常见的基坑支护形式主要有:
⒈排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;
⒉地下连续墙支护,地连墙+支撑;
⒊水泥挡土墙;
4.土钉墙(喷锚支护);
5.逆作拱墙;
6.原状土放坡;
7.桩、墙加支撑系统;
8.简单水平支撑;
9..钢筋混凝土排桩;
10.上述两种或者两种以上方式的合理组合等。
(1)支护扩展资料:
基坑支护的工程特点:
(1)基坑支护工程是个临时工程,设计的安全储备相对可以小些,但又与地区性有关。不同区域地质条件其特点也不相同。基坑支护工程又是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科,是多种复杂因素交互影响的系统工程,是理论上尚待发展的综合技术学科。
(2)由于基坑支护工程造价高,开工数量多,是各施工单位争夺的重点,又由于技术复杂,涉及范围广,变化因素多,事故频繁,是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点,同时也是降低工程造价,确保工程质量的重点。
(3)基坑支护工程正向大深度、大面积方向发展,有的长度和宽度均超过百余米,深度超过20余米。工程规模日益增大。
(4)岩土性质千变万化,地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性,往往造成勘察所得的数据离散性很大,难以代表土层的总体情况,并且精确度较低,给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。
(5)在软土、高地下水位及其他复杂场地条件下开挖基坑,很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害,对周边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。
排桩或地下连续墙:适用条件:适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级; 悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。
水泥土墙:适用条件 基坑侧壁安全等级宜为二、三级; 水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa; 基坑深度不宜大于6m。
土钉墙:适用条件 基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地;基坑深度不宜大于12m;当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
逆作拱墙:适用条件 基坑侧壁安全等级宜为二、三级;淤泥和淤泥质土场地不宜采用; 拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8; 基坑深度不宜大于12m;地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
放坡:适用条件 基坑侧壁安全等级宜为三级;施工场地应满足放坡条件;可独立或与上述其他结合使用; 当地下水位高于坡脚时,应采取降水措施。
(1)洞周特征点位移
左右洞的特征点位置见4.18所示。表4.7和表4.8为八种支护方案下,左右洞全部开挖及初期支护全部施作完毕后的左洞洞周特征点的竖向位移和水平位移。其中方案一至方案四的支护强度是从基准强度开始逐渐提高的,随着支护强度的提高围岩各特征点的位移逐渐减少。方案五至方案八的支护强度介于方案二到方案四支护强度之间,后四种方案的洞周特征点位移均小于方案二和方案三,说明其支护效果均好于方案二和方案三。八种支护方案中,方案四的洞周位移最小,支护效果最好,原因是其支护强度最高。后四种支护方案中,方案六的洞周位移最小,支护效果最好,且与方案四的洞周位移较接近,这说明在进行小净距隧道支护方案设计时,没有必要将所有加固部位按同一支护强度考虑,存在支护强度优化空间。方案六支护效果好的原因是,围岩支护强度与其受力最不利位置相耦合的,在不利位置设置了较强的支护强度。小净距隧道围岩应力状态最不利部位排序为中岩柱、两隧道另外两侧拱腰至拱脚部位、拱腰至拱顶部位、拱底,方案六在设计支护强度时按此顺序从高到低安排。
表4.7 左洞特征点竖向位移
表4.8 左洞特征点水平位移
表4.9和表4.10为八种支护方案下,左右洞全部开挖及初期支护全部施作完毕后的右洞洞周特征点的竖向位移和水平位移。同样,在八种支护方案中,方案四的洞周位移值最小,支护效果最好,方案六与方案四的洞周位移值较接近,对右洞的支护结构强度设计也存在优化空间。另外通过对左右洞的洞周位移值比较,发现后挖洞的位移总体上小于先行洞的位移,表明后挖洞对先行洞的围岩存在扰动,先挖隧道受力较后挖洞复杂。因此在进行支护方案设计时,左右隧道的支护强度应根据其受力特点不同来设置,即在两个洞的相同部位,先挖隧道的围岩支护强度应高于后挖隧道的围岩支护强度,促使整个小净距隧道围岩变形更均匀及确保围岩稳定。
表4.9 右洞特征点竖向位移
表4.10 右洞特征点水平位移
(2)围岩应力分析
围岩应力分析仍以前述的当量应力作为分析指标。考虑到篇幅,不再给出其应力分布云图,仅给出各方案的最大当量应力,见图4.19所示,图中横轴为支护方案的编号。
由图4.19可知,初期支护方案一至方案四的围岩最大当量应力值是逐渐提高的,原因是方案一至方案四支护强度逐步提高导致围岩承载力提高。图中初期支护方案四~方案八中的最大当量应力相差不大,这与各方案中支护强度最大值相等是有关的,此时应从围岩位移和塑性区分布角度判别各支护方案的优劣。
(3)塑性区分布
图4.20为小净距隧道各支护方案下的围岩塑性区分布,其中图4.20a~d随着围岩支护强度的提高,小净距隧道围岩塑性区面积逐渐减小。图4.20e~h各方案围岩支护强度差别不大,围岩塑性区面差别也较小。方案七的围岩塑性区面积最大,中岩柱的上雁形部塑性区已连通,其稳定性略好于方案二。方案六的塑性区面积最小,其稳定性最好,但略差于方案四。另外从左右隧道的塑性区分布看,塑性区面积基本相等且分布区域基本呈对称,这一点与位移指标反映出的信息略有差别,但总的来说后挖洞的塑性区面积略小于先行洞的。
图4.19 支护方案最大当量应力
图4.20 各支护方案的洞周塑性区
上述分析表明支护强度越高越有利于围岩稳定。在总体支护强度确定的前提下,可根据各部位的受力特征设计支护强度,有利于提高围岩整体支护效果,即在进行支护强度设计时存在优化空间。小净距隧道左右洞的受力特征存在差异,后行洞受力条件要好于先挖洞,在考虑支护方案时先行洞的支护强度高于后行洞更有利于围岩整体稳定。
一、喷射混凝土支护
适用:坚硬或中硬岩层,但节理裂隙发育,可能有局部掉石,而洞室整体稳定的工程。喷射一层(3~10cm)后开裂,就喷射第二层,再开裂就挂网,如有较宽的张性裂隙,用锚杆进而锚喷支护。
二、锚杆支护
适用于裂隙发育,易引起大块危岩的中硬以上岩层。如配合喷混凝土使用,可防止表面小块掉石和剥落,对于松软岩层及有膨胀性的岩层,需再配合喷混凝土及钢筋网联合应用。
1.锚杆支护围岩的形式
(1)层状岩体中使用,锚杆应尽量垂直层面。
(2)当为明显的结构面切割成危岩时,应尽量与结构面垂直(图3-8)。
(3)当岩体较破碎时,需加托梁(型钢制成)。
(4)若岩体破碎严重,有掉石及剥落时则与钢筋网、喷混凝土联合(图3-9)。
(5)非层状岩体中,整个断面支护,扇形布置,垂直岩面。
图3-8 锚杆与结构面垂直
图3-9 锚杆布置形式
2.锚杆类型
(1)金属楔缝式(图3-10)。锚固力较大,安装方便,不能回收,消耗大,制作方便,采用广。
图3-10 金属楔缝式锚杆
(2)倒楔式锚杆(图3-11),可以回收。
图3-11 倒楔式锚杆
(3)钢丝绳砂浆锚杆(图3-12)。加工简单,安装方便,锚固力大,但不能立即承载,作临时、永久性支护。
(4)楔缝式灌浆锚杆(图3-13)。楔缝式灌浆锚杆作为临时、永久性支护。
3.锚杆支护的主要参数
1)楔缝式锚杆长度
L=l1+kH+l2
式中:l1为锚头长度 15~20cm;k 为安全系数,大于 1;H 为需要锚固的岩层厚度,由工程地质及岩体力学分析确定;l2为外露长度 10~15cm。如图3-14 所示。
图3-12 钢丝绳砂浆锚杆
图3-13 楔缝式灌浆锚杆
图3-14 楔缝式锚杆
2)砂浆锚杆
上述算式仍然适用,但是l1为锚杆在稳定岩体中的锚固长度。根据锚固力可靠、锚杆承载能力由杆体本身抗拉强度决定原理,即锚固力大于杆体抗拉强度,如图3-15 所示。
图3-15 砂浆锚杆设计简图
πdl1τ≥πd2/4×Rp
l1≥d/4×Rp/τ
式中:d 为锚杆直径(20~25mm);Rp为锚杆抗拉强度;τ为砂浆与锚杆或与孔壁岩石的黏结力强度,计算时采用小值(现场试验确定)。
3)锚杆间距(S×S)
根据锚杆承载力由杆体抗拉强度决定原则确定。
对于砂浆锚杆:
地下建筑工程施工
地下建筑工程施工
式中:γ为容重。
对于楔缝式锚杆:
地下建筑工程施工
地下建筑工程施工
式中:δ为楔缝厚度(2~3cm)。
4.树脂锚杆的应用
当临时支护采用砂浆锚杆时,由于水泥砂浆的强度增长慢以致锚杆不能尽快承载起到及时支护的作用,所以近年来对树脂锚杆进行了初步的研究和应用。试验表明,树脂锚杆由于树脂凝固及强度增长快,故能尽快承载起到及时支护的效果。
三、钢支撑
型式:钢支柱、钢框架、钢拱架、无脚腿钢支护。采用16-20 号工字钢,8~18kg/m钢轨。如图3-16所示。
图3-16 钢支撑形式
四、木支撑
(1)排架支撑、拱形支撑、无腿支撑。
(2)圆木直径:主梁小于20cm,横梁不小于 15cm。
(3)要求:木板厚度不小于 5cm,木材坚韧、有弹性,膨胀性强的不适合。
八种常见类型及其适用条件:
1、放坡开挖
优势:只要求稳定,价钱最便宜。
劣势:回填土方较大。
适用:场地开阔,周围无重要建筑物的工程。
2、围护墙深层搅拌水泥土
深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。
劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。
适用:闹市区工程。
3、高压旋喷桩
高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。
优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。
劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
适用:施工空间较小的工程。
4、钢板桩
这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m ,型号由计算确定。
优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。
劣势:不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,支护刚度小,开挖后变形较大。
适用:多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。
5、钻孔灌注桩
钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。
劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。
适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。
6、地下连续墙
优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。
劣势:造价较高,施工要求专用设备。
适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。
7、土钉墙
土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。
优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
劣势:土质不好的地区难以运用。
适用:主要用于土质较好地区。
8、SMW工法
SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。
优势:施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;
此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料,则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
适用:可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。
一、有支护土方与无支护土方的定义
有支护土方:土质不良或者开挖深度过深,为保持土体的稳定性设计要求做额外处理进行支撑和防护。
无支护土方:一般指基坑开挖,土质或者开挖深度,按设计要求不需要做额外处理而有一定的稳定性,就是天然开挖完不做任何处理措施。
二、有支护土方与无支护土方的区别
设计要求不同:有支护土方需要额外额外处理进行支撑和防护;无支护土方不需要做额外处理而有一定的稳定性。
土体的稳定性不同:有支护土方仅靠土体的稳定性弱,需要额外支撑;无支护土方土体的稳定性强,无需额外支撑。
(6)支护扩展资料
无支护基坑
无支护基坑适用条件:基础埋置不深,施工期较短,挖基坑时不影响邻近建筑物的安全。地下水位低于基底,或渗透量小,不影响坑壁稳定。
无支护基坑的坑壁形式:垂直坑壁、斜坡坑壁、阶梯形坑壁和变坡坑壁。
无支护基坑施工的注意事项:基坑开挖前应先做好地面排水,在基坑顶缘四周应向外设排水坡,并在适当距离设截水沟。坑缘边应留有护道,距坑缘不小于1.0m,堆置弃土高度不超过1.5米。
基坑施工不可延续时间过长。应连续施工。如用机械开挖,挖到比基底高程高300mm时停止开挖,用人工挖至基底标高。相邻基坑深浅不一时,一般先深后浅原则。
钢板桩支护:深基坑支护的钢板桩是由带锁口或钳口的热轧型钢定制而成,把这种钢板桩有序连接起来就形成钢板桩墙。
钢板桩支护应用于基坑深度超过五米的深基坑支护,它属于一种连续支护。钢板桩的形状类似于U型钢但比U型钢宽和深,截面大约呈一个梯型。
支护时,先定位放线,用振动打桩机或者挖掘机打下第一个定位桩,随后的桩,与第一个定位桩一正一反,一反一正地扣合,沿放线连续打入地下,形成对基坑壁的有效支护。
(7)支护扩展资料:
钢板桩支护注意事项
(1)支护钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐,避免不规 则的转角,以便标准钢板桩的利用和支撑设置。
(2)整个基础施工期间,在挖土、吊运、扎钢筋、浇筑混凝土 等施工作业中,严禁碰撞支撑,禁止任意拆除支撑,禁止在支撑上任意切割、电焊,也不应在支撑上搁置重物。
(3)打桩前,对槽钢逐根检查,不合格者待修整后才可使用。
(4)施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况,认真放出 准确的支护桩中线。
(5)在插打过程中随时测量监控每块钢板桩的斜度不超过 2%,当偏斜过大不能用拉齐方法调正时,拔起重打。
支护结构的选型有排桩或地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙或采用上述形式的组合等。
1,排桩或地下连续墙通常由围护墙、支撑(或土层锚杆)及防渗帷幕等组成。排桩可根据工程情况为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。地下连续墙可与内支撑、逆作法、半逆作法结合使用。施工振动小、噪声低,墙体刚度大,防渗性能好,对周围地基扰动小,可以组成具有很大承载力的连续墙。
2,水泥土桩墙水泥土桩墙,依靠其本身自重和刚度保护坑壁,一般不设支撑,特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。适用条件:基坑侧壁安全等级宜为二、三级;水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa;基坑深度不宜大于6m。
3,逆作拱墙当基坑平面形状适合时,可采用拱墙作为围护墙。拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱墙和组合拱墙。对于组合拱墙,可将局部拱墙视为两铰拱。适用条件:基坑侧壁安全等级宜为三级;淤泥和淤泥质土场地不宜采用;拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8;地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。
(8)支护扩展资料:
基坑支护结构工程特点:
1,基坑支护工程是个临时工程,设计的安全储备相对可以小些,但又与地区性有关。不同区域地质条件其特点也不相同。基坑支护工程又是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科,是多种复杂因素交互影响的系统工程,是理论上尚待发展的综合技术学科。
2,由于基坑支护工程造价高,开工数量多,是各施工单位争夺的重点,又由于技术复杂,涉及范围广,变化因素多,事故频繁,是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点,同时也是降低工程造价,确保工程质量的重点。
3,基坑支护工程正向大深度、大面积方向发展,有的长度和宽度均超过百余米,深度超过20余米。工程规模日益增大。
4,岩土性质千变万化,地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性,往往造成勘察所得的数据离散性很大,难以代表土层的总体情况,并且精确度较低,给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。
我国大量的深基坑工程始于20世纪80年代,由于城市高层建筑的迅速发展,地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要,高层建筑需要建设一定的地下室。近几年,由于城市地铁工程的迅速发展地铁车站、局部区间明挖等也涉及大量的基坑工程,在双线交叉的地铁车站,基坑深达20-30m。水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题。
无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程,由于都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物,这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容,要保护其周边构筑物的安全使用。而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费,但支护结构不安全又势必会造成工程事故。因此,如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。以下简单介绍当前基坑工程中常见的支护结构类型及不同地基土条件下的基坑工程支护结构选型原则。
1 基坑支护的类型及其特点和适用范围
1.1 放坡开挖
适用于周围场地开阔,周围无重要建筑物,只要求稳定,位移控制五严格要求,价钱最便宜,回填土方较大。
1.2 深层搅拌水泥土围护墙
深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。
1.3 高压旋喷桩
高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围
建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
1.4 槽钢钢板桩
这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。
1.5 钢筋混凝土板桩
钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。
1.6 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7~15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当
工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。
作者: linfan84 2006-3-5 20:21 回复此发言
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2 浅述基坑支护结构的类型及设计原则(转载)
1.7 地下连续墙
通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm,也有厚达1200mm的,但较少使用。地下连续墙刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护型式,适用于地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑,但是造价较高,施工要求专用设备。
1.8 土钉墙
土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
1.9 SMW工法
SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
1.10 基坑支护选型小结
基坑支护型式的合理选择,是基坑支护设计的的首要工作,应根据地质条件,周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如土钉墙等;当周边环境要求高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。同样,对于支撑的型式,当周边环境要求较高地质条件较差时,采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,应采用内支撑型式较好;当地质条件特别差,基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。
2.基坑支护的设计要求
基坑支护作为一个结构体系,应要满足稳定和变形的要求,即通常规范所说的两种极限状态的要求,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态,对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏,出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大,影响正常使用,但未造成结构的失稳。
因此,基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数,不致使支护产生失稳,而在保证不出现失稳的条件下,还要控制位移量,不致影响周边建筑物的安全使用。因而,作为设计的计算理论,不但要能计算支护结构的稳定问题,还应计算其变形,并根据周边环境条件,控制变形在一定的范围内。
一般的支护结构位移控制以水平位移为主,主要是水平位移较直观,易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关,这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分,对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的,则应控制小变形,此即为通常的一级基坑的位移要求;对于周边空旷,无构筑物需保护的,则位移量可大一些,理论上只要保证稳定即可,此即为通常所说的三级基坑的位移要求;介于一级和三级之间的,则为二级基坑的位移要求。
对于一级基坑的最大水平位移,一般宜不大于30mm,对于较深的基坑,应小于0.3%H,H为基坑开挖深度。对于一般的基坑,其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝,当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝,因此,一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜,否则会产生较明显的地面裂缝和沉降,感观上会产生不安全的感觉。
一般较刚性的支护结构,如挡土桩、连续墙加内支撑体系,其位移较小,可控制在30mm之内,对于土钉支护,地质条件较好,且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外,一般会大于30mm。
结语:基坑支护是一种特殊的结构方式,具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件,因此,要根据具体问题,具体分析,从而选择经济适用的支护结构