特種結(jié)構(gòu)論文.doc

1、特種結(jié)構(gòu)結(jié)課論文淺談深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)學(xué)院：土木工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：08級(jí)土木工程（12）班姓名：李玲學(xué)號(hào)：08301238日期：2011年5月14日題目：淺談深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)摘要：支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工，影響因素眾多，如土層種類及其物理力學(xué)性能、地下水情況、周圍形境、施工條件和施工方法、氣候等因素都對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；再加上荷載取值的精確性和計(jì)算理論方面存在的問(wèn)題，要想使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)完全符合客觀實(shí)際，目前還存在一定的困難。關(guān)鍵字：支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)，深基坑，支撐引言：深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是隨著城市高層建筑的大量修建而發(fā)展起來(lái)的一種新型特種結(jié)構(gòu)，目前在工程中應(yīng)用較廣。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基本建設(shè)

2、已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一大支柱。目前在一些大中城市，由于人口的密度越來(lái)越大，人們對(duì)住房的要求也越來(lái)越高，這就迫使沃恩必須修建大量的高蹭和超高層建筑，以滿足人們的需要。由于高層和超高層建筑在技術(shù)和功能上的需要，一般均要設(shè)地下室，因而就存在深基坑的開挖和支護(hù)問(wèn)題。正文： 我國(guó)地域廣闊，地址狀況千差萬(wàn)別，因而對(duì)于深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)有不同的類型和使用條件。支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工，影響因素眾多，如土層種類及其物理力學(xué)性能、地下水情況、周圍形境、施工條件和施工方法、氣候等因素都對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；再加上荷載取值的精確性和計(jì)算理論方面存在的問(wèn)題，要想使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)完全符合客觀實(shí)際，目前還存在一定的困難。 深基坑的支

3、護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一步即支護(hù)結(jié)構(gòu)選型，根據(jù)基坑的安全等級(jí)、開挖深度、周圍環(huán)境情況、土層及地下水位，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)或?qū)＜蚁到y(tǒng)并經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，正確地選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。支護(hù)結(jié)構(gòu)按其工作機(jī)理和擋墻形式，下面簡(jiǎn)單介紹各種形式支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其適用范圍，供支護(hù)結(jié)構(gòu)選型時(shí)參考。 支護(hù)結(jié)構(gòu)中常用的擋墻結(jié)構(gòu)有下列一些類型： (1)鋼板樁 鋼板樁常用的有簡(jiǎn)易的槽鋼鋼板樁和熱軋鎖口鋼板樁。槽鋼鋼板樁 槽鋼鋼板樁是一種簡(jiǎn)易的鋼板樁擋墻，由槽鋼并排或正反扣搭接組成。由于其抗彎能力較弱，多用于深度不超4m的基坑，頂部近地面處設(shè)一道支撐或拉錨。 熱軋鎖口鋼板樁熱軋鎖口鋼板樁一次性投資較大，多以租賃方式租用，用后拔出歸還。在軟土地

4、基地區(qū)鋼板樁打設(shè)方便，有一定擋水能力，施工迅速，且打設(shè)后可立即開挖，當(dāng)基坑深度不太大、且周圍環(huán)境要求不太嚴(yán)格時(shí)往往是考慮的方案之一。(2)鋼筋混凝土板樁 這是一種傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，截面帶企口有一定擋水作用，頂部設(shè)圈梁，用后不再拔除，永久保留在地基土中，過(guò)去多用于鋼板樁難以拔除的地段。有的施工單位將其用于高層建筑深基坑支護(hù)。其做法是先放坡開挖上層土(如地下水位高則用輕型井點(diǎn)降水)，然后打設(shè)鋼筋混凝土板樁，由于擋土高度減小，在開挖下層土?xí)r可用單錨板樁代替復(fù)雜的多支撐板樁，簡(jiǎn)化支撐或拉錨。如鋼筋混凝土板樁沿基礎(chǔ)邊線精確地打設(shè)，還可兼作基礎(chǔ)混凝土澆筑時(shí)的模板，簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)工程施工。但總的說(shuō)來(lái)，此支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)

5、用較少。 (3)鉆孔灌注樁排樁擋墻 常用做成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁，設(shè)內(nèi)支撐體系。我國(guó)各地都有應(yīng)用，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的一種。灌注樁擋墻的剛度較大，抗彎能力強(qiáng)，變形相對(duì)較小，在土質(zhì)較好的地區(qū)已有78m懸臂者，在軟土地區(qū)坑深不超過(guò)14m皆可用之，經(jīng)濟(jì)效益較好。但其永久保留在地基土中，可能為日后的地下工程施工造成障礙。由于目前施工時(shí)它難以做到相切，樁之間留有100150mm的間隙，擋水效果差，有時(shí)將它與深層攪拌水泥土樁擋墻組合應(yīng)用，前者抗彎，后者做成防水帷幕起擋水作用?；蛴脴涓鶚痘蜃{止水。 (4)h型鋼支柱、木擋板支護(hù)擋墻 這種支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)，國(guó)外應(yīng)用較多

6、，國(guó)內(nèi)亦有應(yīng)用。h型鋼支柱按一定間距打入，支柱間設(shè)木擋板或其他擋土設(shè)施，用后可拔出回收重復(fù)使用，較為經(jīng)濟(jì)，但一次性投資較大。 (5)地下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻已成為深基坑的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻之一，當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻與“逆筑法”結(jié)合應(yīng)用，可省去挖土后地下連續(xù)墻的內(nèi)部支撐，還能使上部結(jié)構(gòu)及早投入施工或使道路等。(6)深層攪拌水泥土樁擋墻 深層攪拌水泥土樁擋墻在軟土地區(qū)近年來(lái)應(yīng)用較多，過(guò)去多用于地基加固工程。它是用特制進(jìn)入土深層的深層攪拌機(jī)將噴出的水泥漿固化劑與地基上進(jìn)行原位強(qiáng)制拌合而制成水泥土樁，相互搭接，硬化后即形成具有一定強(qiáng)度的壁狀擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。及早恢復(fù)使用，對(duì)深度大、地下結(jié)構(gòu)層數(shù)多的深

7、基礎(chǔ)的施工十分有利。深層攪拌水泥土樁擋墻，屬重力式擋墻，深度大時(shí)可在水泥土中插入加筋桿件，形成加筋水泥土擋墻，必要時(shí)還可輔以內(nèi)支撐等。 (7)旋噴樁擋墻 它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時(shí)利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻，可用作文護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻。在較狹窄地區(qū)亦可施工。它與深層攪拌水泥土樁一樣，亦為重力式擋墻，只是形成水泥土樁的工藝不同而已。在施工旋噴樁時(shí)，要控制好上提速度、噴射壓力和噴射量，否則質(zhì)量難以保證。(8)土釘墻 土釘墻是一種利用土釘加固后的原位土體來(lái)維護(hù)基坑邊坡土體穩(wěn)定的支護(hù)方法。它由土釘、鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面板和加固后的原位土

8、體三部分組成。該種支護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、施工方便，是一種較有前途的基坑邊坡支護(hù)技術(shù)，適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的粘性土或密實(shí)性較好的砂土地層，基坑深度一般不大于15m。支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的選型，涉及技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素，要從滿足施工要求、減少對(duì)周圍的不利影響、施工方便、工期短、經(jīng)濟(jì)效益好等幾方面，經(jīng)過(guò)慎重的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后加以確定。而且支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻選型要與支撐選型、地下水位降低、挖土方案等配套研究確定。當(dāng)基坑深度較大，懸臂的擋墻在強(qiáng)度和變形方面不能滿足要求時(shí)，即需增設(shè)支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)分兩類：基坑內(nèi)支撐和基坑外拉錨?；油饫^又分為頂部拉錨與土層錨桿拉錨，前者用于不太深的基坑，多為鋼板樁，在基坑頂部將鋼

9、板樁擋墻用鋼筋或鋼絲繩等拉結(jié)錨固在一定距離之外的錨樁上。土層錨桿錨固多用于較深的基坑。目前支護(hù)結(jié)構(gòu)的肉支撐，常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐兩類。鋼結(jié)構(gòu)支撐多用圓鋼管和h型鋼。為減少擋墻的變形，用鋼結(jié)構(gòu)支撐時(shí)可用液壓千斤頂施加預(yù)頂力。 (1)鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼結(jié)構(gòu)支撐拼裝和拆除方便、迅速，為工具式支撐，可多次重復(fù)使用，且可根據(jù)控制變形的需要施加預(yù)頂力，有一定的優(yōu)點(diǎn)。但與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐相比，它的變形相對(duì)較大，且由于圓鋼管和型鋼的承載能力不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐的承裁能力大，因而支撐水平向的間距不能很大；相對(duì)說(shuō)來(lái)，對(duì)于機(jī)械挖土不太方便。在大城市建筑物密集地區(qū)開挖深基坑，支護(hù)結(jié)構(gòu)多以變形控制，在減

10、少變形方面鋼結(jié)構(gòu)支撐不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐，但如果分階段根據(jù)變形多次施加預(yù)頂力亦能控制變形量，鋼結(jié)構(gòu)支撐仍為發(fā)展方向。鋼管支撐的形式，多為對(duì)撐或角撐。當(dāng)為對(duì)撐時(shí)，為增大間距在端部可加設(shè)琵琶撐，以減小腰梁的內(nèi)力。當(dāng)為角撐時(shí)，如間距較大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)，亦可增設(shè)腹桿形成桁架式支撐，對(duì)撐縱橫鋼管交叉處，可以上下疊交；亦可增設(shè)特制的十字接頭，縱橫鋼管都與十字接頭連接，使縱橫鋼管處于同一平面內(nèi)。后者可使鋼管支撐形成一平面框架，剛度大，受力性能好。h型鋼支撐用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現(xiàn)場(chǎng)組裝方便，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)不同的基坑能按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行組合和連接，可重復(fù)使用，有推廣價(jià)值。(2)鋼筋混凝土支撐 鋼筋混凝土支撐

11、是近年來(lái)在上海等地區(qū)深基坑施工中發(fā)展起來(lái)的一種支撐形式，它多用于土模或模板隨著挖土逐層現(xiàn)澆，截面尺寸和配筋根據(jù)支撐布置和桿件內(nèi)力大小而定。它剛度大，變形小，能有效地控制擋墻變形和周圍地面的變形，宜用于較深基坑和周圍環(huán)境要求較高的地區(qū)。但在施工中要盡快形成文撐，減少土壤蠕變變形，減少時(shí)間效應(yīng)。在基坑工程中，支撐結(jié)構(gòu)是承受擋墻所傳遞的土壓力、水壓力的結(jié)構(gòu)體系。支撐結(jié)構(gòu)體系包括腰(冠)梁、支撐、立柱及其他附屬構(gòu)件。支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求：(1)鋼支撐和鋼腰梁的構(gòu)造要求 支撐結(jié)構(gòu)的腰梁(圍檁)直接與擋墻相連，擋路上的力通過(guò)腰梁傳遞給支撐緒構(gòu)；因此，腰梁的剛度對(duì)整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的剛度影響很大小。支撐桿件是支撐結(jié)

12、構(gòu)中的主要受壓構(gòu)件，支撐桿件相對(duì)于受荷面來(lái)說(shuō)有垂直于荷載面和傾斜于荷載面兩種形式，由于受自重和施立荷載的作用，支撐桿件是一種壓彎構(gòu)件，在各受壓支撐桿件中增設(shè)三向約束節(jié)點(diǎn)構(gòu)造或?qū)⒅螚U件設(shè)計(jì)成支撐桁架，將加強(qiáng)支撐桿件的剛度和穩(wěn)定性。(2)現(xiàn)澆混凝土支撐和腰梁的構(gòu)造要求。鋼筋混凝土支撐構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于c20。鋼筋混凝土支撐體系在同一平面內(nèi)應(yīng)整體澆筑，基坑平面轉(zhuǎn)角處的腰梁連接點(diǎn)應(yīng)按剛節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。支撐構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)不大于75，截面高度不應(yīng)小于其豎向平面計(jì)算跨度的120。腰梁的截面高度(水平向截面尺寸)不應(yīng)小于其水平向計(jì)算跨度的1/8；截面寬度不應(yīng)小于支撐的截面高度。支撐和腰梁的縱向鋼筋直徑不

13、宜小于16mm，沿截面四周縱向鋼筋的最大間距應(yīng)小于200mm。箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,間距不大于250mm。支撐的縱向鋼筋在腰梁內(nèi)的錨固長(zhǎng)度不宜小于30倍鋼筋直徑?；炷裂号c擋墻之間不留水平間隙。在豎向平面內(nèi)腰梁可采用吊筋與墻體連接，吊筋的間距一般不大于15m，直徑應(yīng)根據(jù)腰梁及水平支撐的自重由計(jì)算確定。(3)立柱的構(gòu)造要求立柱是支承支撐的構(gòu)件，立柱多采用格構(gòu)式鋼柱、鋼管或h型鋼。鋼立柱下面(基坑開挖面以下)要有立柱樁支承，立柱樁宜采用宜徑不小于650mm的鉆孔灌注樁，其上部鋼立柱在樁內(nèi)的埋入長(zhǎng)度應(yīng)不小于鋼立柱長(zhǎng)邊的4倍，并與樁內(nèi)鋼筋籠焊接。立柱樁下端應(yīng)支承在較好的土層上，開挖面以下的埋入長(zhǎng)度應(yīng)滿足支撐結(jié)構(gòu)對(duì)立柱承載力和變形的要求，一般宜大于基坑開挖深度的2倍，并且穿過(guò)淤泥或淤泥質(zhì)土層。立柱樁可以借用工程樁，也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)立柱樁。因此，當(dāng)對(duì)深基坑支護(hù)形式的合理選擇時(shí)，一般當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好，周邊環(huán)境要求較寬松時(shí)，可采用土釘墻等；當(dāng)周邊環(huán)境要求高時(shí)，應(yīng)采用較剛性的支護(hù)形式，以控制水平位移，如拍裝或地下連續(xù)墻等。同樣，對(duì)于制成的形式，當(dāng)周邊環(huán)境要求較高地質(zhì)條件較差時(shí)，采用錨桿容易造成周邊土體的擾動(dòng)并影響周邊環(huán)境的安全，應(yīng)采用內(nèi)支撐形式較好；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件特別