第15講2K313020明挖基坑施工一2015年新版

1、2K313020 明挖基坑施工2K313021 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與變形控制 一、圍護(hù)結(jié)構(gòu) （一）基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系(1)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括板（樁）墻、圍檁（冠梁）及其他附屬構(gòu)件。板（樁）墻主要承受基坑開(kāi)挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐，是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。 （二）深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型 (1)在我國(guó)應(yīng)用較多的有板柱式、柱列式、重力式擋墻、組合式以及土層錨桿、逆筑法、沉井等。(2)不同類(lèi)型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)見(jiàn)表2K313021-1。不同類(lèi)型圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 表2K313021-1類(lèi) 型特 點(diǎn)樁板式、墻板式樁 (1)H鋼的間距在1.21.5m； (2)造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單，有障礙物

2、時(shí)可改變間距； (3)止水性差，地下水位高的地方不適用，坑壁不穩(wěn)的地方不適用；鋼板樁 (1)成品制作，可反復(fù)使用； (2) 施工簡(jiǎn)便，但施工有噪聲； (3) 剛度小，變形大，與多道支撐結(jié)合，在軟弱土層中也可采用； (4) 新的時(shí)候止水性尚好，如有漏水現(xiàn)象，需增加防水措施 板式鋼管樁 (1) 截面剛度大于鋼板樁，在軟弱土層中開(kāi)挖深度可大，在日本開(kāi)挖深度達(dá)30m; (2) 需有防水措施相配合 預(yù)制混凝土板樁 (1) 施工簡(jiǎn)便，但施工有噪聲； (2) 需輔以止水措施； (3) 自重大，受起吊設(shè)備限制，不適合大深度基坑； 國(guó)內(nèi)用于10m以內(nèi)的基坑，法國(guó)用于15m以內(nèi)深基坑 灌注樁(1)剛度大，可用在深

3、大基坑；(2) 施工對(duì)周邊地層、環(huán)境影響??；(3) 需降水或與能止水的攪拌樁、旋噴樁等配合使用 地下連續(xù)墻(1) 剛度大，開(kāi)挖深度大，可適用于所有地層；(2) 強(qiáng)度大，變位小，隔水性好，同時(shí)可兼作主體結(jié)構(gòu)的一部分；(3) 可臨近建、構(gòu)筑物使用，環(huán)境影響??；(4) 造價(jià)高 SMW工法樁(1) 強(qiáng)度大，止水性好；(2) 內(nèi)插的型鋼可拔出反復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)性好；(3) 開(kāi)挖深度8. 65m;具有較好發(fā)展前景，國(guó)內(nèi)上海等城市已有工程實(shí)踐自立式水泥土擋墻水泥土攪拌樁擋墻(1)無(wú)支撐，墻體止水性好，造價(jià)低；(2) 墻體變位大 不同類(lèi)型圍護(hù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹如下： 1)工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu) 基坑開(kāi)挖時(shí)，隨挖土方隨在樁間插

4、入50mm厚的水平木板，以擋住樁間土體。因此，這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般宜用于郊區(qū)距居民點(diǎn)較遠(yuǎn)的基坑施工中。當(dāng)基坑范圍不大時(shí)，例如地鐵車(chē)站的出入口，臨時(shí)施工豎井可以考慮采用工字鋼做圍護(hù)結(jié)構(gòu)。2)鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu) 3)鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁一般采用機(jī)械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機(jī)、沖擊式鉆機(jī)和正反循環(huán)鉆機(jī)等。對(duì)正反循環(huán)鉆機(jī)，由于其采用泥漿護(hù)壁成孔，故成孔時(shí)噪聲低，適于城區(qū)施工，在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應(yīng)用。鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)常與止水帷幕聯(lián)合使用，止水帷幕一般采用深層攪拌樁。如果基坑上部受環(huán)境條件限制時(shí)，也可采用高壓旋噴樁止水帷幕4)深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)作為擋土結(jié)構(gòu)的攪拌樁一般布置

5、成格柵形 5)SMW樁這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在止水性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度，施工速度快，型鋼可以部分回收、重復(fù)利用。 6)地下連續(xù)墻挖槽方式可分為抓斗式、沖擊式和回轉(zhuǎn)式等類(lèi)型。地下連續(xù)墻的一字形槽段長(zhǎng)度宜取4-6m。 地下連續(xù)墻的槽段接頭應(yīng)按下列原則選用： 地下連續(xù)墻宜采用圓形鎖口管接頭、波紋管接頭、楔形接頭、工字形鋼接頭或混凝土預(yù)制接頭等柔性接頭；導(dǎo)墻是控制挖槽精度的主要構(gòu)筑物，導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)應(yīng)建于堅(jiān)實(shí)的地基之上，并能承受水土壓力和施工機(jī)械設(shè)備等附加荷載，不得移位和變形。 在開(kāi)挖過(guò)程中，為保證槽壁的穩(wěn)定，采用特制的泥漿護(hù)壁。泥漿應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地面沉降控制要求經(jīng)試配確定，并在

6、泥漿配制和挖槽施工中對(duì)泥漿的比重、黏度、含砂率和pH值等主要技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和控制。二、支撐結(jié)構(gòu)類(lèi)型 （一）支撐結(jié)構(gòu)體系(2)在軟弱地層的基坑工程中，支撐結(jié)構(gòu)承受?chē)o(hù)墻所傳遞的土壓力、水壓力。支撐結(jié)構(gòu)擋土的應(yīng)力傳遞路徑是圍護(hù)（樁）墻一圍檁（冠梁）一支撐；在地質(zhì)條件較好的有錨固力的地層中，基坑支撐可采用土錨和拉錨等外拉錨形式。兩類(lèi)內(nèi)支撐體系的形式和特點(diǎn) 表2K313021-2材 料截面形式布置形式特 點(diǎn)現(xiàn)澆鋼筋混凝土可根據(jù)斷面要求確定斷面形狀和尺寸有對(duì)撐、邊桁架、環(huán)梁結(jié)合邊桁架等，形式靈活多樣混凝土硬化后剛度大，變形小，施工方便，施工工期長(zhǎng)，拆除困難，爆破拆除對(duì)周?chē)h(huán)境有影響鋼結(jié)構(gòu)單鋼管、雙

7、鋼管豎向布置有水平撐、斜撐；裝、拆除施工方便，可周轉(zhuǎn)使用三、基坑的變形控制 （一）基坑變形特征 (1)基坑周?chē)貙右苿?dòng)主要是由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和坑底土體隆起造成的。 (2)圍護(hù)墻體水平變形當(dāng)基坑開(kāi)挖較淺，還未設(shè)支撐時(shí)，均表現(xiàn)為墻頂位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，剛性墻體繼續(xù)表現(xiàn)為向基坑內(nèi)的三角形水平位移或平行剛體位移，而一般柔性墻如果設(shè)支撐，則表現(xiàn)為墻頂位移不變或逐漸向基坑外移動(dòng)，墻體腹部向基坑內(nèi)凸出。 (4)基坑底部的隆起 1)基坑底不透水土層由于其自重?zé)o法承受其下承壓水水頭壓力而產(chǎn)生突然性的隆起； 2)基坑由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入坑底土層深度不足，也會(huì)產(chǎn)生坑內(nèi)土體隆起破壞。 (5)地表沉降 根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基坑圍護(hù)呈懸臂狀態(tài)時(shí)，較大的地表沉降將出現(xiàn)在墻體旁；施加支撐后，地表沉降的最大值會(huì)漸漸遠(yuǎn)離圍護(hù)結(jié)構(gòu)，位于距離圍護(hù)墻一定距離的位置上。 （二）基坑的變形控制 (2)控制基坑變形的主要方法有： 1)增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐的剛度； 2)增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度； 3)加固基坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體加固方法有抽條加固、裙邊加固及二者相結(jié)合的形式； 4)減小每次開(kāi)挖圍護(hù)結(jié)構(gòu)處土體的尺寸和開(kāi)挖