基坑排樁支護

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深基坑支護選型排樁和地下連續(xù)墻的優(yōu)選分析4400字

深基坑支護選型排樁和地下連續(xù)墻的優(yōu)選分析4400字為便于分析對比，除更加說明外，假定“標(biāo)準(zhǔn)排樁支護布局”為：樁徑為800mm的鋼筋混凝土灌注樁，間距1000mm，外加600mm間隔500mm(搭接100mm)旋噴止水樁；

“標(biāo)準(zhǔn)地下連續(xù)墻支護布局”為厚度800mm鋼筋混凝土墻，沿基坑方向取單位延米槽段，其他因素如基坑深度、周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、工況及支撐型式和位置等都一致。

2.1支護單元受力性能在巖土條件、基坑深度、嵌固深度、支撐設(shè)置、外荷載等條件一致的處境下，抗彎剛度直接反映排樁和地下連續(xù)墻兩種支護布局單元的受力性能[2](參考圖1)。同類材料一致，因此重點分析兩支護布局的截面慣性矩：排樁支護單元；

地下連續(xù)墻支護單元。對“標(biāo)準(zhǔn)排樁支護布局”，疏忽旋噴樁的的抗彎效果，那么；

對“標(biāo)準(zhǔn)地下連續(xù)墻支護布局”那么有。簡樸比較可知，“標(biāo)準(zhǔn)地下連續(xù)墻”的抗彎性能是“標(biāo)準(zhǔn)排樁”的兩倍(參考圖2)。

圖1排樁(地下連續(xù)墻)橫向剖面圖2.2周邊環(huán)境影響一般說來，基坑開挖對周邊環(huán)境的影響因素[3]主要包括四個方面：一是側(cè)壁周邊建構(gòu)筑(包括地面建構(gòu)筑物及附屬設(shè)施、道路、地下構(gòu)筑物和管線等)因開挖卸載產(chǎn)生地基破壞、失穩(wěn)、過大沉降和裂縫等；

二是因軟土地區(qū)嵌固深度缺乏產(chǎn)生坑底隆起；

三是因地下水操縱不當(dāng)造成管涌；

四是施工過程中產(chǎn)生噪音擾民或余泥排放污染城市環(huán)境等。從理論上講，只要能夠使前述四個問題得到有效控制，無論采取排樁或地下連續(xù)墻都是可行的。除擋淤和止水兩個問題以外，其他兩方面二者采取的措施相近，因此重點議論擋淤和止水措施。在軟土地區(qū)，若不增設(shè)止水措施的排樁會影響樁間淤泥或地下水的滾動，使得場地應(yīng)力重分布，從而引起周邊建筑不平勻沉降，因此排樁的設(shè)計常須增加一至兩道擋淤止水帷幕(一般的鉆孔壓密注漿法不易保證止水，曾引發(fā)多起重大事故)，這樣勢必然會增加排樁的施工難度，并加大對周邊環(huán)境的影響。但對地下連續(xù)墻而言，其具有機械化程度高、整體好、質(zhì)量易于操縱、可兼作擋淤止水防滲布局等鮮明特點，前述問題均可得到有效解決。因此，在地下水位較高的軟土和砂土等多種地層條件和繁雜施工環(huán)境下，地下連續(xù)墻與排樁相比對周邊環(huán)境影響更小。

2.3施工風(fēng)險操縱近年來因經(jīng)濟或技術(shù)理由引發(fā)的深基坑工程事故屢見不鮮，不僅延誤工期，造成直接經(jīng)濟損失及人員傷亡，更對社會產(chǎn)生了巨大的負(fù)面影響。故在基坑支護布局優(yōu)選時，兼顧到安好和環(huán)保問題的同時，很有必要把可能存在的風(fēng)險操縱在確定范圍內(nèi)，也是工程決策過程中的一個重要環(huán)節(jié)。基于這兩種支護布局在軟土地區(qū)應(yīng)用廣泛，對其施工階段的風(fēng)險作定性分析(見表1)。

表1風(fēng)險影響因素及定性分析從表1可以看出，在地下水豐富或存在承壓水的地區(qū)，排樁加旋噴止水樁的支護型式與地下連續(xù)墻相比，施工風(fēng)險更大。

2.4施工工藝難易程度結(jié)合筆者參與的多個建筑基坑、地鐵基坑支護的處境，從場地條件需求、施工機械、施工工序，施工工期等方面分別對兩種支護布局舉行分析總結(jié)[4]，有關(guān)結(jié)果匯總于表2。

表2排樁(加旋噴止水樁)和地下連續(xù)墻施工難易程度比較*表中的施工工期是在制作單位延米，埋深為10m的排樁和地下連續(xù)墻，結(jié)合一般地質(zhì)條件根據(jù)閱歷推算得出。

從表2可以看出，排樁加旋噴止水樁的支護型式與地下連續(xù)墻相比，施工場地布置更加生動，無需大型機械設(shè)備，在支護布局入巖較深時工期較短，適用于小型基坑工程或周邊環(huán)境變形要求不高的大中型基坑工程[5]。但由于排樁加旋噴止水樁的支護型式將支護和止水分開施作，增加了施工工序，存在排樁支護結(jié)構(gòu)因垂直度較難操縱而導(dǎo)致樁端分叉、旋噴樁在繁雜地段止水效果難以保證等風(fēng)險，因此在重要的大中型基坑工程中采用時應(yīng)慎重。地下連續(xù)墻幾乎不受地質(zhì)條件限制，在大中型基坑工程中采用具有特殊優(yōu)勢：整體性好，質(zhì)量可控；

墻體剛度大，可承受較大的土壓力；

支護布局既可支護擋土又能夠止水；

在不入巖時，較排樁相比還可縮短施工工期，間接降低本金；

對于高層建筑施工若采用逆筑法，還可進一步縮短工程總工期，從而實現(xiàn)較佳的綜合效益。

2.5經(jīng)濟適用性對于任何一項工程，在保證安好和質(zhì)量的前提下，進一步分析投資本金，優(yōu)化工程造價指標(biāo)，具有重要的經(jīng)濟和社會意義。以下對“標(biāo)準(zhǔn)排樁(加旋噴止水樁)”和“標(biāo)準(zhǔn)地下連續(xù)墻”，從技術(shù)經(jīng)濟方面以直接費為參照標(biāo)準(zhǔn)作簡樸的造價對比[6]，詳見表3。

表3排樁和地下連續(xù)墻造價比較*參照一類地區(qū)支護布局取砼為C30，其它強度材料單價根據(jù)相應(yīng)定額計價進行相應(yīng)換算，表中費用已包含開挖各相關(guān)費從支護單元受力性能、周邊環(huán)境影響、施工風(fēng)險操縱、施工難易程度、經(jīng)濟適用性等五個方面，對深基坑支護設(shè)計選型時排樁和地下連續(xù)墻的優(yōu)選因素舉行定性及定量分析，為大中型基坑工程的優(yōu)化決策供給參考。

摘要：

排樁；

地下連續(xù)墻；

優(yōu)選分析1.前言隨著我國城市根本創(chuàng)辦規(guī)模逐步擴大，儉約利用土地資源、合理開發(fā)地下空間成為必然選擇，進而導(dǎo)致深基坑工程的數(shù)量和規(guī)模亦隨之增加。對于高層建筑地下室、地鐵地下車站、人防工程等大中型工程的基坑而言，在珠三角、長三角等沿海地區(qū)一般選用排樁或地下連續(xù)墻作為支護布局。然而在現(xiàn)行的《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-99)中，排樁和地下連續(xù)墻采用同樣的簡化計算模型，在實際設(shè)計過程中往往難以區(qū)分孰優(yōu)孰劣。鑒于支護布局對工程的安好性、技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性以及環(huán)境養(yǎng)護等方面都有重大影響，因此，在工程決策過程中如何對前述兩種支護布局舉行優(yōu)選顯得分外重要[1]。

筆者從支護單元受力性能、施工難易程度、經(jīng)濟適用性、周邊環(huán)境影響、施工風(fēng)險操縱等五個方面，對兩種支護布局舉行了分析比較，探討了各自的適用條件，并以廣州某地鐵車站為例舉行優(yōu)選分析，可為類似基坑工程設(shè)計選型供給參考。

2.排樁和地下連續(xù)墻的優(yōu)選分析眾所周知，要達成同等支護效果，若單從工程造價角度考慮，采用排樁比地下連續(xù)墻經(jīng)濟性更好；

若單從安好性角度考慮，地下連續(xù)墻那么更安好穩(wěn)當(dāng)。因此通常在周邊環(huán)境簡樸、地下水不豐富的地段采用排樁支護布局，而在周邊環(huán)境非常繁雜或地下水豐富且很難操縱的地段一般采用地下連續(xù)墻。然而，大多數(shù)工程條件介于兩者之間，往往需要同時兼顧經(jīng)濟性和安好性，并綜合其他因素比選確定。

用，措施費包括安好文明施工、排水降水、環(huán)保排污等費用。

由表3可知，制作單位體積排樁的直接費較地下連續(xù)墻低廉，但加上旋噴止水措施后，兩者造價接近。近年來，隨著施工裝備技術(shù)的快速普及，機械本金降低，同時人工本金大幅攀升，地下連續(xù)墻因施工機械化程度較排樁高，受到越來越多的接待。

基坑優(yōu)選分析工程實例廣州某地鐵車站北段位于居民區(qū)，房屋密集；

南側(cè)位于海心沙島，距珠江主航道130m。采用明挖順做法施工，基坑全長207.1m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑寬18.9m，盾構(gòu)吊出加寬段寬23.5m?；娱_挖深度：基坑標(biāo)準(zhǔn)段深23.9m，盾構(gòu)吊出加深段深約25.2m；

小珠江設(shè)置圍堰。

工程地質(zhì)及水文地質(zhì)站區(qū)地層由第四系聚積層及白堊系下統(tǒng)泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖及泥巖組成，其中(2-1)層具自然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、高靈敏度,不能自主等；

(4-1)、(4-2)、(5)局部具弱膨脹性。河道及河道以北為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖,河道以南為泥巖。地層縱橫向區(qū)別極大。珠江支流兩岸地下水埋深11.1m～31.9m。地下水位主要為第四系孔隙水和基巖裂隙水?？紫端饕x存于沖、洪積砂層中,砂層較厚,屬強透水層,珠江水與含水層直接相連,地下水的補給較充足?；鶐r裂隙水主要賦存于基巖強風(fēng)化、中等風(fēng)化的裂隙中,具承壓性。基坑安好等級為一級，各地層主要物理力學(xué)參數(shù)[7]見表4。

表4各土層主要物理力學(xué)參數(shù)表基坑支護方案選擇由于本站周邊環(huán)境繁雜,基坑深,地質(zhì)條件較差,有6.5m～15m的淤泥及含水砂層；

珠江水直接與地下水相通,透(含)水性強。初步設(shè)計時通過對深度為33m的地下連續(xù)墻(厚度1000mm鋼筋混凝土墻)和長度為33m的鉆孔灌注+擺噴止水樁(樁徑為1000mm的鋼筋混凝土灌注樁[間距1200mm，外加600mm間隔500mm(搭接100mm)旋噴止水樁]兩個方案舉行對比。

由于該地鐵站基坑防水要求高，結(jié)合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)和工程地質(zhì)資料，對一致工況下的地下連續(xù)墻和排樁舉行了數(shù)值模擬；

同時針對支護單元受力性能、施工工藝難易程度、經(jīng)濟實用合理性、周邊環(huán)境變形操縱、施工風(fēng)險操縱等優(yōu)選因子(見表5)開展專家論證。地下連續(xù)墻(內(nèi)支撐采用鋼管支撐)經(jīng)濟性雖稍差(2022年)，但因其具備接頭少,防水效果好,整體性好,施工風(fēng)險較小等優(yōu)點，故該方案最終得到采用。

表5優(yōu)選因子比較分析*以施工階段在同等條件下風(fēng)險量大小作為定性評價，排樁和地下連續(xù)墻的初步設(shè)計深度為33m。

4．結(jié)論通過對排樁和地下連續(xù)墻兩種深基坑支護方案的優(yōu)缺點及適用性舉行分析論證，可得出如下結(jié)論：

(1)地下連續(xù)墻具有剛度大，可承重、擋土、截水、抗?jié)B，耐久性好的優(yōu)點，同時對周邊建筑物、地下設(shè)施影響小，適用于安好等級較高，各種繁雜的地質(zhì)條件。如采用逆作法，使地下片面與上部布局同時施工，更可大大縮短施工工期，取得良好效益。但也存在施工設(shè)備和人員要求高，造價較高，廢泥漿處理麻煩等缺乏。

(2)排樁支護施工較易，造價較低，適用于土質(zhì)較好的地區(qū)。但對于軟土地區(qū)，排樁務(wù)必附加止水帷幕，此時應(yīng)充分考慮止水效果以及失效后的風(fēng)險，宜按照前述五個方面分別與地下連續(xù)墻舉行比較分析，綜合比選后確定支護方案。

(3)伴隨經(jīng)濟社會進展水平的提高，人們對公共安好的關(guān)注度逐年上升，同時技術(shù)進步促使大型機械設(shè)備的本金逐步下降，地下連續(xù)墻在大型基建工程中的應(yīng)用的優(yōu)勢將逐步凸顯出來。

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[1]王立波.天業(yè)國際大廈基坑支護工程方案優(yōu)化及布局設(shè)計.濟南：山東大學(xué)碩士學(xué)位論文.2022[2]中國建筑科學(xué)研究院.建筑基坑支護技