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深基坑支护形式浅谈

2023-05-06 来源:客趣旅游网
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海河水利2010年12月

深基坑支护形式浅谈

李酉,刘

凯,梁永春

(天津市水利勘测设计院,天津300204)

摘要:深基坑支护的设计、施工、监测技术是近10多年来在我国逐渐涉及的技术难题。深基坑的护壁,不仅要求保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。各地通过工程实践与科研,在基坑支护理论与技术上都有了进一步的发展。关键词:深基坑;支护;形式中图分类号:TV551.4

文献标识码:B

文章编号:1004-7328(2010)06-0036-02

1引言

深基坑是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室3层以上(含3层),或深度虽未超过5m但地质条件和周边环境及地下管线特别复杂的工程。

影响基坑稳定的主要因素包括:开挖岩土体和地下水特征、基坑深度及放坡坡度、基坑周边环境条件、施工因素、气象因素等。

作用。

对于锚杆(索)施加预应力,其目的即在锚杆周围的岩土体中产生压应力区,增加潜在滑动面上的正应力和抗剪阻力,减少了非稳定性土体的下滑力。

2.2土钉墙

土钉墙支护是一种新型的基坑支护形式,起到

对土体原位加固的作用。它是由被加固的原位土体、设置在土体中的土钉群和喷射钢筋混凝土面层所组成的一种复合的、自稳性能好的、类似重力式挡墙结构的支护体系,以抵抗墙后土压力和其他作用力,从而使边坡维持稳定。

土钉可分为成孔注浆土钉和打入式土钉2种。为了使土钉与面层有效连接,故应设置承压板和加强筋等构造措施。

土钉孔注浆宜用水泥净浆或水泥砂浆,其强度不宜低于20MPa。土钉长度宜为基坑开挖深度的

2常用的基坑支护形式

深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要

满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法

2.1桩锚

桩锚支护体系是桩与预应力锚杆联合支护的简

称。该支护形式在天津市始于20世纪90年代初期,至今仍是常用的支护形式之一,一般使用于地下1~

3层基坑工程。

联合支护体系中,桩体起到挡土的作用,桩端应嵌入持力层或基坑底板以下一定的深度。桩间土若是含水层或者过饱和软弱土夹含水砂土薄层时,多采用Φ500深层搅拌桩或Φ1200高压旋喷桩形成止水帷幕,起到截(挡)水的作用。桩顶用钢筋混凝土冠梁连结,起到遏制桩顶变形的作用。

桩体自上而下按照一定的网度布设多道预应力锚杆(索),并通过横梁背拉桩体,共同约束基坑边坡变形,为确保边坡的整体稳定起到了主动支护的

收稿日期:2010-07-10

作者简介:李酉(1984-),男,助理工程师,主要从事水利工程勘测设

计工作。

0.5~1.2倍,不宜小于6m,当长度由6m增加到15

m时安全系数剧增;当长度大于15m时安全系数趋于常数。土钉间距宜为1~2m,土钉与水平面的夹角为5~15°时安全系数增大,当大于15°时安全系数减

少。

土钉墙适用于地下水位以上或者经过降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土。由于成孔的原因,土钉墙不适用于含水丰富的砂土层和卵石层,也不适用于自稳能力差的淤泥、淤泥质土夹粉砂薄层、饱和软弱土层,更不适用于对变形有严格要求的深基坑工程。但是,当基坑变形有严格要求时,也可在土钉支护中配合使用预应力锚杆,通过土钉、锚杆、面层共同对基坑土体构成管箍作用,遏制基坑的变形。

2010.No.6

李酉,刘凯,梁永春:深基坑支护形式浅谈

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许多工程的经验说明,土钉墙支护受到破坏几乎均与地下水的作用有直接的关系。因此,土钉墙支护必须做好降水,且不能作为挡水结构使用。

土钉墙支护由于能合理利用土体的自承能力,将土体作为支护结构不可分割的组成部分,做到结构轻、柔性大,有良好的抗震性能,设备简单、轻便,施工工艺不复杂、速度快,造价比较低,而得到广泛应用。

2.3深层搅拌桩

深层搅拌桩支护是利用水泥作固化剂,采用机

械搅拌将固化剂和软土强制拌合,并相互产生一系列物化反应而逐渐硬化,形成具有整体性、水稳性和一定强度的壁状、格栅状等不同形式的水泥土桩墙。

20世纪90年代初期,我国才将深层搅拌桩支护体

系用于基坑支护中。其适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、素填土等,当含有机质土、泥炭质土、泥炭土时宜通过试验确定其适用性。

搅拌桩承桩材料由具有一定刚度的脆性材料所组成,为介于刚性桩(灌注桩、钢筋混凝土预制桩)和柔性桩(砂桩、碎石桩、灰土桩)之间的一种桩型。其抗拉强度比抗压强度小得多。当基坑开挖深度增加时,其承受水平向荷载加大,必然要大幅度地增加桩长和墙体宽度,从而使深层搅拌桩显得不够经济、合理。另外,当土体工程性状差、被动区土压力较小时,也可在被动区进行深层搅拌桩施工形成水泥土,改善被动区的土性,提高被动土的压力,这样往往比增加桩的嵌入深度更经济、更有效。

支护可根据土质性状、地下水、周边环境、施工条件因素选择合适的支护形式,也可与其他支护形式联合使用。

深层搅拌桩支护具有很多优点:①在桩体中最大限度地利用了原土,水泥用量相对比较少;②对地基土无侧向挤压作用,对附近已有建筑物影响小;③设计比较灵活,可以合理地选择固化剂,根据设计要求桩身强度可以通过重复喷浆来实现,这一特点是其他桩型不具备的;④施工无噪音、无振动、无污染,可以在城区内及密集建筑群中施工;⑤加固后的土体重度基本不变,对软弱下卧层不致产生附加沉降;

⑥造价低,工期短,效果比较好;⑦用作临时性支护

结构,既挡土又截水,因此应用广泛。

2.4坡率法

“坡率法”通常指的是“放坡开挖”。根据岩土工

程性状控制边坡开挖的允许坡率,以确保基坑边坡的稳定。这是基坑支护施工中最古老的、也是最为经济的基坑支护方案。

“坡率法”的适用条件为:①空间条件:首选在基坑周围具有放坡开挖的空间,又不影响邻近已有工程的安全和正常使用;②岩土条件:岩土体的自稳性能良好;③地下水条件:地下水位埋深较深,以在开挖深度之下为佳;④坑深条件:基坑开挖深度适用于地下1~2层的工程。

当遇到坡高>5m的土质边坡时,“放坡开挖”法宜在坡面的中部设1~2m宽的过渡平台,并采用上半坡稍陡、下半坡稍缓的放坡原则。

对于土质边坡或易吸水软化的边坡来说,应将坡顶处做成倒坡,以严防地表水浸蚀坡面和流入坑内;坡面处采取固坡措施,其方法有钢钉挂网喷混凝土护面、土工织物加筋、砂袋叠置反压等。同时,留泄水孔,坑底挖排水沟和集水井。

对于风化岩坡面来说,由于内营力地质作用易导致坡面出现丢块、滑塌等现象。因此,一方面采取护面措施,另一方面加强坡顶变形监测。

当基坑位于地下水位之下时,由于地下水的作用造成边坡坍塌事故的发生也是常有之事。特别是当边坡为粉土夹粉细砂薄层或者是砂土层时,易产生“层间管涌”、流砂现象。因此,应在坑外事先采取单井降水或轻型井点降水方案。

3基坑变形监测

任何一起基坑工程事故,无一例外地与监测不

力、不准确、不及时有直接关系。基坑工程监测是检验设计方案正确性的重要手段,又是及时指导正确施工、避免事故发生的必要措施。

基坑变形监测系统设计的原则有可靠性原则、多层次监测原则、重点监测关键区的原则、经济合理的原则、方便实用的原则。

4结语

深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建

筑发展而剧增的,还有待于理论上和实践上的完善。选择一种在经济技术上都合理的支护类型,必须充分考虑现场环境、工程地质条件以及工程要求。

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