第五节排桩围护结构

我国地下铁道 施工中多采用 U型钢板桩， 其沉放和拔除 方法，以及使 用的机械均与 工字钢桩相同
适用范围基本与工字钢的相同
3、钻孔灌注桩围护结构
源自文库
1.干作业成 孔
即无泥浆非循环 钻进法，适合地 下水位低于桩底 的一般黏性土， 砂土及人工成孔 地基。
2.湿作业成 孔
成孔机械有冲击 钻机、冲抓钻机 及正、反循环旋 转钻机等，可用 于不同土层。
二、排桩围护结构的施工
构成排桩的基本桩单元，可以是工字钢、钢板 桩、挖孔桩、钻孔桩、水泥土搅拌桩或劲性水泥 土搅拌桩等，下面学习它们的施工要点
排桩围护结构
1、工字钢装围护结构 2、钢板桩围护结构
3、钻孔灌注桩围护结构
4、挖孔灌注桩围护结构
5、水泥土搅拌桩围护结构
6、劲性水泥土搅拌桩围护结构
1、工字钢桩围护结构
锚杆制作与安装
注浆:是锚杆施工中的
一个重要工序，施工时要 特别认真
锚杆试验与张拉：
一般分为抗拔试验、 抗拉试验和张拉试验
土压 分布 墙
锚杆
土层锚杆工作示意图
2、钢板桩围护结构
钢板桩强度高，桩与 桩之间的连接紧密， 隔水效果好，可多次 倒用。因此，沿海城 市（上海、天津等地） 修建地下铁道时，在 地下水位较高的基坑 中采用较多。
• 基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限 制而不能采用搅拌桩支护，开挖深度在 6~10米左右时，即可采用排桩支护。 排桩围护结构是地铁基坑开挖中经常采 用的围护结构形式。
排桩支护的类型
• 排桩支护结构可分为：
• （1）柱列式排桩支护：当边坡土质尚好、地下水 位较低时，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩 或挖孔桩支挡土坡，如图a所示。
• （2）连续排桩支护（图b）：在软土中一般不能 形成土拱，支挡结构应该连续排。密排的钻孔桩 可互相搭接，或在桩身混凝土强度尚未形成时， 在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排 连起来，如图c所示。也可采用钢板桩、钢筋混凝 土板桩，如图d、e所示。
• （3）组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地 区，可采用钻孔灌注排桩与水泥土桩防渗墙组合 的方式，如图f所示。
2）地铁主体结构埋置深，故基坑围护结构需要设置多道横 撑或锚杆。当结构完成后，还要拆除腰梁、横撑和锚头等。 因此在设计时，必须与主体结构施工步骤紧密结合。
特点：具有功率大、钻孔速度快、移位方便、定位准确、 工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。
适用：砂土、粘性土、粉质土等土层施工
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旋 挖 钻 机 施 工
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• 腰梁、横撑及锚杆位置的确定
1）工字钢桩、钢板桩，通常是随基坑土方开挖，在其23m处设置第一道横撑。为防止锚杆拉应力对土层及地下 管线产生不良的影响，一般第一道锚杆设置在距离地面一 下4m处。其他各层横撑及锚杆位置应根据受力经计算确 定，并在基坑土方开挖过程中，随挖随设置。
正反循环成孔，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机 对准后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔
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正循环钻结构示意图
（2）反循环钻孔
反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆由孔 外流入孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等） 将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随 同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。
• 腰梁、横撑及锚杆位置的确定
1）工字钢桩、钢板桩，通常是随基坑土方开挖，在其23m处设置第一道横撑。为防止锚杆拉应力对土层及地下 管线产生不良的影响，一般第一道锚杆设置在距离地面一 下4m处。其他各层横撑及锚杆位置应根据受力经计算确 定，并在基坑土方开挖过程中，随挖随设置。 2）地铁主体结构埋置深，故基坑围护结构需要设置多道横 撑或锚杆。当结构完成后，还要拆除腰梁、横撑和锚头等。 因此在设计时，必须与主体结构施工步骤紧密结合。
• 特点：可用于各种地质条件，各种大小孔径和深度，护壁 效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压； 机具设备简单，操作方便，费用较低，但成孔速度慢，效 率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难 控制。
• 适用范围：粘性土、含少量砾石、卵石的土层、软岩。
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（1）正循环钻孔
➢正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻 杆顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转时将 土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随泥浆上升而溢 出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，再 循环使用。 ➢特点： 排渣能力比较弱, 钻进速度较慢,钻具的磨损也比较 大，但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也 比较便宜。 ➢适用： 粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基 岩
湿作业施工主要工序：
场地准备
埋设护筒
制备泥浆
钻孔
清孔
钢筋笼入孔
灌注水下混凝土等
成孔 下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土 成桩
钻孔
钻孔
冲击钻法
回旋钻法
（正、反循环）
旋挖钻法
十字钻头
二、 回旋钻成孔
• 回转钻成孔，又称正反循环成孔，是用一般地质钻机在泥 浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注混凝 土成桩，为国内最为常用和应用范围 较广的成桩方法。
特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操 作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价格比较高。
适用：同正循环。
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反循环钻结构示意图
三、旋挖钻机钻孔
旋挖钻孔灌注桩是近年来发展最快的一种新型桩孔施工方 法。
工作原理：旋挖钻通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土， 反复循环而成孔，最大成孔直径可达1.5-4m，最大成孔深 度为60-90m，可以满足各类大型基础施工的要求。
按开挖深度分
• （1）无支撑（悬臂）支护结构：当基坑 开挖深度不大，即可利用悬臂作用挡住墙 后土体。
• （2）单支撑结构：当基坑开挖深度较大 时，不能采用无支撑支护结构，可以在支 护结构顶部附近设置一单支撑（或拉锚）。
• （3）多支撑结构：当基坑开挖深度较深 时，可设置多道支撑，以减少挡墙的压力。
站——马蹄形断面
• 2）土层锚杆的布置与施工
• 当基坑面积很大而且采用横撑较困难时，采用锚杆支 撑更能显示出其优越性，但在地层软弱而松散时，锚 杆的设置较为复杂和困难。
• 锚杆的设计时应进行承载力、截面面积和稳定性等方 面的计算。
土层锚杆施工
具体施工过程 参照课本P27
钻孔：严格控制位置、
方向和深度