
由于MIP工法是单轴揽拌施工，施工时相邻械不同程度的沉降.1968年根据搅拌钻机原理开发出一种双输搅拌钻机，同原型相比，水泥土成桩质量 有所提高，但仍存在着不少严重缺点.1971年日本月经过改进开发出多轴搅拌钻机，有效地解决了以前钻机的缺陷，使相邻椎完全搭接，克服了挡增渗漏、 流砂等问题，同时，揽拌钻机的刚度也得到很大提理论成熟、可拆卸重复利用、节省投资等优点.高，增强了搅祥轴的稳定性，保证成桩的垂直精度.2由此，该工法日趋成熟，其施工业绩备受注目.
型钢水泥土复合搅拌桩支护结构同时具有抵抗5侧向土水压力和阻止地下水涉漏的功能.其主要技件的长细比不应大于200：④构件内力监测数量不 术内容是：通过特制的多轴深层搅拌机自上面下将少于构件总数量的15%.重叠搭接施工，形成水泥土地下连续墙：在水泥土硬 等固化剂注人土体并与土体搅拌均匀，通过连续的之前，将型钢插人墙中，形成型钢与水泥土的复合填体.
该技术的特点是：施工时对邻近土体找动较少，故不至于对周围建筑物、市政设施造成危害：可做到10cm/s.因面具有可靠的止水性；成境厚度可低至利用率≥95%）. 墙体全长无接缝施工、墙体水泥土涉进系数k可达理、容易拆除，且可降低工程成本（钢支撑的回收再550mm，故图护结构占地和施工占地大大减少：度土2造价较常用的钻孔灌注排柱的方法约节省20%- 30%
型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术的主要技术指标：①型钢水泥土搅拌墙的计算与验算应包括命保险相互会社大厦首次采用了逆作法施工.日 内力和变形计算、整体稳定性验算、执倾覆稳定性验本、美国、英国对逆作法设计理论和施工工艺方面研算、坑底抗隆起稳定性验算、抗渗流稳定性验算和坑究较多，法国、德国和意大利等国曾大量地进行了工外土体变形估算，②型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥程应用.
桩施工方法，即MIP工法.1953年日本引人该工2.7.3推广与应用
往往搭接不完全，在这些不完全搭接的地方发生漏2.8工具式组合内支撑技术
水现象，漏水会冲走土砂，从面导致邻近建筑物发生2.8.1研究与发展
2.8.2主要技术要点
施工场地原位土体切碎，同时从搅拌头处将水泥浆2.8.3推广与应用
2.9逆作法施工技术
外运量少，施工时无振动、无噪声、无泥浆污染：工程2.9.1研究与发展
的人土深度宜比型钢的插人深度深0.5~1.0m.搅择械体与内插型销的垂直度偏差应≤1/200.6 当搅拌桩达到设计强度，且龄期不小于28d后方可
龙东路延仲段、上海梅山大厦、天津地铁二、三号线工程、天津站交通枢纽工程等均采用了该技术.
工具式组合内支撑技术是在混凝土内支撑技术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系，主要利 用组合式钢结构构件截面灵活可变、加工方便、适用性广的特点，可在各种地质情况和复杂周边环境下使用.该技术具有施工速度快、支挥形式多样、计算
准组合件跨度8，9，12m等：②竖向构件高度3，4， 工具式组合内支撑技术的主要技术指标：①标5m等：③受压杆件的长细比不应大于150，受拉杆
集，相邻建筑物基础埋深较大，施工场地狭小，岩土 工具式组合内支撑技术适用于周围建筑物密工程条件复杂或软润地基等类型的深大基坑.该技术已应用于北京国贸中心等多项工程.与传统的钢优势在于可缩短工期、降低施工难度、简化节点处 筋湿凝土支护技术相比，工具式组合内支撑技术的
又作支体系，从上往下分步依次开挖和构筑地下 逆作法是以地下主体结构本身作为挡墙的同时结构体系的施工方法.1935年，日本东京都第一生
