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摘要:随着城市建设高速发展,城市建筑距离越来越近、高度也越来越高,因此,基础埋深也随之不断增加,出现了大量的深基坑工程。城市深基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区,为了保证基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全,应因地制宜采用科学的深基坑支护技术。
关键词:排桩支护;地下连续墙;围筒;土钉墙支护
由于深基坑工程都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在各种交通要道、既有建筑或管线等,这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容,既要保护基坑周边建(构)筑物的安全使用,又要保证基坑的安全施工。因此,如何安全、经济、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深基坑工程要解决的主要内容。
1常见类型及适用范围
1.1排桩支护
该种支护型式通常由支护桩、支撑(或土层锚杆)及防渗帷幕等组成。根据施工情况可分为悬臂式支护结构、锚固支护结构、内撑式支护结构。
1)悬臂式支护结构
通常采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩(单桩或排桩)、板桩(钢板桩组合、异型钢组合,预制钢筋混凝土板组合)及冠梁。
适用条件为:悬臂高度不超过6m,使用双排桩时高度可稍大,对深度大于6m的基坑可在结构顶上放坡使用,坑底以下软土层厚度很大时不宜采用。
2)锚固支护结构
通常采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩(单桩或排桩)、板桩(钢板桩组合、异型钢组合,预制钢筋混凝土板组合)加预应力或非预应力灌浆锚杆、螺旋锚或灌浆螺旋锚、锚定板(或桩);冠梁;围囹。
该支护结构可用于不同深度的基坑,支护体系不占用基坑范围内空间,但锚杆需伸入邻地,有障碍时不能设置。同时锚杆的锚固段不宜设在灵敏度高的淤泥层内;在软土中及含承压水的粉土、粉细砂层中也要慎用。
3)内撑式支护结构
通常采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩(单桩或排桩)、板桩(钢板桩组合、异型钢组合,预制钢筋混凝土板组合)加钢或钢筋混凝土支撑,包括各种水平撑(对顶撑、角撑、桁架式支撑),竖向斜撑;能承受支撑点集中力的冠梁或围囹;能限制水平撑变位的立柱。
该支护结构可用于不同深度的基坑和不同土质条件,变形控制要求严格时宜选用,基坑面积较小或形状狭长时尤为适用。但支护体系需占用基坑范围内空间,其布置应考虑后续施工方便。
1.2地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土连续墙、SMW连续墙、连锁灌注桩;需要时加内支撑或锚杆。
该种支护类型可用于多层地下室的超深基坑,宜配合逆作法施工使用,利用地下室梁板柱作为内支撑,钢筋混凝土连续墙可作为地下结构墙体。
地下连续墙技术之所以能够得到广泛的应用与发展,是因为它具有下列优点:
1)可减少工程施工时对环境的影响。施工时振动少,噪音低;能够紧邻相近的建筑及地下管线施工,对沉降及变位较易控制。
2)地下连续墙的墙体刚度大、整体性好,因而结构和地基变形都较小,既可用于超深围护结构,也可用于主体结构。
3)地下连续墙为整体连续结构,加上现浇墙壁厚度一般不少于60cm,钢筋保护层又较大,故耐久性好,抗渗性能亦较好。
4)可实行逆作法施工,有利于施工安全,并加快施工进度,降低造价。
正如以往任何一中新的施工击数或结构形式出现一样,地下连续墙尽管有上述明显的优点,也有它自身的缺点和尚待完善的方面。归纳起来有以下几方面:
1)弃土及废泥浆的处理问题。除增加工程费用外,如处理不当,还会造成新的环境污染。
2)地质条件和施工的适应性问题。从理论上讲,地下连续墙可适用于各种地层,但最适应的还啊是软塑、可塑的粘性土层。当地层条件复杂时,还会增加施工难度和影响工程造价。
3)槽壁坍塌问题。引起槽壁坍塌的原因,可能是地下水位急剧上升,护壁泥浆液面急剧下降,有软弱疏松或砂型夹层,以及泥浆的性质不当或者已经变质,此外还有施工管理等方面的因素。槽壁坍塌轻则引起墙体混凝土超方和结构尺寸超出允许的界限,重则引起相邻地面沉降、坍塌,危害邻近建筑和地下管线的安全。
一般说来地下连续墙在基础工程中的适用条件主要为:基坑深度大于10m;软土地基或砂土地基;在密集的建筑群中的基坑施工,对州委地面沉降,建筑物的沉降要求需严格限制时;围护结构与主体结构相结合,用作主体结构的一部分,且对抗渗有较严格要求时;采用逆作法施工,内衬与护壁形成复合结构的工程。
1.3围筒
该种支护方式形状主要为圆形、椭圆形、拱形及复合形。通常采用地下连续墙,是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土连续墙、SMW连续墙、连锁灌注桩;需要时加内支撑或锚杆;环形撑梁。
当基坑形状接近圆形或椭圆形,或局部有孤形拱段,可充分利用结构受力特点,径向位移小,筒壁弯矩小。
1.4土钉墙支护
土钉墙支护结构是将钢制土钉打入基坑四壁土层后,用钢筋制作挂网并与土钉焊接,然后将一定强度的细石混凝土高压喷射至挂网面上,形成一定厚度的混凝土面层,从而达到基坑支护作用。
土钉墙适宜于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土及微胶结砂土的基坑开挖与支护,不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土层,不应用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱土层。土钉墙基坑支护的开挖深度适宜于5~12m,当与有限放坡、护坡桩及预应力锚杆联合支护时,深度还可适当增加。
2结语
基坑支护技术及设计是一项复杂的工程,设计、施工及管理人员应深入现场调查研究,并根据工程的特点、施工条件以及场地周边建筑和市政设施情况,多方案比选并经专家论证后才能最终确定较为安全、经济、合理的支护方案。
参考文献
[1]《工程地质手册(第四版)》中国建筑工业出版社。
[2]《基坑工程手册(第二版)2009》中国建筑工业出版社。
[3]《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中华人民共和国住房和城乡建设部。