支护结构选型
浅谈郑州地区一般基坑支护选型
浅谈郑州地区一般基坑支护选型摘要:基坑支护工程是指在基坑开挖时,为了保证坑壁稳定,保护主体地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。
一般基坑支护形式的选取主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境(邻近既有建构筑物、市政道路、管线)、场地水文地质条件、项目工期要求等因素,应综合分析合理选取。
关键词:基坑、支护工程、支护类型基坑支护常用类型有6种,即放坡开挖、土钉墙(复合土钉墙)、水泥土重力式挡墙、型钢水泥土搅拌墙、排桩、地下连续墙等。
同等条件下支护形式的造价从低至高依次为:放坡开挖<土钉墙(复合土钉墙)<水泥土重力式挡墙<型钢水泥土搅拌墙<排桩<地下连续墙。
1放坡开挖放坡开挖型式适合于场地开阔、四周一定范围内无重要建筑物的基坑。
放坡坡率应根据土层性质、挖深确定,挖深大于4m应采用多级放坡,多级放坡应设置1.5~2m马道;土质条件较好的地区,应优先选用天然放坡;软土地区大面积放坡开挖的基坑,边坡表面应设置钢筋网片喷混凝土护坡面层。
若开挖面在地下水位之下,还应采取井点降水措施,提高坡体稳定性;坡顶设置排水沟,防止坑外积水流入坑内,侵蚀坡体。
坡脚附近如有局部深坑,应按坑的深度验算边坡稳定。
2土钉墙(复合土钉墙)若场地条件限制无法满足大放坡开挖的需要,可采用土钉墙支护,减少放坡范围。
土钉形式有钢管土钉和钢筋土钉,坡面采用钢筋网片喷射混凝土面层;当土钉墙后存在滞水时,应在含水层部位的墙面设置泄水孔或采取其他疏水措施,减小墙背后的水压力,提高土钉墙稳定性;当采用预应力锚杆复合土钉墙时,预应力锚杆应采用钢绞线锚杆,且锚杆应布置在土钉墙的较上部位;当用于增强面层抵抗土压力的作用时,锚杆应布置在土压力较大及墙背土层较软弱的部位。
3水泥土重力式挡墙若基坑周边场地条件无空间进行放坡开挖只能直立开挖施工时,且基坑深度不大于7m,基坑背后无重要保护对象,可采用水泥土重力式挡墙支护。
水泥土重力式挡墙形式一般选用双轴或三轴水泥土搅拌桩按格栅布置,搅拌桩应按搭接施工,搭接长度控制在0.15m~0.2m,挡墙顶面宜设置混凝土面板。
基坑工程支护结构选型总结
基坑工程支护结构选型总结
在基坑工程中应用的支护形式很多,对基坑支护工程形式进行合理分类中,包括各种支护形式是很困难的。
将基坑工程常用的支护形式可分为以下四个大类:1.放坡开挖及简易支护放坡及简易支护的支护形式主要包括:放坡开挖;放坡开挖为主,辅以坡脚采用短桩、隔板及其他简易支护;放坡开挖为主,辅以喷锚网加固等。
2.加固边坡土体形成自立式支护对基坑边坡土体进行土质改良或加固,形成自立式支护。
主要包括:水泥土重力式支护结构;各类加筋水泥土墙支护结构;土钉墙支护结构;复合土钉墙支护结构;冻结法支护结构等。
3..挡墙式支护结构挡墙式支护结构又可分为悬臂式挡墙式支护结构、内支撑挡墙式支护结构、锚拉式挡墙支护结构三大类。
另外还有内撑与锚拉想结合挡墙式支护结构等形式。
挡墙式支护结构中常用的挡墙形式有:排桩墙、地下连续墙、板桩墙、加筋水泥土墙等。
排桩墙常用的桩型有:钻孔灌注桩、沉管灌注桩等,也有采用大直径薄壁筒桩、预制桩等桩型。
4.其他形式支护结构其他形式支护结构常用形式有:门架式支护结构、重力式门架支护结构、拱式组合结型支护结构、沉井支护结构等。
每种支护形式都有一定的适用范围,而且随工程地质和水文地质条件,以及周围环境条件的差异,其合理支护高度可能产生较大的差异。
深基坑支护结构方案选型注意问题与类型介绍
深基坑支护结构方案选型注意的问题与类型介绍摘要:深基坑工程是一个施工周期较长,造价较高,综合难度较大的工程。
目前常用的几种支护类型主要有以下7种,选用原则是安全、经济、方便施工。
中图分类号: tv551.4 文献标识码: a 文章编号:深基坑工程是一个施工周期较长,造价较高,综合难度较大的工程。
尤其是随着我国国民经济的飞速发展,城市建设逐步向高空和地下发展,交通设施向多层次立体化发展,深基础工程呈现工程规模越来越大、施工环境复杂多样、施工地质条件和气候条件难以控制等特点。
与之相关的深基坑支护技术涉及工程地质、土力学、基础工程学、结构力学、水力学、原位测试技术及施工技术等学科,综合反映了一个国家在建筑施工方面的技术水平。
因此,深基坑支护技术己成为当今土木工程领域最为复杂的技术之一。
以下就深基坑支护结构方案的选型中应注意的问题进行探讨,并对支护类型进行简要介绍。
深基坑支护体系的选用原则是安全、经济、方便施工。
一个优秀的支护体系设计要做到因地制宜,根据基坑工程周围建(构)筑物对支护体系变位的适应能力,选用合理的支护型式,进行支护结构体系设计相同的地质条件,相同的挖土深度允许围护结构变位量不同,满足不同变形要求的不同的支护体系的费用相差可能很大,优秀的设计应能较好地把握支护结构安全变位量,使支护体系安全,周围建筑物不受影响,费用又小。
目前常用的几种支护类型主要有以下7种。
1、钢板桩支护。
钢板桩应用于建筑深基坑的支护是一种施工简单、投资经济的支护方法。
在上海软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,因此对基坑支护深度达7m以上的软土地层基坑支护不宜采用钢板桩支护。
目前钢板桩常用的截面形式有u形、z形和直腹板型,钢板桩施工工艺简单。
但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动,对周围环境影响很大。
因此在人口密集、建筑密度很大的地区,其使用常常会受到限制。
2、深层搅拌桩支护。
深层搅拌桩既能挡土又能挡水,具有良好的防渗效果。
基坑支护结构设计原则和结构选型
基坑支护结构设计原则和结构选型汪军(1974-),男,汉族,湖北籍,学士,助理工程师,从事岩土工程施工、设计工作。
22挡土结构及支撑轴力的变化过程,采用这些方法得到的结果用于多道支撑的深基坑挡土结构分析时内力较实际情况的误差比较大,所以现在一般采用有限元法进行挡土墙的内力分析,用这种方法可以有效的计入基坑开挖过程中的多种因素,如作用在挡土支护结构上被动土压力和主动侧的土压力的变化,支撑随开挖深度的增加,其架设数量的变化,支撑架设前的挡土结构的位移以及架设支撑后支撑轴力的变化和挡土结构的位移,支撑预加轴力对挡土结构内力变化的影响,以及空间作用下挡土结构的空间效应等问题。
有限元法可以有效、安全、经济的优化挡土结构形式和开挖过程中的合理化。
挡土结构有限元分析法主要有两种,即“弹性杆系有限元法”和“连续介质有限元法”。
有限元法就是将土体、支护结构进行单元划分,通过数值模拟,从而得到支护结构的内力、位移,也可以算出整个土体的位移场和应力场。
它的优点在于能充分的考虑土体的性质,采用不同的模型、边界条件,从而更加真实的反映实际情况;对于分步施工过程可以采用动态模拟计算,可对每一步开挖的应力和位移作出分析。
采用空间三维有限元分析还可以较好的对基坑的整体形状作出模拟,对一些角撑、圈梁和围檩模拟。
有限元法在50年代出现,从70年代开始应用在基坑工程领域并且取得了很大的成果。
目前在我国主要采用的还是“弹性杆系有限元法”,因为它计算模型简单,参数易取,结果可靠。
最近几年来,随着计算机技术的不断提高,特别是一些通用的有限元计算软件的进入,使得“连续介质有限元法”得到了越来越广泛的运用。
我们不但可以对基坑进行二维有限元分析,而且可以进行三维空间模拟。
不但可以对土体进行线弹性分析,而且还深入到弹塑性阶段,可以更加真实的模拟支护结构的受力特点。
4 基坑支护结构选型深基坑支护的目的与要求是确保坑壁稳定,施工安全;确保邻近建筑物、构筑物和管线安全;有利于挖土及地下室的建造;支护结构施工方便、经济合理。
支护结构选型
6.地下室桩墙合一
• 特点与适用范围 • 因地下室逆作,不需 先支护后作正式工程, • 支护桩系永久支护,设计 节约工期 地下室外墙可以不考虑墙 的挡土作用,只须保证防 • 不能采用机械大面积 挖土 水抗渗作用。 • 场地内不用留出肥槽,特 • 适用于粘土、砂土、 别适合场地狭小的工程施 地下水位低的地质; 工,因无肥槽故节约挖填 以桩作基础的工程。 土方。 厚大筏板的工程难以 • 以楼板作支撑,节约支撑、 采用。 锚杆的费用
二、止水挡土结构
1.地下连续墙
• 地下连续墙是在基坑四周筑具有相当厚度(如 800mm)的钢筋混凝土封闭的墙,它可以是建筑 物基础外墙结构,也可以是基坑的临时维护墙。 • 天津市的华联商厦、紫金花园、鸿吉大厦、津汇 广场等很多工程均采用地下连续墙方法施工。
1.地下连续墙
• 工艺原理 • 利用大型挖抓或钻孔机 械开筑单元槽段到预定 深度,开挖时用配置好 的泥浆护壁,单元槽段 一般长5~8m。
8.插筋补墙支护
• 与挡土结构护坡原理 • 不同。挡土结构包括 锚杆在内,均属于被 动制约的稳定机制。 • 插筋补强护坡则属于 主动制 约的稳 定机制。• • 通过插筋锚体与土体 构成复合体,发挥相 互作用,实现边坡整 体的补强效应,从而 达到稳定性的目的。 特点:施工设备简单; 插筋施工简易;须与 挖土方配合;配合好 施工速度快,省工期; 节省造价较多。 适用范围:非饱和土; 有地下水须降水;基 坑深不超过 10m;每 次土方开挖2~4m; 挖土必须配合插筋补 强作业。
2.间隔式(疏排)混凝土灌注桩 加钢丝网水泥抹面护壁
• 特点与适用范围 • 灌注桩施工较为简便,无震动、无噪音、不扰民,本身有 间隔,比密排桩施工方便。 • 比较经济节省。 • 工程基础亦为灌注桩时,可以同步施工,省工期(即支护 桩与工程可同时施工)。 • 水泥用量较大,水下 浇筑混凝土,质量不 易控制。 • 适用各种粘土、砂土 地下水位低的地质情 况。
支护结构的类型和选型
支护结构的类型和选型支护结构的类型和组成支护结构(包括围护墙和支撑)按其工作机理和围护墙的形式分为下列几种类型:水泥土挡墙式,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。
排桩与板墙式,通常由围护墙、支撑(或土层锚杆)及防渗帷幕等组成。
土钉墙由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。
现将常用的几种支护结构介绍如下。
支护结构的选型1.围护墙选型(1)深层搅拌水泥土桩墙深层搅拌水泥土桩墙围护墙是用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙(图6-48)。
图6-48 水泥土围护墙(a)砂土及碎石土;(b)粘性土及粉土水泥土加固体的渗透系数不大于10-7cm/s,能止水防渗,因此这种围护墙属重力式挡墙,利用其本身重量和刚度进行挡土和防渗,具有双重作用。
水泥土围护墙截面呈格栅形,相邻桩搭接长宽不小于200mm,截面置换率对淤泥不宜小于0.8,淤泥质土不宜小于0.7,一般粘性土、粘土及砂土不宜小于0.6。
格栅长度比不宜大于2。
墙体宽度b和插入深度h d,根据坑深、土层分布及其物理力学性能、周围环境情况、地面荷载等计算确定。
在软土地区当基坑开挖深度h≤5m时,可按经验取b=(0.6~0.8)h,h d=(0.8~1.2)h。
基坑深度一般不应超过7m,此种情况下较经济。
墙体宽度以500mm进位,即b=2.7m、3.2m、3.7m、4.2m等。
插入深度前后排可稍有不同。
水泥土加固体的强度取决于水泥掺入比(水泥重量与加固土体重量的比值),围护墙常用的水泥掺入比为12%~14%。
常用的水泥品种是强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥。
水泥土围护墙的强度以龄期1个月的无侧限抗压强度q u为标准,应不低于0.8MPa。
水泥土围护墙未达到设计强度前不得开挖基坑。
如为改善水泥土的性能和提高早期强度,可掺加木钙、三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠等。
水泥土的施工质量对围护墙性能有较大影响。
简答题(60题)
简答题1、支护结构选型时,应综合考虑哪些因素?(1)基坑深度(2)土的性状及地下水条件;(3)基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果(4)主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状(5)支护结构施工工艺的可行性(6)施工场地条件及施工季节(7)经济指标、环保性能和施工工期。
2、设施和防护用品评分标准有哪些?(1)是否制定安全物资供应单位及施工人员个人安全防护用品管理制度;(2)是否按制度执行;(3)是否建立施工现场临时设施(包括临时建、构筑物、活动板房)的采购、租赁、搭设与拆除、验收、检查、使用的相关管理规定;(4)是否按管理规定实施或实施有缺陷;3、安全防护设施验收应包括哪些主要内容?(1)防护栏杆的设置与搭设(2)攀登与悬空作业的用具与设施搭设(3)操作平台及平台防护设施的搭设(4)防护棚的搭设(5)安全网的设置(6)安全防护设施、设备的性能与质量,所用的材料、配件的规格(7)设施的节点构造,材料配件的规格、材质及其与建筑物的固定、连接状况4、安全防护设施验收资料应包括哪些主要内容?(1)施工组织设计中的安全技术措施或施工方案(2)安全防护用品用具、材料和设备产品合格证明(3)安全防护设施验收记录(4)预埋件隐蔽验收记录(5)安全防护设施变更记录5、防护栏杆立杆底端应固定牢固,并应符合哪些规定?(1)当在土体上固定时,应采用预埋或打入方式固定(2)当在混凝土楼面、地面、屋面或墙面固定时,应将预埋件与立杆连接牢固(3)当在砌体上固定时,应预先砌入相应规格含有预埋件的混凝土块,预埋件应与立杆连接牢固6、防护栏杆杆件的规格及连接,应符合哪些规定?(1)当采用钢管作为防护栏杆杆件时,横杆及栏杆立杆应采用脚手钢管,并应采用扣件、焊接、定型套管等方式进行连接固定(2)当采用其他材料作防护栏杆杆件时,应选用与钢管材质强度相当的材料,并应采用螺栓、销轴或焊接等方式进行连接固定7、落地式操作平台检查验收应符合哪些规定?(1)操作平台的钢管和扣件应有产品合格证(2)搭设前应对基础进行检查验收,搭设中应随施工进度按结构层对操作平台进行检查验收(3)遇6级以上大风、雷雨、大雪等恶劣天气及停用超过1个月,恢复使用前,应进行检查8、悬挑式操作平台设置应符合哪些规定?(1)操作平台的搁置点、拉结点、支撑点应设置在稳定的主体结构上,且应可靠连接(2)严禁将操作平台设置在临时设施上(3)操作平台的结构应稳定可靠,承载力应符合设计要求9、建筑施工场所临时用电安全技术档案应包括哪些?(1)用电组织设计的全部资料(2)修改用电组织设计的资料(3)用电技术交底资料(4)用电工程检查验收表(5)电气设备的试、检验凭单和调试记录(6)接地电阻、绝缘电阻和漏电保护器漏电动作参数测定记录表(7)定期检(复)查表(8)电工安装、巡视、维修、拆除工作记录10、按照《施工企业安全生产评价标准JGJ/T-77-2010》,安全生产管理评价应为对企业安全管理制度建立和落实情况的考核,其内容应包括哪些?(1)安全生产责任制度(2)安全文明资金保障制度(3)安全教育培训制度(4)安全检查及隐患排查制度(5)生产安全事故报告处理制度(6)安全生产应急救援制度11、对于按照规定需要进行第三方监测的危大工程,建设单位应当委托具有相应勘察资质的单位进行监测,监测过程中应满足哪些内容?(1)监测单位应当编制监测方案。
边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择
边坡支护需考虑的因素与支护结构形式的选择依照边坡形成的方式差异分析,可以划分出人工和自然两个不同的方面;依照基本的介质,可以细分出岩质、土质和土岩等不同类型的边坡;结合着稳定性与否分析,能够将边坡划分出稳定和潜在不稳定、不稳定边坡三种类型。
1 边坡支护应该考虑的因素分析支护结构在实际选择的阶段,需要重视的是地质环境条件、边坡本身性质等多个方面的影响,同时还应该关注新型技术和新工艺的使用。
1.1 地质情况地质情况是一个重要的考察方向,这也是边坡稳定性分析中较为基础的阶段,所谓的地质情况,就是指的地形地貌、地质构造等等。
其中的地形地貌能够反映出边坡原有的状态,通过全面的分析,可以及时的分析出边坡的稳定程度。
此外,地形地貌也会对边坡水文地质条件等产生作用,比如说地下水的埋藏深度和季节性的变化幅度等等,若是未能关注这类细节问题,将会影响到边坡稳定程度。
地质构造也属于重要的方面,针对于岩质边坡分析,展开深入的研究是关键,地质构造会对边坡本身的地形地貌产生显著的影响,最为重要的是对边坡岩体力学性质发挥作用。
地质构造还可以给地下水提供较为适宜的移动场所,保证其活动性逐步的增强,将结构面合理的纳入至地质构造的整个过程之中,属于必不可少的环节,因为结构面的类型较多,就边坡来说,重点是分析对边坡稳定性构成影响的软弱结构面最关键[1]。
还有工程地质这个方面,从概括的角度上分析,需要分析的就是边坡的介质条件,也就是边坡岩土空间分布形态。
水文地质也是影响因素之一,需要关注的是特殊天气条件下所造成的影响,大气降水和坡面流会使得边坡的岩土承受着冲击,因此土质和软岩边破强度逐步的降低,从而引发了边坡的不稳定问题。
大气降水可以借助于渗透作用形成地下水,之后也会产生相应的水压力,使得边坡土体被软化,严重时降低了软弱结构面基本的强度,使得软质岩石崩解。
1.2 边坡性质及变形失稳机理除上述提及的地质影响之外,边坡本身的性质也是影响到支护结构选择的关键因素。
支护结构选型介绍
支护结构选型介绍至今,工程实践中已推进多种支护结构,如∶支挡式结构、双排桩、土钉墙和无机土钉墙、重力式水泥土墙以及上述方式的各类组合支护结构。
1、支挡式结构支挡式结构是由土构件和锚杆或支撑的一类支护结构体系的统称,其结构类型包括∶排桩-锚杆结构、排桩-支撑结构-地下连续墙-锚杆结构、地下连续墙-支撑结构、悬臂式排桩或地下连续墙、双排桩结构等。
支挡式结构受热明确,计算方法和工程实践相对成熟,是目前应用最多也较为可靠的支护形式。
锚拉式支挡结构(排桩-锚杆结构、地下连续墙-锚杆结构)和支撑式支挡结构中(排桩-支撑结构、地下连续墙-支撑结构)易于控制其水平变形,挡土构件内力分布均匀,当基坑较深或基坑对支护结构位移的要求严格时,也常采用这种结构形式。
仅从技术角度讲,支撑固定式支挡结构比锚拉式支挡结构适用范围要宽得分离式多,但内支撑后期的设置给后期主体地下结构中施工造成较大障碍,所以,当能用其他支护结构形式之前时,人们一般不愿意首选内支撑结构。
锚拉式支挡结构可以给二是结构施工提供很大的便利,但有些条件下是不必适合使用锚杆的,详见表2.9,各类支护结构的使用条件。
另外,锚杆长期留在地下,给相邻地域的使用和地下空间开发造成障碍,不符合保护环境和可持续发展的要求。
在有些情况下,锚杆将地域袭扰红线之外的地下区域,违背城市地下空间规划法规承诺要求。
悬臂式支挡底端结构顶部位移较大,内力分布不理想,但可省去锚杆和提振,当基坑较浅且基坑周边环境对支护结构位移绝不的限制不严格时,可采用悬臂式支挡结构。
双排桩支挡结构是一种刚架结构形式,其内力分布特性明显优于悬臂式美国式结构,水平变形也比分离式悬臂式在结构上小得多,适用于室外空间充足,开挖深度较深,变形支配要求较高,且无法设置内支撑体系的工程。
另外,支护结构与主体结构相结合的逆作法由于具有挡土安全性高、变形小、工期短、经济效益显著等优点而得到大量应用,而具有挡土和截水功能的咬合桩(也称为AB桩)支护方式也在全国各地得到应用。
2支护结构选型
使用条件
1.适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级。
2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m 。 3.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 。 1.适用于基坑侧壁安全等级二、三级 。 2.水泥土墙施工范围内地基土承载力不宜大于150MPa 。 3.基坑深度不宜大于6m 。 1.适用于基坑侧壁安全等级二、三级的非软土场地。
则在一个平面上,刚度大,受力性能好。
钢支撑的优点是安装和拆除方
便、施工速度快,占用工期短,使 围护墙因时间效应增加的变形减小; 可以重复使用;便于专业化施工; 可以施加并调整预应力,控制基坑 围护墙变形。相对于钢筋混凝土支 撑,其缺点是刚度相对较弱,支撑 间距较小。
(2)混凝土支撑
随着挖土的加深,在设计规定的高层和平面位置现场支模浇筑而
成。支撑的竖向位置要与腰梁位置匹配,平面布置、截面尺寸、混凝 土强度等级、配筋等要经计算确定。其优点是便于设计不同的支撑线
型(直线、曲线或折线),可根据基坑平面形状,选择最优化的支撑
布置;钢筋混凝土支撑整体刚度大,安全可靠,并可使围护墙变形小; 可根据内力变化和变形要求,选择最优的截面和配筋。其缺点是支撑 养护时间长、影响工期、不能重复利用且拆除费用高。
(2)双排桩
双排桩在施工上不存在困难,问题在于 计算理论不明确,尚有待于进一步研究。 这种结构占用空间较大,但可悬臂支护 更大的深度,且不需要设置内支撑。在 场地空间充足,开挖深度较大,变形控 制要求较高,且无法设置内支撑或锚杆 的条件下,可考虑采用双排桩支护结构。
在前排桩的后方设置较为稀疏的后排桩,前、后排桩以刚度的较大的连 梁连接在两排支护桩顶形成“刚冒”,构成双排桩,也称“门式刚架”。较 之单排桩,双排桩支护一是增大了桩体系的抗侧移刚度,二是前后两排桩与 其间的土体的重力可抵抗部分坑外土体对支护结构的水平作用。
基坑支护结构设计原则及结构选型浅析
随着 城 市建设 的不 断 发展 , 下空 间 的利 用 已经 地
12 钢 筋混凝 土板桩 .
越来越受到人们的重视 , 现代城市大型建筑工程均设
有 地下 室 , 因此基 坑 开 挖 已成 为 城 市 建筑 工 程 中相 当 重 要 的一部 分 。 由于 城市 建 筑 比较密 集 , 下 管线 众 地
作者简介 : 钱逢龙 (9 7 ) 男 , 17 一 , 工程师 , 主要从事岩土工程勘察 、 摹坑支护设 汁与施工等工作。
第 3期
钱逢 龙 . 基坑 支护结构设计原则及结构选 型浅析
15 7
锚 固式 : 钻孔灌注排桩与土层锚杆、 锚定板等联合 使用 , 可用于较深 的基坑。该结构形式具有挖土效率
渗 性 能差 , 易 进 水 , 容 因此 通 常 只在 浅 基 坑 支 护 结 构 中 。“ 森 ” 板 桩 通 过 锁 口彼 此 互 相 咬合 连 接 , 拉 钢 具 有刚度大 、 渗水能力强 , 抗 因此 经 常应 用 于较 深 的 基 坑 支 护结 构 中。
的工程实例 中极少发生坍塌或者地基沉降等事故 。l 另
力比较合理 , 使得支护材料的强度得 以充分发挥 , 整体 刚度较大 , 位移量很小。围筒式支护结构一般是利用 钻孔灌注桩形成圆形 、 弧形排桩结构 ; 或者利用水泥搅 拌桩 、 素混凝土桩形成拱形结构 , 仅在拱脚位置设置一
根 钢筋 混凝 土桩 , 来增 墙结 构 的稳定 性 。 16 水 泥土 深层 搅拌 桩挡 墙 .
外, 地下 连 续墙 施 工震 动 比较 小 、 生 的噪 音 较低 , 产 对 周 围 的地 基不 产生 扰 动 , 因此 非 常适 用 于 城 市建 筑 基 坑 开挖支 护工 程 。地 下 连续 墙 的适 应性 特 别 强 , 适 能 应 于各种 地基 条件 下 的支 护结 构 , 常 应 用 于较 深 的 经 基 坑支 护 中 , 比如 地 铁 、 站 、 层地 下 车 库 等 。但 是 车 多
深基坑支护技术ppt
深基坑支护技术
一、支护结构的选型
(一)支挡式结构 4、内支撑
——设置在基坑内用以支撑挡土构件的结构部件。 内支撑包括:
腰梁或冠梁(围檩)、支撑、立柱。 (图)
内支撑分类: 钢内支撑、混凝土内支撑。
深基坑支护技术
一、支护结构的选型
(一)支挡式结构 4、内支撑
(1)钢支撑——包括钢管支撑(多用φ609钢管)、型钢支撑 (多用H型钢)。(图)
排桩的桩型:
◇型钢桩、钢管桩、钢板桩 ◇混凝土灌注桩 ◇型钢水泥土搅拌桩
深基坑支护技术
一、支护结构的选型
(一)支挡式结构 2、地下连续墙
——分槽段用专用机械成槽、浇筑钢筋混凝土所形成的连续 地下墙体。 ◇现浇地下连续墙
与排桩相比,更有整体性好、抗渗止水的特点; 地下连续墙需专用成墙施工设备,工艺较复杂,工程造 价较高。 宜同时用作主体地下结构外墙,可同时用于截水。
《深基坑支护技术》
支护结构的选型 支护结构的设计
深基坑支护技术
一、支护结构的选型
◇支护结构选型时,应综合考虑下列因素:
1 基坑深度;
2 土的性状及地下水条件; 3 基坑周边环境对基坑变形的承受能力,以及支护结构一旦 失效可能产生的后果; 4 主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状; 5 支护结构施工工艺的可行性; 6 施工场地条件及施工季节; 7 经济指标、环保性能和施工工期。
主要支护形式:
悬臂式结构:适用于较浅的基坑; 锚拉式、支撑式结构:适用于较深的基坑;
双排桩:当上述类型不适用时,可考虑采用;
逆作法:适用于基坑周边环境条件很复杂的深基坑。
深基坑支护技术
一、支护结构的选型
(一)支挡式结构 1、排 桩
基坑支护设计时支护结构的安全等级划分及结构选型
基坑支护设计时支护结构的安全等级划分及结构选型基坑支护设计时, 应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素,确定支护结构的安全等级。
根据《建筑基坑支护技术规程》(2012)的规定:对同一基坑的不同部位,可采用不同的安全等级。
支护结构安全等级为一级的,破坏后果:支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响很严重。
支护结构安全等级为二级的,破坏后果:支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重。
支护结构安全等级为三级的,破坏后果:支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重。
支护结构设计时应采用下列极限状态:1 承载能力极限状态1)支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承受荷载,或出现压屈、局部失稳;2)支护结构及土体整体滑动;3)坑底土体隆起而丧失稳定;4)对支挡式结构,坑底土体丧失嵌固能力而使支护结构推移或倾覆;5)对锚拉式支挡结构或土钉墙,土体丧失对锚杆或土钉的锚固能力;6)重力式水泥土墙整体倾覆或滑移;7)重力式水泥土墙、支挡式结构因其持力土层丧失承载能力而破坏;8)地下水渗流引起的土体渗透破坏。
2 正常使用极限状态1)造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移;2)因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形;3)影响主体地下结构正常施工的支护结构位移;4)影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。
支护结构选型时,应综合考虑下列因素:1 基坑深度;2 土的性状及地下水条件;3 基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果;4 主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状;5 支护结构施工工艺的可行性;6 施工场地条件及施工季节;7 经济指标、环保性能和施工工期。
各类支护结构的适用条件护形式;2 支护结构可采用上、下部以不同结构类型组合的形式。
基坑支护结构选型
基坑支护结构选型1)围护墙选型围护墙的选型主要根据短果基坑周围环境、开挖深度、土质情况、地下水位高低以及基坑侧壁安全等级(基坑类别)进行。
关于基坑侧壁安全等级(基坑类别)的划分,我国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(IGI120一1999)与国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002)采用了不同的界定标准。
前者不太具体,后者与上海市标准《基坑工程设计规程》(DB】08—6】-—1997)相似,给设计支护结构时重要性系数的来用带来不便。
夯土墙墙的主要功能是承受土压力、水压力、地面荷载等产生的侧向力,且不已经超过允许的变形。
在地下水位较高的地区,围护墙还必须同时具备止水的功能。
大量的深基坑的出现,钢板桩支护已不能满足支护工程的要求,所以,在,20世纪80年代末,开始引进了国外的地下连续墙设备和施工。
目前,我国常用的支护结构围护墙有几种。
(1)地下连续墙。
地下连续墙刚度非常大,止水效果好,在基坑深(一h大于10m),周围环培保护要求高的工程中,经过比较后,多采用该技术。
以上海为例,基坑深19.65m、88层的金茂大厦,基坑深18.95m,66层的恒降大厦,坑深16.865m、而积达15294m²、44层的上海外滩公共建筑金融中心等超高层建筑,以及沿东大街走向的西街地铁线、沿南京路走向的地叶唇柱2号线的一些地铁车站,施工期间均采用地下连续墙作为查护。
除建筑外,演扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚硫,基坑深达50m,平面尺寸69m×50m,亦采用了1200mm厚地下连续墙和l1道钢筋预制支撑,效果良好。
地下连续墙用作支护结构的围护墙,效果较好,就是费用较高。
若能做到两墙合一,即以后施工时用作支护结构的围护墙,同时,又是地下结构的外墙,则较为合理,经济效益亦好,是发展方向。
两墙合一多采用逆作法施工,可省去内部支撑体系,减少围护墙变形和缩短总工,期,是推广应用的新技术之一。
以上海某基地为例探讨基坑支护结构方案选择
姜小站:以上海某基地为例探讨基坑支护结构方案选择第24卷 第6期以上海某基地为例探讨基坑支护结构方案选择姜小站(吉林省地矿勘察设计研究院,长春 130012)摘 要:基坑支护结构方案选型通常是根据基坑周边的自然环境㊁地质条件,现场实际工况等因素并综合施工企业自身实力㊁技术经验,深入研究分析不同基坑支护结构方案选型的优缺点,最终选择一种最优的基坑支护结构方案㊂本文以上海外用药生产基地工程基坑为例探讨基坑支护结构方案的选型㊂该项目所处区域地貌类型属滨海平原,基坑开挖深度范围内地层主要分布有粉质黏土和砂质黏土,利用基坑结构支护计算软件F R W S 9.0对拟选用基坑支护结构稳定性㊁安全性进行了仿真计算㊂结合后期基坑施工过程对原位监测数据的对比分析,结果表明同一基坑有不同的基坑支护结构方案选型㊂在满足基坑及周围环境安全㊁可靠的前提下,通过分析不同基坑支护结构方案的特点和差异,合理㊁科学的选择基坑支护结构方案对施工安全性㊁经济性㊁施工方便性及工期成本等方面至关重要㊂关键词:稳定性;基坑支护;结构方案选型;安全性中图分类号:T U 473 文献标识码:B 文章编号:1009282X (2023)06002804D i s c u s s i o n o n t h e s e l e c t i o n o f f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t i n gs t r u c t u r e s c h e m e b a s e d o n a p r o j e c t i n S h a n gh a i J I A N G X i a o z h a nJ i l i n G e o l o g y a n d M i n e r a l S u r v e y a n d D e s i g n R e s e a r c h I n s t i t u t e C h a n gc h u n J i l i n 130012 C h i n a A b s t r a c t T h e s e l e c t i o n o f f o u nd a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u re s c h e m e s i s u s u a l l y ba s e d o n t h e f a c t o r s s u c h a s n a t u r a l e n v i r o n m e n t g e o l o g i c a l c o n d i t i o n s a n d a c t u a l o n -s i t e c o n d i t i o n s a r o u n d t h e f o u n d a t i o n p i t a s w e l l a s c o m p r e h e n s i v e s t r e n gt h a n d t e c h n i c a l e x p e r i e n c e o f t h e c o n s t r u c t i o n e n t e r p r i s e T h r o u g h i n -d e p t h r e s e a r c h a n d a n a l y s i s o f t h e a d v a n t a g e s a n d d i s a d v a n t a ge s of d i f f e r -e n t f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u r e s c h e m e s t h e o p t i m a l f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u r e s c h e m e i s u l t i m a t e l y s e l e c t e d T h i s p a pe r t a k e s t h ef o u n d a t i o n p i t f o r t h e e x t e r n a l d r ug p r o d u c t i o n b a s e p r o j e c t a s a n e x a m p l e t o e x pl o r e t h e s e l e c t i o n o f f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u r e s c h e m e s T h e g e o m o r p h i c t y p e o f t h i s a r e a w h e r e t h e p r o j e c t i s l o c a t e d b e l o n g s t o t h e c o a s t a l pl a i n a n d t h e s o i l l a y e r w i t h i n t h e e x c a v a t i o n d e p t h r a n g e o f t h e f o u n d a t i o n p i t i s m a i n l y c o m p o s e d o f s i l t y c l a y a n d s a n d y c l a y T h e s t a b i l i t ya n d s a f e t y o f t h e p r o p o s e d f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u r e w e r e s i m u l a t e d a n d c a l c u l a t e d u s i n g th e f o u n d a t i o n p i t s t r u c t u r e s u p p o r t c a l c u l a t i o n s o f t w a r e F R W S 9 0 C o m b i n e d w i t h t h e c o m p a r a t i v e a n a l y s i s o f i n -s i t u m o n i t o r i n g d a t a d u r i n g t h e l a t e r f o u n d a t i o n p i t c o n s t r u c t i o n p r o c e s s t h e r e s u l t s s h o w t h a t d i f f e r e n t f o u n d a t i o n p i t s u p po r t s t r u c t u r e s c h e m e s a r e s e l e c t e d f o r t h e s a m e f o u n d a t i o n p i t O n t h e p r e m i s e o f e n s u r i n g t h e s a f e t y a n d r e l i a b i l i t y o f t h e f o u n d a t i o n p i t a n d i t s s u r r o u n d i n g en v i r o n -m e n t i t i s c r u c i a l t o a n a l y z e t h e c h a r a c t e r i s t i c s a n d d i f f e r e n c e s o f d i f f e r e n t f o u n d a t i o n p i t s u p po r t s t r u c t u r e s c h e m e s a n d s e l e c t a r e a s o n a b l e a n d s c i e n t i f i c f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u r e s c h e m e i n t e r m s o f c o n s t r u c t i o n s a f e t y e c o n o m yc o n s t r u c t i o n c o n -v e n i e n c e a nd p r o je c t c o s t K e yw o r d s s t a b i l i t y f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t s t r u c t u r a l s c h e m e s e l e c t i o n s a f e t y 收稿日期:20230311作者简介:姜小站(1979-),男,本科,工程师,主要从事地下工程及地质探矿工程工作,E -m a i l :277407564@q q.c o m ㊂1 工程概况外用药生产基地新建项目用地面积28504.6m2,建筑面积58394.74m2,由联合厂房(地下1层㊁地上4层)㊁消防水池(地下1层㊁地上3层)㊁污水处理池(地下1层㊁地上2层)组成,详见表1㊂本工程基坑开挖深度为4.90~6.30m ,基坑开822023年12月地质装备挖总面积约为16025m2,基坑支护结构周长约778延米,属于开挖深度较深㊁面积较大的基坑㊂东侧围墙外距离基坑边8m范围有市政道路㊁电力电缆管㊁有线电视㊁通信及煤气管道;北侧有2幢已建4层厂房,对基坑有一定变形控制要求㊂结合本工程周边环境情况和地质条件等情况,基坑开挖深度4.90~ 6.30m,基坑安全等级为三级;基坑周边环境为三级㊂表1基坑情况表T a b l e1F o u n d a t i o n p i t c o n d i t i o n s建筑名称开挖面积/m2基坑周长/m开挖深度/m联合厂房149335735.40污水处理池385816.30消防水池7071244.902基坑地层情况及地质条件2.1地层情况根据勘察报告反映局部存在厚填土,其原为小河沟,现已回填,局部底部存在淤泥,淤泥成分富含有机质,厚填土分布第②层粉质黏土层㊂浅部分布有强渗透土层,基坑坑底及以下分布第③夹砂质粉土层,土层厚度较厚,渗透性较强,须采取有效的降水㊁止水措施,以确保基坑开挖施工安全㊂基坑坑底以下分布较厚的第③层及第④层淤泥质土,呈流塑状态,含水量高,高压缩性,土质软弱,抗剪强度低,基坑开挖过程中对控制变形不利㊂基坑开挖深度范围内分布有厚层杂填土㊁暗浜及地下障碍物等,淤泥质土,呈流塑状态,含水量高,高压缩性,土质软弱,抗剪强度低,基坑开挖过程中对控制变形不利[5]㊂基坑支护设计土层参数详见表2㊂表2基坑支护设计参数表T a b l e2D e s i g n p a r a m e t e r s f o r f o u n d a t i o n p i t s u p p o r t土层名称γ/(k N∙m-3)c/k P aφ/(ʎ)渗透系数建议值/(c m∙s-1)①1杂填土①2淤泥②粉质黏土18.822205.0ˑ10-6③夹砂质粉土18.84286.0ˑ10-4③淤泥质粉质黏土17.212155.0ˑ10-6④层淤泥质黏土16.912124.0ˑ10-7⑤黏土17.916162.2地下水根据岩土工程勘察资料,承压水最浅埋深为27.09m,水位埋深约3.0~12.0m㊂按最不利水头埋深3.0m计算,满足承压水抗突涌条件下的临界挖深为13.00m㊂基坑最大开挖深度为6.30m,小于临界挖深,因此本基坑开挖不存在承压水突涌的可能[3]㊂3基坑支护结构选型本工程基坑开挖深度4.90~6.30m,基坑安全等级为三级,基坑周边环境为三级㊂结合本工程地质条件㊁周边环境等要素,选择适合的基坑支护结构形式[6-7]㊂3.1联合厂房及消防水池基坑支护施工条件联合厂房地下结构形状为八边形,此形状相对四边形更有利控制基坑变形㊂八个边形成一个 八边箍 ,相互支撑,整体刚度强[9]㊂消防水池开挖深度较浅(4.9m),基坑面积较小(约1000m2),施工周期短,基坑暴露时间少,有利于基坑稳定性控制㊂联合厂房及消防水池基坑部分开挖深度范围内有较厚建筑垃圾及杂填土等,应考虑支护结构止水效果,防止施工不当造成渗水[14]㊂基坑周边除东侧临时围墙外有地下管线,其余三面均无建(构)筑物及道路㊁地下管线,对周边环境的安全影响较小㊂3.2污水处理池基坑支护施工条件污水处理池地下结构基础底板为1m厚的钢筋混凝土筏板基础,底板厚㊁刚度大,有助于基坑支护结构换撑和稳定㊂污水处理池由于基坑开挖深度较深,面积较小,边长较短,且邻近用地红线,施工场地狭小㊂本基坑除南面相邻联合厂房其他三面均无建(构)筑物及道路㊁地下管线,虽距联合厂房距离较近(相距10m),但是污水处理池基坑施工时,联合厂房基坑施工已完成,故污水处理池基坑施工对周边环境的安全影响较小㊂3.3基坑支护结构形式选择通过以上分析并结合本项目实际工况,联合厂房及消防水池可采用的基坑支护结构形式有:土工法㊁放坡结合止水帷幕㊁双轴搅拌桩重力坝及板式支护结合内支撑㊂3.3.1联合厂房及消防水池基坑支护结构形式联合厂房及消防水池可选择两种基坑支护结构形式:第一种是选用 土工法 (水泥搅拌桩内插H 型钢)+竖向水平钢支撑;第二种是选用水泥搅拌桩重力坝支护形式㊂第一种支护形式优点是强度高㊁安全性好;缺点是造价高,大型机械施工安全要求高㊂第二种支护形式优点是水泥搅拌桩坝体较宽,92姜小站:以上海某基地为例探讨基坑支护结构方案选择第24卷第6期止水效果好同时不影响基坑周边布置环通的临时施工道路[8]㊂经分析论证,本联合厂房及消防水池支护结构选用双轴搅拌桩重力坝的支护结构形式㊂后经施工验证选用此支护结构形式在安全㊁进度㊁效益等方面取得了较好的效果㊂3.3.2污水处理池基坑支护结构形式适合的基坑支护结构形式:第一种是选用 土工法 (水泥搅拌桩内插H型钢)+竖向水平钢支撑[10-11];第二种是选用水泥搅拌桩+拉森钢板桩+竖向水平钢支撑支护形式[2]㊂第一种支护形式优点是强度高㊁安全性好,施工一次成型,避免二次进场施工;缺点是在基坑遵循 先大后小 ㊁ 先深后浅 基坑施工原则下,本基坑需联合厂房基础施工完成后才能开始施工,导致H型钢需要增加4个月租赁费用,插入H型钢数量大㊁周期长㊁租赁费用贵,大大增加了施工成本㊂第二种支护形式优点是可以先施工止水的水泥搅拌桩,可与其他2个基坑支护的水泥搅拌桩一起施工,在污水处理基坑开挖前插拉森钢板桩,缩短了拉森钢板桩租赁时间,使得工程造价降低;缺点是基坑支护强度不如前者而且需要二次进场施工,经验算可以满足本基坑安全稳定性要求㊂经综合考虑,本基坑支护结构形式采用水泥搅拌桩+拉森钢板桩+一道水平钢支撑组合形式㊂后经施工验证选用此支护结构形式在安全㊁进度㊁效益等方面取得了较好的效果㊂工期缩短了约1.5个月,仅H型钢租赁费节约40万元,创造了较好的效益㊂4基坑支护结构计算为了确保设计优化后支护结构体系安全性及可行性,需对设计优化后的基坑支护结构体系进行设计强度㊁刚度㊁稳定性方面进行复核计算[13]㊂采用软件F R W S9.0进行计算㊂4.1联合厂房安全计算联合厂房地下水位埋深0.5m,工作荷载20k P a㊂挡土墙类型为重力式水泥土墙,嵌入深度5.7m,水泥土弹性模量300M P a,容重19k N/m3,搅拌桩桩径0.7m,搅拌桩搭接长度0.2m㊂整体稳定验算见图1㊂由图1可知:圆心(-0.96,-0.84),半径12.92m,滑动力702.4k N/m,抗滑力1060.3k N/m㊂挡土墙抗滑移系数K1=(504.7+237)/546.8ʈ1.36㊂图1联合厂房基坑支护整体稳定验算示意图F i g.1S c h e m a t i c d i a g r a m o f o v e r a l l s t a b i l i t y o f f o u n d a-t i o n p i t s u p p o r t f o r a j o i n t p l a n t墙底抗隆起安全系数K2可按下式计算:K2=(σp∙N q+c∙N c)/σa(1)式中:σp为竖向应力标准值,N q为地基土承载力, N c为地基土极限承载力,c为坑底地基土粘聚力,σa为挡土墙主动土压力㊂计算可得K2=1.87㊂渗透稳定性系数K3计算公式为K3=G s-11+eˑ2ˑ2ˑd+2h+bΔh(2)式中:G s为土颗粒比重,e为土孔隙比,Δh为水头差,d㊁h㊁b为结构设计参数㊂计算可得K3=7.12㊂4.2污水处理池安全计算污水池地下水埋深0.5m,工作荷载20k P a,挡土墙类型为型钢水泥土搅拌墙,嵌入深度9.4m,搅拌桩桩径0.7m,搅拌桩搭接长度0.2m,型钢钢材牌号Q235;支撑深度1.4m,刚度35K(M N/m2),轴力35k N/m,类型为内支撑㊂整体稳定验算见图2㊂图2污水池基坑支护整体稳定验算示意图F i g.2S c h e m a t i c d i a g r a m o f o v e r a l l s t a b i l i t y o f f o u n d a-t i o n p i t s u p p o r t f o r a s e w a g e t a n k由图2可知,圆心(-0.87,-0.93),半径16.51m,滑动力1015.8k N/m,抗滑力1540.9k N/m㊂污水处理池基坑抗滑移系数K1=(1035.9ˑ10.156)/(978.4ˑ8.01)ʈ1.34㊂污水池墙底抗隆起安全系数K2按式(1)计算,032023年12月地质装备K2=2.08㊂通过验算本项目选用的基坑支护结构方案的强度㊁刚度(变形)㊁稳定性方面均满足要求[1]㊂基坑施工过程中的各项安全指标均正常㊂5结语基坑支护结构方案选型是一个复杂的系统问题,通过对基坑支护结构方案选型,在满足基坑周围环境安全可靠的前提下通过分析不同基坑结构形式的受力特点及差异,尽可能选择合理㊁科学㊁便于施工的基坑支护结构形式[12],以达到较好的施工效率和效益㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]赵延林.深基坑稳定与变形的可靠性分析[D].哈尔滨工程大学,2012.Z H A O Y a n l i n.R e l i a b i l i t y a n a l y s i s o f s t a b i l i t y a n dd e f o r m a t i o n o f d e e p f o u n d a t i o n p i t[D].H a r b i n E n g i-n e e r i n g U n i v e r s i t y,2012.[2]陈海兵,梁发云,何招智.咬合桩在邻近高填土基坑中的工程应用与实测分析[J].土木建筑与环境工程, 2014,36(3):15.C H E N H a i b i n g,L I A N G F a y u n,H E Z h a o z h i.A p p l i-c a t i o n o f s e c a n t p i l e s i n e x c a v a t i o n p i t ad j a ce n t t o t h eh i g h-f i l l i n g s u r c h a r g e l o a d s a n d i n-s i t u m e a s u r e m e n t s[J].J o u r n a l O f C i v i l,A r c h i t e c t u r a l&E n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n 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简述基坑支护的类型及结构选型
简述基坑支护的类型及结构选型摘要:随着工程建设的不断发展,基坑工程逐渐发展成为一名新的实践工程学。
不同的工程所采用的基坑支护形式有所不同,本文分析了工程中常见的支护类型及适用条件,结合工程实例,提出工程基坑支护的结构选型。
关键词:基坑支护结构选型工程实例基坑支护体系一般为施工过程中的临时构筑物,但却在其中扮演十分重要的角色。
基坑支护的选型应该根据施工场地内工程地质条件,有利于挖土及地下室的建造,确保周边建筑物、构筑物和管线安全,另外还要综合考虑工期、造价、施工难易程度等因素。
1基坑支护的类型及适用条件(1)放坡开挖。
这类无支护措施下的基坑开挖方法通常称为放坡开挖。
适用于周围场地开阔,无重要建筑物,价钱最便宜,但回填土方较大。
(2)水泥土深层搅拌桩围墙。
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。
一般坑内无支撑,便于机械快速挖土,是挡土、止水双重功能较为经济,污染小。
适用于处理淤泥,淤泥质土,粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基基坑围护结构,但位移相对较大,要在中间加墩或起拱,厚度较大,只有在红线位置的周围环境允许才能采用,施工十要注意影响周围环境。
(3)高压旋喷桩。
利用高压通过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层和土体混合形成水泥加固体,相互搭接,用来挡土和止水。
施工设备结构紧凑,机动性强,占地少,机具震动小,不会对周围建筑物造成振动或噪音。
适用于适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基,可用于空间狭小处。
(4)钢板桩。
是一种将钢板桩用打桩机打(压)入地基,使其互相连结成钢板桩墙,用来挡土和挡水,工程结束后可回收,可重复使用。
常用的钢板桩有槽钢钢板桩和“拉森”钢板桩。
槽钢钢板桩抗弯能力较弱,易渗水,多用于深度小于4米的较浅基坑或沟槽。
“拉森”钢板桩承载力强,自身结构轻,且通过锁口相互咬合,基本不透水,适用于地下水位较高的深基坑支护。
污水管网钢板桩支护、支撑结构选型
污水管网钢板桩支护、支撑结构选型根据岩土工程勘察报告,本工程基坑开挖深度范围的土层主要为填土和淤泥,地质条件差,同时管道基坑深度较大,且不同地段管道基坑底的地质条件不同,需根据不同的形式采用相应的支护方式。
本工程根据基坑开挖深度,管道地基处理方式,以及内支撑的不同采用了四种不同的支护方式。
(一)管道基坑支护形式
1、管道基坑支护方式一
基坑深度<3000㎜,采用6米长III型拉森钢板桩加一道内支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接,直径DN300*10的钢管进行内支撑,支撑距地面1000㎜。
2、管道基坑支护方式二
基坑深度<6000㎜,基坑深度5000㎜的情况。
采用9米长III型拉森钢板桩加二道内支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用HW250*250*11*11围檩进行连接,直径DN300*10的钢管进行内支撑。
第一道支撑距地面1000㎜,第二道支撑距第二道支撑2000㎜。
3、管道基坑支护方式三
基坑深度H<2000㎜的过河钢管的情况。
过丹山河围堰截流,采用12米长III型拉森钢板桩加二道内支撑进行基坑支护,钢板桩之间采用
HW250*250*11*11围檩进行连接,直径DN300*10的钢管进行内支撑,第一道支撑距地面1000㎜,第二道支撑距钢管顶面500㎜。
4、管道基坑支护方式四
基坑深度H<3500㎜。
高压旋喷桩采用双重管法施工,桩径为D500,桩距为30cm,浆液主要材料为32.5R普通硅酸盐水泥,每延米300Kg水泥用量,水灰比为1:1,喷嘴压力大于等于24Mpa,速凝剂水玻璃按水泥用量的2%投加,空压机的压力大于等于0.6 Mpa。
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适用范围
• 适用于土质较好(如粘土、砂土)、地下 水位低的地质; • 水位高或有上层滞水时,应降水使水位低 于基坑标高; • 软土地基也可用,但应慎重。
2.间隔式(疏排)混凝土灌注桩 加钢丝网水泥抹面护壁
• 工艺原理 • 按设计直径的钢筋混 • 桩顶必须做压顶圈连梁,其作用 为使排桩圈梁起整体作用。圈梁 凝土灌注桩,以一定 做完后方能挖土。 间隔距离疏排,每桩 间隔净距不大于 lm 排 列。 • 桩按每延米长挡土计 算土压力、插入深度 及弯矩等,一般桩间 净距为0.6 ~0.8m为宜。 • 开挖面做钢丝网水泥, 防止粘土砂土剥落。
深 基 坑 支 护 结 构 分 类
一、透水挡土结构
•
1.H型钢(工字钢)桩加横插板挡土
工 艺 原 理
• 锤击H型钢桩达到设计深度,每挖一层深土后, 在H型钢间加挡土插板。 • 挖土到基坑预定深度,挡土插板安装完毕。 • 地下室结构包括外墙施工完毕,拆除一层挡板, 填一次肥槽土方。 • 填土完毕,用震动拨桩机拔出H型钢桩 • 处理好拔桩后孔洞。
3.密排桩(灌注桩、预制桩)
• 工艺原理 • 密排桩可以是灌注桩,也可 以是预制桩(方桩、圆桩、 板桩)。 • 灌注桩可以间隔成孔浇灌混 凝土,再间隔成孔灌注混凝 土后成密排桩,其间或有少 量缝隙,成一字排列(如 ( a )),或交错排列(如 (b))。 • 桩间筑水泥砂、水泥土桩以 便 作 为 锚 杆 施 工 ( 如 (c))。 • 桩顶做联结圈梁
• 插筋补强具有复合土体补强 • 插筋补强也是一 效应,主要依赖于插筋锚体 种支护,系在坡 在土中形成空间格架箍束作 面打孔插入钢筋, 用和整体刚度。基于锚体与 注入水泥浆形成 土相互作用,发挥应力分担 复合体使土与锚 和应力传递再分配作用,从 体共同作用。 而弥补土体抗拉、抗剪强度 低,侧向变形大的弱点,推 迟了土体的滑裂破坏的发生 和发展,提高了边坡整体稳 定性。
3.密排桩(灌注桩、预制桩)
• 特点与适用范围 • 密排桩比地下连续墙施工简便,整体性不 如地下连续墙,如做好防渗措施(加水泥 压力注浆等),其防水、挡土功能与地下 连续墙相似。 • 较疏排桩受力性能好。 • 密排桩不作防水抗渗措施,仍不能止水 • 粘土、砂土、软土、淤泥质土皆可应用
4.双排灌注桩
特 点
• H型钢桩一次投资费用大,支护工程完毕 后,要将桩拔出,否则很不经济。拔出后 按摊销费计算,比灌注桩节省。 • 打桩和拔桩,噪声大且扰民。 • 当H 型钢桩为悬臂时,位移量大,要计算 位移 量,在设置支撑或锚杆时,其位置 要计算,避免产生过大位移影响构筑物及 邻近建筑。 • 与锚杆及坑内支撑结合支护,可得到满意 的支护效果。
5.连拱式灌注桩挡土
• 连拱式灌注桩是以大直径桩(800~1000mm)为主 桩,中间距离为3m~5m,其间用小直径桩(300m 左右)排列成拱型,组成拱截面的组合桩群,拱矢 高f=(1/4~1/2)。
5.连拱式灌注桩挡土
• 构造原理 • 特点与适用范围 • 桩顶用钢筋混凝土圈梁连接。 • 节省投资、节省钢材。 • 基坑深时,可在沿深度中间 加1~2道肋梁以增加组合 • 施工简便,可以满足 较深基坑的支护。 截面的稳定。 • 桩顶圈梁较宽,刚度 • 小直径桩近似地为受压拱圈, 大直径桩受两边拱的推力基 大、移位小。 本平衡,边桩要处理单面推 • 适 用 于 粘 土 、 砂 土 及 力。小直径桩可不配筋,或 软土地质。 仅用构造筋。 • 结构已形成空间结构,计算 方法尚可探讨。
二、止水挡土结构
1.地下连续墙
• 地下连续墙是在基坑四周Fra bibliotek具有相当厚度(如 800mm)的钢筋混凝土封闭的墙,它可以是建筑 物基础外墙结构,也可以是基坑的临时维护墙。 • 天津市的华联商厦、紫金花园、鸿吉大厦、津汇 广场等很多工程均采用地下连续墙方法施工。
1.地下连续墙
• 工艺原理 • 利用大型挖抓或钻孔机 械开筑单元槽段到预定 深度,开挖时用配置好 的泥浆护壁,单元槽段 一般长5~8m。
8.插筋补墙支护
• 与挡土结构护坡原理 • 不同。挡土结构包括 锚杆在内,均属于被 动制约的稳定机制。 • 插筋补强护坡则属于 主动制 约的稳 定机制。• • 通过插筋锚体与土体 构成复合体,发挥相 互作用,实现边坡整 体的补强效应,从而 达到稳定性的目的。 特点:施工设备简单; 插筋施工简易;须与 挖土方配合;配合好 施工速度快,省工期; 节省造价较多。 适用范围:非饱和土; 有地下水须降水;基 坑深不超过 10m;每 次土方开挖2~4m; 挖土必须配合插筋补 强作业。
2.间隔式(疏排)混凝土灌注桩 加钢丝网水泥抹面护壁
• 特点与适用范围 • 灌注桩施工较为简便,无震动、无噪音、不扰民,本身有 间隔,比密排桩施工方便。 • 比较经济节省。 • 工程基础亦为灌注桩时,可以同步施工,省工期(即支护 桩与工程可同时施工)。 • 水泥用量较大,水下 浇筑混凝土,质量不 易控制。 • 适用各种粘土、砂土 地下水位低的地质情 况。
7.土钉支护
• 先锚后喷工艺:图中数字 分别表示喷射混凝土、钢 筋网、土钉锚头、土钉。
7.土钉支护
• 先喷后锚工艺:图 中数字分别表示喷 射混凝土、钢筋网、 土钉锚头、土钉。
7.土钉支护
• 工艺原理 • • 喷射混凝土在高压空气作用下, 高速喷向喷面,在喷层与土层 间产生嵌固效应,从而改善了 边坡的受力条件,有效地保证 边坡稳定。 • 土钉深固于土体内部,主动支 护土体,并与土体共同作用, 有效地提高周围土的强度,使 土体加固变为支护结构的一部 分,从而使原来的被动支护变 为主动支护。 钢筋网能调整喷 层与锚杆内应力 分布,增大支护 体系的柔性与整 体性。
• 工艺原理 • 采 用 中 等 直 径 ( 如 44 0 0~46 00)的灌注桩,作 成双排梅花式或前后排式 的桩, • 桩顶用圈梁连接,该梁宽 大,与嵌固的桩脚形成刚 架。 • 挖土一边只将前桩露出, 而桩间土不动,使前后排 桩同时受力。
4.双排灌注桩
• 特点与适用范围 • 刚度大,位移小,施工简便。 • 单排悬臂式不能支护的深度,以双排悬臂 桩支护,位移不大。 • 节约锚杆材料及施工工期。 • 粘土、砂土地质,地下水位较低的地区。
1.地下连续墙
• 开挖前必 须先筑起 基准作用、 防表面泥 土坍落的 导墙。
1.地下连续墙
• 抓槽
1.地下连续墙
• 吊装钢筋笼进入单元 槽段的墙内。
1.地下连续墙
• 水下浇筑 混凝土。 • 拔出节点 管,准备 下Y一单 元槽段施 工。
1.地下连续墙
• 特点与适用范围 • 地下连续墙止水性好,能承 受垂直荷载,刚度大,能承 受土压力、水压力的水平荷 载。由于它的这些特性,因 此地下连续墙有挡土、抗渗 和承重的性能,是深基坑支 护的多功能结构。 • 对相邻建筑物、构筑物影响 甚小。已有测定记录在离已 有建筑物20cm处可以进行深 基坑的施工,并无影响。 • 可以施工成任意形状,墙 体深度易于控制,可建造 刚度很大的墙体。 • 使用机械设备较多,造价 较贵。 • 泥浆配置要求高,需建泥 浆回收重复使用的系统。 • 如将地下连续墙作为建筑 基础结构墙体,则应重新 计算其造价,是否昂贵。 • 可以与锚杆结合支护,也 可以在基坑内作内支撑。
7.土钉支护
• 特点 • 施工设备较简单。 • 比用挡土桩锚杆施 工简便。 • 施工比较快速,节 省工期。 • 造价经济。
• 适用范围 • 水位低的地区,或能 保证降水到基坑面以 下。 • 粘土、砂土和粉土。 • 基坑深度一般在 15m 左右。国内资料表明 土钉支护已做到 18m 。
8.插筋补墙支护
6.地下室桩墙合一
• 基坑支护桩的位置与地下室外墙重合,即 为桩墙合一。 • 北京华侨大厦 地下车库
6.地下室桩墙合一
• 承受结构垂直荷载的四 • 周轴线边桩,与支护桩 同在四周轴线上,该桩 既受垂直荷载也受水平 荷载。支护桩要有足够 • 埋深,承重桩要达持力 层。 • 地下室外墙的构筑应与 • 挡土支护桩、承重桩联 成整体,还须防水抗渗。 以地下室各层楼板作挡 土极支撑,即可为地下 室逆作法。 地下室逆作法,从上往 下施工,每层楼板施工 完毕,往下挖土、运土。 必须先挖竖井、通道, 安装运土机、提升设备, 保持通风。
水泥土搅拌桩支护应用 2.深层搅拌水泥桩墙
• 南京市级 机关33层 住宅楼, 地下室一 层,挖深 6m,采用 水泥土搅 拌桩支护 技术
水泥土搅拌桩支护应用 2.深层搅拌水泥桩墙
上海新世纪 商厦8m深 基坑采用水 泥土搅拌桩 支护技术 桩长19m, 坝宽8.7m, 插10m毛竹
2.深层搅拌水泥桩墙
• 工艺原理 • 在地基深处将软土 和水泥强制搅拌, 利用水泥和软土之 间所产生的一系列 物理化学反应,使 软土硬结成具有整 体性、水稳定性和 一定强度的桩或墙。
•
2.深层搅拌水泥桩墙
• 在深基坑四周 筑深层水泥土 搅拌墙防渗, 按有关规定仅 用水泥土墙作 基坑支护,其 深度不得超过 坑深6m。 • 一般较好的防 渗,其厚度将 达3m左右。
第三节 支护结构选型
• 对松散和湿度 很高的土可用 垂直挡土板式 支撑,其挖土 深度不限。
第三节 支护结构选型
第三节 支护结构选型
• 对较宽的沟槽或深基坑, 采用横撑式支撑便不适 应,此时的土壁支护要 采用支护结构。 • 支护结构包括挡墙和支 撑(或拉锚)两部分。
• 挡墙或支撑中任何一部分的选型不当或产生破 坏(包括变形过大),都会导致整个支护结构 的失败。
2.深层搅拌水泥桩墙
• 特点 • • 水泥用量小,为被加 固土重量的7%~15%。 • 减少沉降量,提高边 坡的稳定性。 • 防止地下水渗透。 • 节省费用。 适用范围 1 )软土地区加固地基。 2 )可作为防渗墙,阻 止地下水渗透水流。 3 )对桩侧或桩背后的 软土加固,能增加测向 承载力。 4 )在基坑较浅,一般 小于7m时,可作支护墙