4深基坑支护结构类型

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二、施工方法及工序
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三、特点
1. 地下连续墙止水性好,刚度大,既能承受土压力、水 压力等水平荷载,又能承受垂直荷载。也就是同时具 有挡土、抗渗和承重的性能。 2. 对相邻建筑物、构筑物的影响甚小。已有记录表明, 在离已有建筑物20cm处可以进行地连墙施工,对既有 建筑物并无影响。 3. 使用机械设备较多,造价较贵。
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2.4 支撑部分
2.4.1 悬臂式支护
– 悬臂式(自立式)基坑支护是指单纯借助挡土墙、 灌注桩、钢板桩、H型钢桩等自身刚度来承受土压 力、水压力及上部荷载来求得基坑边坡平衡与稳定 的支护结构。不设内支撑、锚杆等。
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一、受力机理
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2.4.2 拉锚式(锚定板)支护
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一、特点
1. 锚梁(桩)需要较大的拉锚场地。 2. 须作锚梁(挖沟埋设),须打一定深的锚桩。 3. 要有一定间距的拉结钢筋、钢索,必须锚紧,否则位 移大。 4. 造价较便宜。无锚杆机时施工较便利。 5. 可以支护比自立式桩墙(悬臂桩)深度大的基坑。
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三、特点
1. 钢板桩一次性投资大。
2. 可以拔出,重复使用,仅出摊销费,故费用较省。但 如拔不出或不拔,则造成很大浪费。
3. 打桩时易于倾斜,要使全部钢板桩无误的封闭合拢, 比较困难。
4. 钢板桩刚度较其他桩的刚度为小。
5. 锤击钢板桩有噪音、振动,扰民。
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四、适用范围
1. 适于软土、淤泥质土及地下水多地区,易于施工。 2. 难用于打入密砂及硬粘土中。 3. 钢板桩间咬合不好(必须保证咬合),就易渗水、 涌沙。
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二、密排桩与高压喷射水泥注浆桩的布置
Baidu Nhomakorabea33
三、特点
1. 高压喷射水泥注浆桩能止水防渗,同时还能减少支护 桩承受的土压力。 2. 密排桩与高压喷射水泥注浆桩组成防水帷幕,地下水 不能渗入基坑,仅在坑内降水排水,能够防止坑外相 邻建筑物的沉降。 3. 有类似地下连续墙的功能,但施工设备简易,施工工 艺简单。
一、发展概况
– 搅拌桩起源于50年代初的美国,60年代后日本和瑞典在 这一领域一直处于世界领先水平。日本搅拌桩的最大直 径为1.8m,一次性最大施工加固体的面积为9.5m2,最大 加固深度已达60m以上。在过去的20多年中,日本采用深 层搅拌法加固海底软土的工程量已经远大于加固陆地软 土的工程量。瑞典一向把搅拌桩称为石灰柱或水泥柱, 每年施工的石灰柱已达十几万延长米。 – 20多年来新加坡、马来西亚、印尼、泰国等东南亚国家 以及香港特区也对搅拌桩进行了大量的试验研究和工程 应用。 – 我国在70年代后期开始研究和应用搅拌桩,最早主要用 于加固软土地基,90年代发展成作为防渗墙及浅基坑的 挡土支护桩墙。 27
6. 挖到第一层底板后,支模、浇筑四周钢筋混凝土外 墙,并与支护桩内预埋钢筋连接,混凝土应掺防水 剂。
8. 作一层地下室底板(二层地下室顶板)的土模,并 浇筑混凝土,同时预留孔洞。 9. 开挖二层地下室土方并运出。 10. 挖到二层地下室底板标高,浇筑四周混凝土外墙。 11. 浇筑二层地下室地面。 然后按相同的工艺进行三层、四层地下室的施工。
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二、特点
• 1. 密排桩比地下连续墙施工简便,整体性不如地下连 续墙。 • 2. 较疏排桩受力性能好。 • 3. 不作防水抗渗措施,密排桩仍不能止水。
三、适用范围
• 粘土、砂土、软土、淤泥质土皆可应用。
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2.2.4 双排灌注桩
一、构造
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二、特点
1. 刚度大,位移小,施工简便。 2. 单排悬臂式不能支护的深度,可以用双排悬臂桩 支护。
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二、力学原理
• 1. 将基坑表面的拉应力,转化为沿拱轴截面的压应力。
• 2. 小直径桩近似地为受压拱圈,大直径桩受两边拱的 推力基本平衡,边桩要处理单面推力。
三、特点
• 1. 施工简便,可以用于较深的基坑支护。 • 2. 桩顶圈梁较宽,刚度大、移位小。
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2.2.6 桩墙合一(基坑支护桩的位置与地下 室外墙重合)的地下室逆作法
二、特点
基坑四周地下水封闭后,坑内降水不影响邻近建筑物, 有很好的防止建筑物沉降的作用。
三、适用范围
1. 软土、地下水丰富的基坑支护。 2. 基坑支护深度可达10m左右。
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2.3.4 密排桩间加高压喷射水泥注浆桩
一、高压喷射水泥注浆桩的工艺原理
1. 将注浆管放入钻好的钻孔后,以高压设备使浆液成为 2.0MPa左右的高压射流,从喷嘴中旋转喷射出来,冲 击破坏土体。 2. 当能量大、速度快、呈脉动状的喷射流的动压超过土 体结构的强度时,土粒便分离,一部分极细的土粒随 浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力 和重力等作用下,与浆液搅拌混合并起化合作用。 3. 旋转喷射的浆液凝固后就形成桩。
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四、适用范围
• 适用于软粘土地区,但支护深度不超过6m。
五、深层搅拌水泥防渗墙结构平面布置
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2.3.3 深层搅拌水泥桩墙与挡土桩结合支护
一、工艺原理
将深层搅拌水泥桩墙的良好止水性能作帷幕,与灌注 桩或H型钢桩的挡土性能结合起来,可以支护较深的 基坑。同时基坑四周地下水被封闭,仅在基坑内降水 排水,即可开挖土方。
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二、施工方法
• 施工步骤应遵循从上到下分步修建的原则,即边开挖, 边支护。 • 1. 先锚后喷
– 挖土到土钉位置,打入土钉,初喷混凝土,铺钢筋网,复喷 混凝土;挖第二步土,再打第二层土钉,喷射混凝土,铺钢 筋网,如此循环到最后一层土钉施工完毕。
• 2. 先喷后锚
– 挖土到土钉位置下一定距离,铺钢筋网,喷射混凝土,达一 定强度,打入土钉。挖第二层土方到第二层土钉下一定距离, 铺钢筋网,并与上层钢筋网上下搭接好,喷射混凝土,打第 二层土钉。如此循序前进,直到基坑全部的深度。
二、深层搅拌水泥土机理
• 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,使软土固结成具 有整体性、水稳定性和一定强度的桩或墙。
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三、特点
1. 水泥用量少,只有被加固土重量的7 ~ 15% 。 2. 沉降小,稳定性大。 3. 能够防止地下水的渗透。 4. 工程费用低。
• 4. 拆挡板,回填土。自下向上拆除挡板,并且拆除一 层挡板,填一次肥槽土方。
• 5. 拔桩。用震动拔桩机拔出H型钢桩。
• 6. 处理好拔桩后的孔洞。
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三、适用范围
• 适用于地下水位低的粘土、砂土地基。水位高或有上 层滞水时,应降水,使水位低于坑底标高。软土地基 也可用,但应慎重。
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四、特点
1. 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。 2. 打桩和拔桩噪声大,扰民。 3. 作为悬臂桩时,位移大,要计算位移量。在设置支 撑或锚杆时,其位移也要计算,避免产生过大位移 影响邻近建、构筑物。 4. 与锚杆及内支撑结合使用,可得到满意的支护效果。
四、适用范围
• 水位低的地区,或能保证将水面降到基坑底面以下时。
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2.3 止水挡土结构
2.3.1 地下连续墙
一、工艺原理
1. 开挖前必须先砌筑起基准作用、防止表面泥土坍落 的导墙。 2. 利用大型挖抓或钻孔机械开挖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4~8m, 6m为标准槽段,最长达10m。 3. 吊装钢筋进入单元槽段的墙内。 4. 水下浇筑混凝土。 5. 拔出节点管,准备下一单元槽段施工。
2 深基坑支护结构类型概述
2.1 深基坑支护结构分类
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2.2 透水挡土结构
2.2.1 H型钢(工字钢)桩加横插板挡土墙
一、构造
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二、施工工艺
• 1. 打桩。将H型钢桩打到设计深度。
• 2. 挖土,安装挡土板。每挖一层后,在H型钢桩间安 装挡土板,直到预定基坑深度。
• 3. 地下室结构(包括外墙)施工。
5. 与地下连续墙的逆作法的不同点在于墙不需承重,且墙 在成槽后做。
6. 不能采用机械大面积挖土。
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三、适用范围
1. 粘土、砂土、地下水位低的地质条件。 2. 以桩作基础的工程。 3. 厚大筏板基础工程难以采用。
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2.2.7 土钉墙支护
• 土钉墙是近年来发展起来的 新型挡土结构。是一项发展 中的新技术。1972年法国首 先在一铁路路堑的边坡开挖 工程中采用了土钉支护技术, 工程使用了50~80mm的混凝 土面层以及25000多根4m和 6m长的土钉。不久该技术在 法国、德国、美国、英国等 国得到了广泛的研究和推广。 我国80年代开始用于边坡工 程,90年代在基坑支护中得 到广泛应用。
3. 节约锚杆材料及施工工期。
三、适用范围
• 粘土、砂土地层,地下水位较低的地区。
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2.2.5 连拱式灌注桩挡土
一、构造
1. 连拱式灌注桩是以相距3m ~ 5m的大直径桩(如 Φ800 ~ Φ1000 ) 为 主 桩 , 其 间 用 小 直 径 桩 ( 如 Φ300左右)排列成拱型,组成拱截面的组合桩群, 见图1-3所示。拱矢高 f = ( 1/4~1/2 ) l 。小直径桩可 不配筋,或仅用构造筋。 2. 桩顶用钢筋混凝土圈梁连接。
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四、适用范围
1. 对砂类土、粘性土、黄土和淤泥土用高压喷射水泥 注浆桩效果较好。 2. 对砾石含量过多或含有大量纤维质的腐植土,喷射 质量稍差。 3. 在地下水流速过大(喷射浆液无法在注浆管周围凝 固)时不宜用高压喷射水泥注浆桩。
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2.3.5 钢板桩
一、结构图
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二、施工工艺
1. 整修钢板桩。 2. 安装围檩(单围、双围)支架。 3. 打入钢板桩。 4. 使钢板桩轴线封闭合拢。
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三、特点
• 1. 施工无震动、无噪音、不扰民,比密排桩施工方便。
• 2. 比较经济节省。
• 3. 永久基础亦为灌注桩时,可以同步施工,省工期。 • 4. 水泥用量较大,水下浇筑混凝土时质量不易控制。
四、适用范围
• 适用地下水位低的各种粘土、砂土地基。
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2.2.3 密排桩(灌注桩、预制桩)
一、构造
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二、特点
1. 支护桩同时是永久支护桩,设计地下室外墙可以不考虑 墙的挡土作用,只须保证防水抗渗作用。
2. 场地内不用留出肥槽,特别适合场地狭小的工程施工, 同时减少了挖填土方。 3. 以楼板作支撑,节约内支撑或锚杆等费用。 4. 因地下室逆作,不需先支护后做正式工程,施工组织成 功可以节约工期。
4. 泥浆配制要求高,需建泥浆回收重复使用的系统。
5. 如将地下连续墙作为建筑基础结构墙体,可能反而能 够适当降低造价。
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四、适用范围
1. 基本适用于所有土质,特别适用于软土地区。 2.适合于环境要求严格的地区。当基坑附近有很近的 建(构)筑物时,特别适宜用地下连续墙。
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2.3.2 深层搅拌水泥土墙
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一、工艺原理
• 喷射混凝土在高压空气作用下,高速喷向基坑表面, 使喷层对土体有压缩和嵌固效应,消除应力集中,改 善边坡的受力条件,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 效地提高周围土体的强度,使加固的土体成为支护结 构的一部分。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。
一、施工方法及步骤
1. 平整场地,放四周桩墙及中间桩的轴线位置。 2. 用机械或人工筑边桩及中间桩孔,灌注混凝土。 3. 在场地上做梁板土模,利用土模浇筑地下室顶板 (梁)混凝土,与周边支护桩联结,并与中柱桩 结合。( 筑楼板时预留孔洞作开挖竖井用。) 4. 开挖施工用竖井,安装设备,
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5. 人工挖土,通过皮带运输土方,并提升运出场外。
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三、特点
• 施工特点:简便、快速、经济。 • 工作原理特点:①与锚杆相比,锚杆是单独作用,土 钉是组合(群体)作用(类似与挡土墙);锚杆由于 有预应力,能够主动约束土体,土钉只能在土体发生 变形后受力,土钉和锚杆中的受力分布也不同;②与 加筋土相比,由于工艺的不同,使加筋土中受力最大 的筋体位于底部,而土钉支护中受力最大的筋体位于 中部。
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2.2.2 疏排混凝土灌注桩加钢丝网水泥抹面护壁
一、构造
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二、施工方法
• 1. 成孔。按地质情况不同进行成孔,如水位低用人工挖 孔最经济,遇水时可用反循环钻机成孔,或潜水钻机成 孔。 • 2. 灌注混凝土桩。地下水位低,或水少可以抽水后浇筑 混凝土,地下水位高时,应水下浇筑混凝土。 • 3. 浇筑圈梁。挡土桩完成后,在桩顶浇筑压顶圈梁。 • 4. 挖土抹面。圈梁做完后方能挖土。每挖一层土后,在 开挖面进行钢丝网水泥抹面,用射钉枪将钢丝网钉牢在 挡土桩上。 • 5. 根据设计要求,安装内支撑或锚杆。挖土与内支撑或 锚杆配合,一般应挖到锚杆标高下0.5m才进行锚杆施工。
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