基坑支護結構知識

1、基坑支護結構知識我國大量的深基坑工程始于20世紀80年月，由于城市高層建筑的快速進展，地下停車場、高層建筑埋深、人防等各種需要，高層建筑需要建設肯定的地下室。近幾年，由于城市地鐵工程的快速進展地鐵車站、局部區(qū)間明挖等也涉及大量的基坑工程，在雙線交叉的地鐵車站，基坑深達20-30m。水利、電力也存在著地下廠房、地下泵房的基坑開挖問題。無論是高層建筑還是地鐵的深基坑工程，由于都是在城市中進行開挖，基坑四周通常存在交通要道、已建建筑或管線等各種構筑物，這就涉及到基坑開挖的一個很重要內容，要愛護其周邊構筑物的平安使用。而一般的基坑支護大多又是臨時結構、投資太大也易造成鋪張，但支護結構擔心全又勢必會造成

2、工程事故。因此，如何平安、合理地選擇合適的支護結構并依據基坑工程的特點進行科學的設計是基坑工程要解決的主要內容。以下簡潔介紹當前基坑工程中常見的支護結構類型及不同地基土條件下的基坑工程支護結構選型原則。1 基坑支護的類型及其特點和適用范圍1.1 放坡開挖適用于四周場地開闊，四周無重要建筑物，只要求穩(wěn)定，位移掌握五嚴格要求，價錢最廉價，回填土方較大。1.2 深層攪拌水泥土圍護墻深層攪拌水泥土圍護墻是采納深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌,形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護墻優(yōu)點:由于一般坑內無支撐,便于機械化快速挖土具有擋土、止水的雙重功能一般狀況下較經濟施工中無振動、無噪音、

3、污染少、擠土稍微,因此在鬧市區(qū)內施工更顯出優(yōu)越性。水泥土圍護墻的缺點:首先是位移相對較大,尤其在基坑長度大時,為此可實行中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移其次是厚度較大,只有在紅線位置和四周環(huán)境允許時才能采納,而且在水泥土攪拌樁施工時要留意防止影響四周環(huán)境。1.3 高壓旋噴樁高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿,它是利用高壓經過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體,相互搭接形成排樁,用來擋土和止水。高壓旋噴樁的施工費用要高于深層攪拌水泥土樁,但其施工設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少,并且施工機具的振動很小,噪音也較低,不會對四周建筑物帶來振動的影響和產生噪音等公害,它可用于空

4、間較小處,但施工中有大量泥漿排出,簡單引起污染。對于地下水流速過大的地層,無填充物的巖溶地段永凍土和對水泥有嚴峻腐蝕的土質,由于噴射的漿液無法在注漿管四周凝固,均不宜采納該法。1.4 槽鋼鋼板樁這是一種簡易的鋼板樁圍護墻,由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長68m ,型號由計算確定。其特點為:槽鋼具有良好的耐久性,基坑施工完畢回填土后可將槽鋼拔出回收再次使用施工便利,工期短不能擋水和土中的細小顆粒,在地下水位高的地區(qū)需實行隔水或降水措施抗彎力量較弱,多用于深度4m的較淺基坑或溝槽,頂部宜設置一道支撐或拉錨支護剛度小,開挖后變形較大。1.5 鋼筋混凝土板樁鋼筋混凝土板樁具有施工簡潔、現場作業(yè)周期短

5、等特點,曾在基坑中廣泛應用,但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采納錘擊方法,振動與噪音大,同時沉樁過程中擠土也較為嚴峻,在城市工程中受到肯定限制。此外,其制作一般在工廠預制,再運至工地,成本較灌注樁等略高。但由于其截面外形及配筋對板樁受力較為合理并且可依據需要設計,目前已可制作厚度較大(如厚度達500mm 以上) 的板樁,并有液壓靜力沉樁設備,故在基坑工程中仍是支護板墻的一種使用形式。1.6 鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應用最多的一種,在我國得到廣泛的應用。其多用于坑深715m 的基坑工程,在我國北方土質較好地區(qū)已有89m 的臂樁圍護墻。鉆孔灌注樁支護墻體的特點有:施工時無振動、無噪音等環(huán)

6、境公害,無擠土現象,對四周環(huán)境影響小墻身強度高,剛度大,支護穩(wěn)定性好,變形小當工程樁也為灌注樁時,可以同步施工,從而施工有利于組織、便利、工期短樁間縫隙易造成水土流失,特殊時在高水位軟粘土質地區(qū),需依據工程條件實行注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題適用于軟粘土質和砂土地區(qū),但是在砂礫層和卵石中施工困難應當慎用樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍檁連成整體,因而相對整體性較差,當在重要地區(qū),特別工程及開挖深度很大的基坑中應用時需要特殊慎重。2 淺述基坑支護結構的類型及設計原則1.7 地下連續(xù)墻通常連續(xù)墻的厚度為600mm、800mm、1000mm，也有厚達1200mm的，但較少使用。地下

7、連續(xù)墻剛度大，止水效果好，是支護結構中最強的支護型式，適用于地質條件差和簡單，基坑深度大，周邊環(huán)境要求較高的基坑，但是造價較高，施工要求專用設備。1.8 土釘墻土釘墻是一種邊坡穩(wěn)定式的支護,其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護墻不同,它是起主動嵌固作用,增加邊坡的穩(wěn)定性,使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質較好地區(qū),我國華北和華東北部一帶應用較多,目前我國南方地區(qū)亦有應用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,穩(wěn)定牢靠、施工簡便且工期短、效果較好、經濟性好、在土質較好地區(qū)應樂觀推廣。1.9 SMW工法SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法,即在水泥土樁內插入H 型鋼等(多數為H 型鋼,亦有插入拉

8、森式鋼板樁、鋼管等) ,將承受荷載與防滲擋水結合起來,使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護結構的圍護墻。SMW 支護結構的支護特點主要為:施工時基本無噪音,對四周環(huán)境影響小結構強度牢靠,凡是適合應用水泥土攪拌樁的場合都可使用,特殊適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層擋水防滲性能好,不必另設擋水帷幕可以協(xié)作多道支撐應用于較深的基坑此工法在肯定條件下可代替作為地下圍護的地下連續(xù)墻,在費用上假如能夠實行肯定施工措施勝利回收H 型鋼等受拉材料則大大低于地下連續(xù)墻,因而具有較大進展前景。1.10 基坑支護選型小結基坑支護型式的合理選擇，是基坑支護設計的的首要工作，應依據地質條件，周邊環(huán)境的要求及不同支

9、護型式的特點、造價等綜合確定。一般當地質條件較好，周邊環(huán)境要求較寬松時，可以采納柔性支護，如土釘墻等；當周邊環(huán)境要求高時，應采納較剛性的支護型式，以掌握水平位移，如排樁或地下連續(xù)墻等。同樣，對于支撐的型式，當周邊環(huán)境要求較高地質條件較差時，采納錨桿簡單造成周邊土體的擾動并影響周邊環(huán)境的平安，應采納內支撐型式較好；當地質條件特殊差，基坑深度較深，周邊環(huán)境要求較高時，可采納地下連續(xù)墻加逆作法這種最強的支護型式。基坑支護最重要的是要保證周邊環(huán)境的平安。2.基坑支護的設計要求基坑支護作為一個結構體系，應要滿意穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載力量極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所

10、謂承載力量極限狀態(tài)，對基坑支護來說就是支護結構破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞，消失較大范圍的失穩(wěn)。一般的設計要求是不允許支護結構消失這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護結構的變形或是由于開挖引起周邊土體產生的變形過大，影響正常使用，但未造成結構的失穩(wěn)。因此，基坑支護設計相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的平安系數，不致使支護產生失穩(wěn)，而在保證不消失失穩(wěn)的條件下，還要掌握位移量，不致影響周邊建筑物的平安使用。因而，作為設計的計算理論，不但要能計算支護結構的穩(wěn)定問題，還應計算其變形，并依據周邊環(huán)境條件，掌握變形在肯定的范圍內。一般的支護結構位移掌握以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監(jiān)測

11、。水平位移掌握與周邊環(huán)境的要求有關，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑平安等級的劃分，對于基坑周邊有較重要的構筑物需要愛護的，則應掌握小變形，此即為通常的一級基坑的位移要求；對于周邊空曠，無構筑物需愛護的，則位移量可大一些，理論上只要保證穩(wěn)定即可，此即為通常所說的三級基坑的位移要求；介于一級和三級之間的，則為二級基坑的位移要求。對于一級基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，對于較深的基坑，應小于0.3H,H為基坑開挖深度。對于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm內地面不致有明顯的裂縫，當最大水平位移在40-50mm內會有可見的地面裂縫，因此，一般的基坑最大水平位移應掌握不大于50mm為宜，否則會產生較明顯的地面裂縫和沉降，感觀上會產生擔心全的感覺。一般較剛性的支護結構，