深基坑開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及適用范圍

1、深基坑開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及適 用范圍深基坑開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及適用范圍概要 隨著城市建設(shè)的發(fā)展 ,可以利用建筑工地越來越緊缺 ,特別是在繁華鬧市 區(qū),土地的批租和拆遷費(fèi)很高 ,使得房地產(chǎn)商從利潤角度考慮不得不盡可 能充分利用地上和地下空間 ,即在有限的土地上增加建筑總高度和地下 室層數(shù) ,從而使基礎(chǔ)埋身大大增加 ,使得水平荷載引起的傾覆力矩也相應(yīng) 增加 ,為減少建筑物的整體傾斜 ,防止傾覆和水平滑移 ,對基礎(chǔ)的埋深也有 較高的要求 ; 當(dāng)在較軟弱的地基上修建高層建筑時(shí) ,更是要求基礎(chǔ)有較大 的埋深 .因而,深基坑的開挖和支護(hù)是近十多年來國內(nèi)巖土工程領(lǐng)域不可 回避的問題之一 .本文針對各種不同的基坑

2、類型對其適用范圍進(jìn)行研究 , 結(jié)合具體的工程實(shí)例對某一種支護(hù)類型提出具體施工方案 ,以便為以后 的工作提供參考意見 .關(guān)鍵詞 深基坑支護(hù) ; 支護(hù)結(jié)構(gòu)；噴錨支護(hù)一. 深基坑工程的特點(diǎn) .(1)建筑趨向高層化 ,基坑向大深度方向發(fā)展 .(2)基坑開挖面積大 ,長度與寬 度有的達(dá)數(shù)百米 ,給支撐系統(tǒng)帶來較大難度 .(3)在軟弱土層中 ,基坑開挖 會產(chǎn)生較大的位移和沉降、對周圍建筑 ,市政設(shè)施和地下管線造成影響 .(4) 深基坑施工工期長 ,場地狹窄 ,降雨,重物堆放對基坑穩(wěn)定不利 . (5)在相 鄰的場地的施工中、打樁、降水、挖土及澆注混凝土等與工序會相互制 約和影響 ,增加協(xié)調(diào)工作的難度 .因此

3、 ,深基坑的支護(hù)工作對整個主體結(jié) 構(gòu)的施工提供安全的、無地下水的干擾的施工空間 , 并對臨近的結(jié)構(gòu)和 設(shè)施提供可靠的保護(hù)是非常重要的 .二深基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)類型及適用范圍?；又ёo(hù)最早的方法是放坡開挖，然后有懸臂支護(hù)，支撐支護(hù)，組合型支 護(hù)等。最早用木樁，現(xiàn)在常用鋼筋混凝土樁，地下連續(xù)墻，鋼板樁以及通過 處理方法采用水泥擋墻，土釘墻，鋼筋混凝土樁設(shè)置方法有鉆孔灌注樁。人 工挖孔樁。沉管灌注樁和預(yù)制樁等。1）基坑擋土，支撐，開挖組合分類：a. 板樁式擋土結(jié)構(gòu)（懸臂）+分層全開挖（只適用于淺基坑）b. 板樁式擋土結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐/ 土錨/拉錨+分層全開挖c. 板樁式擋土結(jié)構(gòu)+內(nèi)支撐+壕溝式開挖d. 板樁

4、式擋土結(jié)構(gòu)+ （連續(xù)墻）+逆作法開挖e. 板樁式擋土結(jié)構(gòu)+支撐（水平撐，換撐，斜撐）+島區(qū)式開挖f. 重力式擋土結(jié)構(gòu)（自立）+分層開挖g. 剛性重力式（自立式）擋土結(jié)構(gòu)和柔性板樁式擋土結(jié)構(gòu)組 合，各種內(nèi)支撐和土錨，拉錨組合（ 2）懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖如圖（圖 1） .其適用范圍是：常采用鋼筋混凝土排樁墻，木板樁，鋼板樁，鋼筋混凝土板樁，地下連續(xù)墻等形式。鋼筋混凝土樁常采用鉆孔灌注樁， 人工挖孔灌注樁， 沉管灌柱樁及預(yù)制 樁.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和支護(hù)墻體的抗彎能力來維護(hù) 整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的安全， 它對開挖深度很敏感， 容易產(chǎn)生奇較大的變形， 而對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響， 因而適用于土質(zhì)

5、較好， 開挖深度較淺的基 坑工程。（3）水泥攪拌樁重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖（圖 2）。水泥攪拌樁在進(jìn)行平 面布置時(shí)常采用格構(gòu)式 （圖 3）。水泥土與其包圍的天然土形成重力式擋墻支護(hù)周圍土體，保證基坑邊坡穩(wěn)定。水泥攪拌樁重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于軟粘土地區(qū)開挖深度約在 6米左右的基坑工程。由于水泥土抗 拉強(qiáng)度低，因此適用于較淺的基坑工程，其變形也較大。優(yōu)點(diǎn)是挖土 方便成本低。團(tuán)、內(nèi)拡花丈護(hù)蜀構(gòu)示嘗團(tuán)(4)內(nèi)支撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)由支護(hù)墻體和內(nèi)支撐體系兩部分組成。支護(hù)墻體可米用鋼筋混凝土排樁墻，地下連續(xù)墻或鋼板樁等形式。內(nèi)支撐體系可米 用水平支撐和斜支撐。根據(jù)不同開挖深度可采用單層支撐和多層支撐， 如圖4 (a)、

6、(b)、(c)所示。當(dāng)基坑面積較大，而基坑開挖深度又不時(shí)， 可采用單層斜支撐形式。內(nèi)支撐采用鋼筋混凝土支撐和鋼管支撐兩種。其優(yōu)點(diǎn)就是剛度大，變形小，布置靈活，而鋼支撐的優(yōu)點(diǎn)是可重復(fù)使用,施工速度快，且可施加預(yù)壓力。內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)適用廣泛，可適用于各 種基坑和基坑深度。(5) 拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)由支護(hù)墻體和錨固體系兩部分， 支護(hù)墻體同內(nèi)支撐式 支護(hù)結(jié)構(gòu)。錨固體系可分為土層錨桿和拉錨式兩種。隨基坑深度不同， 土層錨桿可分為單層錨桿，二層錨桿和多錨錨桿。拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)和雙層土層錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。拉錨式需要有足夠的場地設(shè)置錨樁或其他 錨固物。土層錨桿式需要地基土提供較大的錨固力，較適用于砂土地基 或黏土

7、地基。由于軟黏土地基不能提供較大的錨固力，所以很少使用。(6) 包括門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)(圖5)，其支護(hù)深度比懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)深，適用于基坑開挖深度已超過懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)合理支護(hù)深度的基坑工程。其合理的支護(hù)深度可通過計(jì)算確定。(7) 拱式組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)，圖6所示為鋼筋混凝土灌注樁與深層水泥 攪拌樁拱組合形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。形成的水泥拱可有效利用材料性 能，可取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。at*tJ圖4內(nèi)撐戎支護(hù)箱構(gòu)示慧圖拱式組舎辺支護(hù)結(jié)枸示意圉 氐）創(chuàng)頸町【町甲葡國（L）0）團(tuán)j門架式支護(hù)結(jié)枸示意0（8）噴錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)（圖7）,常用于土坡穩(wěn)定加固，也有人將其歸屬于放坡開挖不適用于含淤泥土和流砂的土層（9）加緊水

8、泥土擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)（圖8）為克服水泥抗拉強(qiáng)度低，水泥重 力式擋墻支護(hù)深度小，往往在水泥土中插入型鋼，形成加筋水泥土擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)（10）沉井支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用沉井支護(hù)結(jié)構(gòu)形成支護(hù)體系 （11）凍結(jié)法支護(hù)，對地基適用范圍廣，但應(yīng)考慮其凍融過程對周圍的影響，電源不得中斷，以及工程費(fèi)用等問題。另外，通過對基坑支護(hù)體系被動區(qū)土質(zhì)改良，降低地下水位等措施可有 效改善支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能。三.工程案例分析 工程概況1. 本工程位于西城區(qū)復(fù)興門外，工會大樓后院，天寧寺西側(cè)，主樓26層，地 下室3層；西側(cè)裙樓4層，地下室3層；南側(cè)裙樓4層，地下室2層?；由疃扔?5 種即：15.15m、13.95m、11.95m、9.

9、40m、6.45m?；幽蟼?cè)緊鄰原職工之家大樓，南側(cè)西段有一座高層塔樓，塔樓有一層半地下室， 深約7米，南裙樓基坑距塔樓16.38m，西裙樓基坑距塔樓13.4m,南側(cè)有污水 管和雨水管，相距5-8m;基坑北側(cè)有一座4層樓，基礎(chǔ)埋深約3.0m，距基坑13.7m， 并有地下電力線（距基坑7m），污水管（相距6.5m）;基坑?xùn)|側(cè)距真武廟路 3.5m，并有通訊電纜（相距6.5m）;基坑兩側(cè)有污水管、熱力管、雨水管，相 距3.0-4.5m，地下水深度-14米。2、深基坑支護(hù)方案的選擇由于本工程場地狹小，周邊幻境復(fù)雜，中標(biāo)承諾工期短（共計(jì)848天），開工日期為1998年12月16日，此時(shí)正值北京冬季，土方

10、及墊層能否在春節(jié)前施工完, 將影響春節(jié)后的工程進(jìn)度，若采取常規(guī)的放坡開挖，由于基坑深，場地小，基坑 的穩(wěn)定安全性將受到影響，且放坡開挖后將超過施工紅線，因此此方案被排除； 若采用護(hù)坡樁施工，則基坑開挖時(shí)間將推后，春節(jié)總體控制計(jì)劃將受到影響，且 按此方案存在土方回填和費(fèi)用較高的特點(diǎn)； 經(jīng)過各種方案的認(rèn)真討論，結(jié)合工程 的實(shí)際情況，本工程基坑支護(hù)采取噴錨支護(hù),噴錨的邊壁作為地下室外墻的外模_ 板，選擇此種方式進(jìn)行基坑支護(hù)，可邊開挖邊支護(hù)，不影響工程進(jìn)度，且無回填 量，大大節(jié)約成本和工期。噴錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)（新型土釘）原理是利用沿途介質(zhì)的自承能力， 借助錨桿與周圍 土體的摩擦力和粘聚力,將外部不穩(wěn)定土體

11、和深部穩(wěn)定土體聯(lián)在一起,形成一個 穩(wěn)定的組合體。錨桿端部互相連接的噴射混凝土面板，由于緊密嵌固于土體中, 它不僅能很好的調(diào)節(jié)錨桿相互之間的應(yīng)力分布，而且可以很好的起到防水作用。 一是防止水沖刷邊坡給基礎(chǔ)施工帶來不便，二是可以有效地防止地下水的滲漏， 避免周圍地面沉降，影響建筑物的安全。噴錨網(wǎng)由于采用水平壓力灌漿新技術(shù)， 大大加強(qiáng)了地面的承載能力。重型施工機(jī)械、車輛可在邊坡地面任意行走。噴錨 網(wǎng)支護(hù)方法的施工不單獨(dú)占用施工工期， 它和土方開挖同時(shí)進(jìn)行，邊開挖邊支護(hù), 無污染，噪聲低。至原后的收口時(shí)，靈活機(jī)動，可以開口放坡、降低馬道或者臺 階開挖，以便最大限度提高開挖功效，但土回填馬道后，再用錨桿

12、將出口加固復(fù) 原，對邊坡無任何影響。3、噴錨支護(hù)的具體施工措施。土方噴錨支護(hù)的施工流程為：制錨f開挖基坑f鉆孔送錨f注漿f修坡編網(wǎng)筋f 噴射砼開挖下層土(1) 制錨錨桿體：22和鋼管48技術(shù)質(zhì)量要求：錨長允許誤差-20cm錨桿體每隔3-4m做對中架錨桿體(鋼筋)搭焊長度 5d雙面焊(2) 開挖噴錨網(wǎng)支護(hù)的特點(diǎn)是邊開挖邊支護(hù)。為保證基坑邊壁在開挖工程中土體應(yīng)力場和 應(yīng)變場不產(chǎn)生過大變化，因此，對土方開挖有嚴(yán)格要求，挖土必須分層分段開挖(3) 鉆孔用洛陽鏟和空氣沖擊鉆成孔。技術(shù)質(zhì)量要求:孔徑大于14cm 孔深允許誤差-20cm打設(shè)角一般為3。-8?？孜挥卣系K物時(shí)允許變動。(4) 注漿一般為底部注漿

13、技術(shù)質(zhì)量要求：配比為水泥：砂：水=1: 0.5: 0.45,并加三乙醇胺0.3 %。注漿壓力大于0.5Mpa水泥普425#中細(xì)砂。(5) 修坡面注漿后進(jìn)行修坡面，使坡面平整。嚴(yán)格控制坡面到地下室墻體距離。(6) 編網(wǎng)及焊接技術(shù)質(zhì)量要求：網(wǎng)筋6200 X 200,6為I級鋼網(wǎng)筋搭焊長度 10cm多于3個焊點(diǎn)；錨頭"井"字型,25 Xcm,焊接充滿空隙(7) 噴射砼護(hù)面技術(shù)質(zhì)量要求：材料:普通425#水泥、中砂、碎石或豆石(粒徑小于15cm)配合比:水泥:砂:石:水=1 : 2： 2： 0.4,冬期加3%速凝劑(水泥重量比) 配料的攪拌，上料后水砂石經(jīng)過噴漿機(jī)和輸送料管混合，即

14、可達(dá)到均拌的目的 砼強(qiáng)度C20 噴射前坡面作噴射厚度標(biāo)記，噴射砼面層厚度為 8cm、6cm、5cm三種。噴射砼面層每天澆水養(yǎng)護(hù)2-3次，養(yǎng)護(hù)7天。（8）開挖下層開挖下層土方時(shí)間與上層噴射砼強(qiáng)度、注漿強(qiáng)度、地質(zhì)條件，邊壁位移量有關(guān)，一般上層砼面層噴射24-36小時(shí)后方可進(jìn)行下層開挖。4、施工監(jiān)測錨噴網(wǎng)支護(hù)監(jiān)測是支護(hù)設(shè)計(jì)中的重要組成部分。 通過監(jiān)測手段可隨時(shí)掌握基坑周 邊環(huán)境的變化及支護(hù)土體的穩(wěn)定狀態(tài)、安全程度和支護(hù)效果，為設(shè)計(jì)和施工提供 信息。通過信息反饋體系，可及時(shí)修改支護(hù)參數(shù)，改善施工工藝，預(yù)防事故發(fā)生， 本工程基坑設(shè)以下監(jiān)測項(xiàng)目：（1）、監(jiān)測基坑邊壁的位移，繪制位移時(shí)程曲線，分析變形速率和位移量，確定其對邊坡穩(wěn)定、對地面建筑物和地下管線的影響程度。監(jiān)測點(diǎn)位置待開挖3m（兩排錨桿）后確定。（2）、監(jiān)測基坑北側(cè)4層樓房的沉降，繪制沉降時(shí)程曲線，分析沉降過程趨勢和各測點(diǎn)的不均勻沉降量，確定其對樓房的影響程度，監(jiān)測數(shù)據(jù)見附圖。5、應(yīng)用效果（1）縮短了工期，土方開挖與邊坡支護(hù)同步進(jìn)行，基坑開挖到基底墊層澆筑完成只用了 45天。（2）解決了場地狹小給施工帶來的不利影響，并保證了相鄰建筑的