公务员期刊网 精选范文 基坑支护范文

基坑支护精选(九篇)

基坑支护

第1篇:基坑支护范文

关键字:基坑支护卸荷支顶斜撑

1工程概况

某建筑位于太原市汾河东侧500m。该工程地下1层,地上15层,建筑面积11000m2,钢筋混凝土框架剪力墙结构。采用Φ800mm钢筋混凝土灌注桩,1500mm厚条形承台基础,承台基础用400mm厚构造筏板(筏板下设300mm厚干炉渣)相连,基础顶标高-5.13m,平面尺寸43.8m×19m。构造筏板干炉渣底标高-6.00m,承台垫层底标高-6.80m,电梯基坑处局部-8.37m,室内外高差0.9m,自然地坪为-1.06~-1.6m。施工前期,钢筋混凝土灌注桩和基坑支护帷幕桩已相继施工完成。

1.1工程水文地质条件工程场地土自上而下依次为摘要:

①杂填土,平均层厚1.18m;

②粉土,平均层厚1.5m;

③粉细砂,平均层厚3.88m;

④I摘要:中砂,中密,平均层厚9.02m;

⑤II摘要:粉细砂,中密,平均层厚4.73m;

⑥粗砂砾,中密,平均层厚2.22m;

⑦粉土,平均层厚5.14m。

土质类型为中软场地土,场地类别Ⅲ类。地下水位在自然地坪下2.2~2.7m,为潜水类型,由东向西流入汾河。

1.2周边环境

该工程东侧相距6m为5层办公楼,西侧相距8m为6层住宅楼,南侧相距4m为宽15m的道路,相距25m为5层住宅楼,道路下埋设有各种管线。

1.3基坑帷幕

基坑四面布设双排喷水泥浆深层搅拌桩,桩径Φ500mm,桩长12m,桩顶标高-2.5m,桩间距350mm,排距400mm。

1.4基坑支护

东西两侧距离办公楼、住宅楼分别为3m、5m处,各布置14根钢筋混凝土灌注桩,桩径Φ600mm,桩长12m,间距1.5m,顶标高-1.8m,混凝土强度等级C25。四周均匀布置8Φ18受力筋,箍筋Φ8@200。南北两侧帷幕桩兼作支护桩。

2基坑支护综合处理方案

2.1原支护桩复核该工程的岩土工程勘察报告,未提供土的力学性能指标。原支护设计采用的技术数据及要求的技术条件也未获得。按经验数据验算,东西两侧的钢筋混凝土支护桩及南北两侧的喷水泥浆深层搅拌帷幕支护桩均不能保证平安,必须采取处理办法。

2.2基坑支护处理原则

(1)尽量保留原有支护桩,使其充分发挥功能,以节约投资;

(2)确保基坑支护结构在基础施工过程中平安可靠;

(3)避免因基坑四周土体变形和降水不当,造成邻近建筑、道路和地下管线的不均匀沉降;

(4)便于施工操作。根据上述原则,经过对几种方案的分析比较和细致计算,确定了基坑支护的综合处理方案。即采用土体卸荷、对不同的开挖深度采取不同的支顶斜撑和不同的承台胎模的作法;降水采用轻型井点和回灌的办法。

2.3综合处理方案介绍

2.3.1钢筋混凝土支护桩和帷幕支护桩外侧挖土至-3.5m卸荷,卸荷宽度2.5m,其标高略高于地下水位;

2.3.2400mm厚构造筏板部位,用370mm厚砖胎模保护被动土区不受干扰;

2.3.31500mm厚条形承台部位,先以工程桩为支点,用钢管斜撑临时支顶钢筋混凝土支护桩和帷幕桩,然后挖土满砌砖胎模加强被动区,再拆除斜撑;

2.3.4电梯基坑部位,以4排工程桩为支点,边挖土、边用4道钢管斜撑支顶帷幕支护桩,浇筑配筋混凝土胎模兼支护墙,再割除斜撑;

2.3.5采用4套轻型井点降水,其中3套设在支护桩及承台筏板之间,井点管底标高-9m,高于帷幕桩底3m,在卸土区挖土后安设,主体结构完成4层后拆除;另1套设备设在电梯基坑东、南、西三面,挖土至-6.8m时安设,电梯基坑混凝土完成后拆除;

2.3.6在基坑东、南、西三面布置10口回灌井,保证回灌水高度-3.8m。

3方案的实施顺序及施工要点

3.1施工顺序施工预备卸荷区统一挖土至-3.5m支护桩内侧边3套轻型井点管埋设,打回灌井、观测井,组装降水回灌系统降水回灌基坑内土方开挖,支护桩内侧宽2.5m的范围挖至-5.1m时暂保持不动,其余部位挖至-6m条形承台部位挖至-6.8m,支顶斜撑,挖除支护桩内侧保留土;砌筑砖胎模砌体兼支护墙,拆除斜撑电梯基坑外侧1套轻型井点管埋设,机组组装降水电梯基坑部位挖土,斜撑处斜面分层挖土,分别支顶-5.0m、-6.6m、-7.5m、-8.2m斜撑,支模浇筑钢筋混凝土胎模兼支护墙,割除斜撑,封斜撑管口电梯基坑部位基础承台施工拆除电梯基坑外侧1套轻型井点其余承台筏板施工。

3.2施工要点

(1)型钢和钢板用Q235,混凝土强度等级C30,砌体均用M10水泥砂浆砌MU10砖。

(2)为使东西两侧桩间土在施工过程中保持稳定,边开挖、边在支护桩间挂铅丝网抹灰。

(3)钢斜撑下端支顶在工程桩上,斜撑和工程桩相接触处焊弧形钢垫板,钢垫板和工程桩间孔隙用水泥砂浆或水泥浆灌实;钢斜梯上端槽钢组合腰梁和支护桩间孔隙,用细石混凝土或水泥砂浆灌实。

(4)同一根工程桩上支顶两根斜撑的,在该工程桩和其邻近后侧桩间水平支顶木撑,以确保工程桩的平安。

(5)支顶斜撑的设置,必须遵循先撑后挖的原则。斜撑的拆除,必须在砌体砌筑后2d且混凝土强度至少达到C10以上时进行。

4施工监测结果

4.1周边环境东、西两侧建筑及南侧道路稳定,无开裂现象发生,建筑物的最大沉降值10mm,最大倾斜值0.07%,属正常答应范围。

4.2支护桩顶变形观测点埋设后进行第一次观测。从挖土开始,在施工的不同阶段,每日或隔日进行观测,直至承台混凝土施工完毕,共观测10次,东、南、西、北的最大位移分别为7mm、7mm、8mm、20mm。

第2篇:基坑支护范文

【关键词】深基坑;支护;技术

【中图分类号】TU584 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3954(2011)02-0041-01

一、深基坑支护类型

1)土钉墙支护。2)搅拌桩支护。3)柱列式灌注桩、排桩支护。4)内支撑和锚杆支护。5)钢板桩支护。6)地下连续墙。

二、深基坑支护的土压力

1、土强度指标的选择

土的抗剪强度指标C,与土的固结度有密切的关系。土的固结过程就是土中孔隙水压力的消散过程。对于同一种土,在不同排水条件下进行试验,可以得出不同的抗剪指标C和¢,故试验条件的选取应尽可能反映地基土的实际工作状态。在基坑支护设计中应采用三轴试验的指标,才能保证选取参数值的客观性和准确性。对于黏性土,计算围护结构背后由自重应力而产生的主动土压力,采用三轴试验的固结不排水剪指标与实际工作状态较一致;计算基坑内被动土压力时,一般宜采用三轴固结不排水剪指标。对于砂土,由于排水固结迅速,可采用排水剪指标,或采用固结不排水剪经孔隙水压力修正后的c值来计算土压力。

2、土压力计算理论

试验已证实了太沙基理论的定性结论:土压力大小取决于位移的大小和位移方向。

3、水土压力的合算与分算

按照有效应力原理,可知“土、水压力分算”比“土、水压力合算”概念要清楚。但水、土压力合算法在一些软黏土地区的临时性开挖工程中土压力计算值与实测值较为符合。如土在有水作用时,墙后土压力主要是水、土压力共同作用的结果。在未搞清水、土耦合效应的前提下,水、土压力合算是一个包含一定的实践经验的综合方法,对工程实践来说是有利的

三、支护结构计算方法

1、静力平衡法

静力平衡法亦称自由端支承法,该法假定围护结构是刚性的,并可绕支撑点转动。围护结构的前侧产生被动土压力,后侧产生主动土压力。静力平衡法适用于围护结构的入土深度不太深即底端非嵌固的情况,此时围护结构由于土压力的作用而达到极限平衡状态。利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。

2、等值梁法

单支撑(锚拉)埋深板桩计算,将其视为上端简支、下端固定支承,变形曲线有一反弯点,一般认为该点弯矩值为零。可把挡土结构划分为两段假想梁,上部为简支,下部为一次超静定结构,其弯矩图不变,该法称为等值梁法。实践表明,等值梁法计算板桩是偏于安全的,实际设计计算常将最大弯矩予以折减,折减经验系数为0.6~0.8。等值梁法基于极限平衡状态理论,假定支挡结构前后受极限状态的主被动土压力作用,但不能反映支挡结构的变形情况,即无法预先估计开挖对周围建筑物的影响,故一般仅作支护体系内力计算的校核方法。

3、弹性地基梁的m法

基坑工程弹性地基梁法取单位宽度的挡墙作为竖直放置的弹性地基梁,支撑简化为与截面面积、弹性模量和计算长度等有关的二力杆弹簧。弹性地基梁法中土对支挡结构的抗力(地基反力)用土弹簧模拟,地基反力的大小与挡墙的变形有关,即地基反力由水平地基反力系数同该深度挡墙变形的乘积确定。但是,工程实践表明,在软土中的悬臂桩支护计算采用m法,计算位移与实测位移有很大差异,实测位移是计算值的好几倍。另外,m法无法直接确定支护结构的插入深度,通常假定试算有很大的随意性。

4、弹塑有限元法

有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向,它的优点是考虑了土体与结构的变形协调,而且可以得出塑性区的分布,从而判断支护结构的总体稳定性。但选取合理的本构模型与计算参数,以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系尚缺乏经验。随着计算机技术及系统科学的发展,为有限单元法的完善提供了更有利的工具。在结构计算方面,建立了能考虑基坑围护结构和土压力的空间非线性共同作用理论及其计算方法,可以高效地完成基坑围护工程的计算。

四、动态设计和施工

深基坑工程是土体与围护结构体系相互作用的一个动态变化的复杂系统,仅依靠理论分析和经验估计是不够的,要加强施工中的监测和动态设计工作。监测是基坑工程施工中的眼睛,只有作好监测工作,才能看清施工方向,了解和预测整个基坑工程系统变化的趋势。当出现险情预兆时,可做出预警,及时采取措施;当安全储备过大时,可及时修改设计,削减围护措施,提高设计与施工水平。

五、深基坑支护工程特点

1、深基坑支护工程是风险性较大的临时工程,具有较高的事故率。深基坑工程一般都是临时工程,安全储备相对较小,造价较高,不确定因素较多,建设单位往往不愿投入较多的资金,因此风险性较大。深基坑工程施工周期长,从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程,常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件,安全度的随机性较大,事故的发生往往具有突发性。

2、深基坑支护工程具有很强的差异性和个性。地质和水文地质条件的不同,自然条件(如降雨)的差别,都会造成基坑支护工程的差异性。即使是同一城市,不同区域也有差异。同时,深基坑支护工程还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力以及周围场地条件有关,使得每个基坑都要根据具体情况具体分析,进行专门设计。

3、基坑工程具有很强的综合性。深基坑支护工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科,是多种复杂因素相互影响的系统工程。它涉及土力学中强度(或称稳定)、变形和渗流3个基本课题,三者需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾,有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾,有的基坑周围地面变形是主要矛盾。

4、深基坑支护工程具有较强的时空效应。深基坑的深度和平面形状,对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中,要注意支护结构的水平位移和土压力分布具有明显的空间效应。作用在支护结构上的土压力会随着时间变化。蠕变将使土体强度降低,使土坡稳定性减小。故基坑开挖时应注意其时空效应,必要时可以进行三维分析。

5、深基坑支护工程具有较紧的工期要求和很高的质量要求。抓紧施工工期,不仅是施工管理上的要求,对减小基坑变形、减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域,甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分,所以,必须保证深基坑支护工程的质量。

六、结束语

我国基坑支护的设计理论有了很大发展,建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中,仍要坚持理论与实践相结合的原则,根据实际选用合理的支护方法。同时,要加强管理和监督,加强关键环节的质量控制。

参考文献:

[1]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程

[2]JGJ 79-2002,建筑地基处理技术规范

[3]GB 50330-2002,建筑边坡工程技术规范

[4]龚晓南,高有潮,深基坑工程设计施工手册.北京:中国建筑工业出版社

第3篇:基坑支护范文

基坑工程周边环境和地质情况复杂性导致基坑安全事故频发,由此造成的人员伤亡和经济损失触目惊心,对基坑稳定性开展深入研究意义十分明显。目前,已有众多研究者对基坑稳定性进行了较为全面的研究,并取得一些研究成果。基坑稳定性全面分析主要包括:整体稳定性分析、基坑坑底土体抗隆起稳定分析、支护桩抗倾覆稳定性分析、基坑渗流稳定性分析等。分析过程极其复杂,同时针对不同土质条件,基坑稳定性侧重有所不同。近年来软土基坑支护工程实践表明,基坑底部土体抗隆起稳定性在基坑支护中往往起决定作用。进行抗隆起稳定性分析时,除对基坑底部土体处置外,通常还调整支护桩的入土深度,以达到基坑底部土体稳定目的,本文基于此,将通过极限分析上限法来确定软土基坑支护入土深度值。

2软土基坑支护坑底速度场分析

软土基坑坑底土体在其一侧土体自重及外荷载作用下达到极限状态时,就会发生塑性流动,而它的流动方向迹线就是速度滑移线(见图1)。假定忽略AE面摩擦力,并假设滑移场土体为Coulomb材料且忽略其自重,基坑承受外荷载为q0,基抗开挖深度为H,土体为均质土且其重度为γ,黏聚力为c,内摩擦角为φ,基坑支护入土深度为t,则基坑支护桩底面以下的坑底土体主动区ABC所受的荷载值为q=q0+γ(t+H),被动区BDE所承受的荷载值为q1=γt。基于Hill机构建立如图2所示的基坑坑底塑性区的速度场。类似于文献[9]的Hill机构分析可知,该速度场由底角为π4+φ2的主动滑移区ABC、中心角为π2的BCD对数螺旋过渡区及底角为π4-φ2的被动滑移区BDE构成。因为塑性流动线ACDE以下的土体不受塑性变形影响,可视为静止状态,故此流动线为一条速度间断线。根据速度间断线特点可知,此线上的任何一点的速度方向与该点切线成φ角,即ACDEBA整个区域的ACDE边界上速度方向与该线成φ角,显然速度方向垂直塑性区一侧的α族滑移线,故而塑性区一侧的α族滑移线的速度vα=0,又在ACDEBA整个区域中α族滑移线均为直线,则此整个区域内的速度vα均为0,同时在刚性区一侧的速度突变为0[9]。

2.1主动滑移区ABC区域速度场分析因AC边界上速度方向与该线成φ角,故而此区域在AB以上的压力q作用下产生以速度v0作垂直于BC面的塑性运动,假定支护桩底面以上的速度为v,则根据AB面的速度相容条件可。

2.2过渡区BCD区域速度场分析在此区域中已知,vα=0,则根据沿β族滑移线速度场基本微分方程。

2.3被动滑移区BDE区域速度场分析因被动区BDE的边界BD的滑移速度方向与边界DE成φ角,不难证明边界BD的滑移速度方向与边界BD垂直,且其大小因在边界BD两侧的速度方向未发生改变而不变,即依旧为v1;并且此区域与主动区ABC有相似的特性,即都是均匀速度区,则被动区BDE可看成以速度v1垂直于BD面斜向上的刚体运动。

3软土基坑支护入土深度上限解

经速度场分析可知:主动区ABC以速度v0与x轴正向成-(π4-φ2)夹角作刚体运动;被动区BDE以速度v1与x轴正向成(π4+φ2)的夹角作刚体运动;对数螺旋过渡区BCD以速度vBCD绕B点按对数螺旋运动。ACDE间断面因其以下土体未发生运动,故而是一个速度间断面,BC,BD两面经上文分析可知并非跟Prandtl机构场一样,而是一个速度连续面。主动区ABC所受的荷载值为q,以速度v且方向垂直向下运动。经上述分析可知,忽略滑动区内土体自重,则此机构场中q做正功,q1做负功,间断面AC,CD,DE及对数螺旋区BCD均存有能量耗散。

4工程算例

采用文献[1]中的工程实例作为算例,该主楼基坑开挖深度H=11.65m,支护桩桩长l=24.55m,超载q0=20kPa。,基坑围护设计参数见表1。根据式(25)和表1,并假设支护桩桩底在土层4内,可计算出该基坑的抗隆起稳定性理论支护入土深度上限解为4.05m,超过3.7m,但是考虑到5-1a土层的参数与土层4接近,且为安全考虑,该主楼支护桩入土深度上限解就是4.05m。此外该基坑实际支护入土深度为12.9m,且坑底土层参数取土层4,5-1a,5-1b的厚度加权值,运用式(27),可以求得该抗隆起稳定性安全系数k为1.94,且与文献[1]中的表2对比可知,本文稳定性分析是合理的,也从侧面上验证了本文基坑支护入土深度上限解。

5结语

第4篇:基坑支护范文

关键词深基坑 支护结构

中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:

深基坑支护工程是近20年来随着城市高层建筑的发展而形成的一门新兴技术,其理论还有待于不断完善。

深基坑支护结构的常用的结构体系:

水泥挡土墙式:包括深层搅拌水泥土桩墙、高压喷射注浆桩墙、粉体喷射注浆桩墙等。

排桩及挡墙式:包括排桩式(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、钢管桩)、板桩式(钢板桩、型钢横挡板)、板墙式(现浇地下连续墙)、组合式(加筋水泥土墙)等。

边坡稳定式:包括土钉墙(加筋水泥土围护墙、灌注桩与水泥桩结合)、喷锚支护等。

逆做拱墙式

基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。

常用深基坑支护结构的适用条件:

水泥挡土墙式: 适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级;水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa;基坑深度不宜大于 6m。

排桩及挡墙式:适于基坑侧壁安全等级一、二、三级;悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;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。

边坡稳定式:适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的排软土场地;基坑深度不宜大于12m;当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。

逆做拱墙式:适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级;淤泥和淤泥质土场地不宜采用;拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8;基坑深度不宜大于12m;地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施。

深基坑支护工程的主要控制要素:

1、深基坑支护设计方案深基坑设计方案合理与否,直接影响着深基坑支护工程的成败。成功的工程设计方案应该是合理安全,科学实用的。现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律,为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。在进入施工现场时,监理人员应对施工方案进行审查,深入了解设计方案,发现问题及时与设计人员沟交流,使得各个程序顺畅有效的进行,从而可以真正地保障工程的质量。

2、施工组织设计方案 建筑施工单位应该认真编制施工组织设计方案,基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”的原则,减少开挖过程中土体的扰动范围,缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间,对称开挖,均衡开挖,合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。

3、施工过程控制 这个阶段是项目的关键阶段,特别要注意突发事件的应对,最好是提前制订好预防措施。

(1)、 深基坑支护工程的施工 深基坑支护工程的施工是集挖土、挡土、围护、防水等多项目结合的系统工程,任何项目的出错都很有可能会导致工程整体的失败。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前,有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境。施工单位应按照规程、设计方案和预先设定好的施工技术规范组织施工,尽量将工程的每个环节都纳于监控之下,确保不出事故,顺利按期完成工程。

(2)、 深基坑周围土体止水效果的控制 在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程的施工带来了相当大的危害。施工单位应该从防水、降水和排水三方面来制订止水方案,根据掌握的地质资料,驶入了解周围环境的实际情况,制定出切实可行的措施。

(3)、深基坑支护的信息化管理 随着现代社会的发展,计算机和网络已经应用到经济生活的各个领域,建筑行业也不例外。在进行深基坑支护工程时,同样需要我们利用现代化的信息技术,以提高工程效率。深基坑支护结构工程监测的内容主要安排以下几项: ①支护结构顶部水平位移;②支护结构沉降和裂缝;③临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝。

(4)、 突发事件的解决 建筑行业的施工参与人员多、技术复杂、工程周期长,从工程开始施工到完成,会发生很多不可预料的问题,工程现场人员遇事不可慌乱,对可能要出现的问题心里有数,事先要做准备,免得事到临头,手足无措。一般情况下的突发事件有: ①基坑内管涌、流砂;②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;③气象异常,出现连续多日的狂风暴雨;④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工。 对于深基坑施工要实行动态控制,发现问题及时纠偏。

结语

基坑支护是个技术专业性较强的工程,设计人员应根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,做出安全、可靠、经济的包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关;在施工过程中,随着地质条件的变化及某些情况的改变,及时做出调整,实现动态控制。

参考文献

第5篇:基坑支护范文

关键词:建筑;基坑支护;质量控制

Abstract: with the development of our national economy, high-rise buildings emerge in a large amount, of deep foundation pit engineering more and more. Foundation pit engineering construction of adjacent buildings, roads and facilities caused a certain degree of serious still can cause accidents. Foundation pit supporting technology become a focus in the study of structural engineer, our country in deep foundation pit excavation and supporting technology has accumulated rich design and construction experience, but the deep foundation pit supporting structure design theory, design principle, operation formula, construction technology is not in deep foundation pit excavation and supporting structure of the actual situation. Once appear construction quality problems, the loss is immeasurable. This paper introduces the foundation pit construction process, several construction mode and construction quality control points.

Keywords: architecture; Foundation pit supporting, Quality control

中图分类号:TU198+.6文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

一、基坑支护及其特点

(一)基坑支护

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。基坑工程是一项风险性工程,它大多是临时性工程,容易受地质条件、水文情况、气候变化、等不确定因素和场地周围环境、工程要求、施工顺序等影响。基坑工程包括维护体系设计施工和土方开挖两部分。深基坑工程的设计与施工既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制支护结构及其周围土体的变形,要提高基坑工程的设计与施工水平,必须正确选择土压力、计算方法和参数,选择合理的支护结构体系,同时还要有丰富的设计和施工经验。

(二)基坑支护施工的特点

1、建筑趋向高层化,基坑向大深度方向发展;

2、基坑开挖面积大,长度与宽度有的达数百米,给支撑系统带来较大的难度;

3、在软弱的土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物、市政设施和地下管线产生严重威胁;

4、深基坑施工工期长、场地狭窄,降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利;

5、在相邻场地的施工中,打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序相互制约影响,增加协调工作的难度;

6、支护型式的多样性。迄今为止,支护型式已经发展到数十种

二、

深基坑支护的施工流程

深基坑支护的施工流程通常包括:施工前准备―支护桩的施工―联系梁等的施工―锚杆的施工―土方开挖。基坑支护首先要做好准备工作,支护桩施工通常采用人工挖孔桩,然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时,先开挖基槽,经验收合格后,才能惊醒抗渗墙混凝土的浇筑,最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后,开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆,安装连系梁,穿外锚具,然后锚固,最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖,注意开挖过程中对周边已有建筑造成的沉降进行观测等问题,此外对挖出的土方要随挖随运,确保把土清理干净。总之,深基坑支护整个施工流程中,要随时随地对工程进行实时监测,掌握工程实际情况,确保施工安全并对后续工作提供决策性指导。

三、基坑支护技术

(一)护坡类支护施工

对采取放坡开挖的基坑工程,首先是要确定开挖放坡坡度及坡高,以确保基坑的稳定性与安全;其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土,要预留150~300厚的坑壁土层采用人工修理边坡;再者是要对坡面进行保护处理,以防止渗水或风化碎石土的剥落。保护处理的方法有水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等;然后是要注意对坡脚处的加固处理,常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法

(二)喷锚支护与土钉墙支护施工

此类支护结构的施工除满足放坡开挖的要求之外,尚应注意的事项主要有:一是基坑开挖一定要按设计要求分段分层进行,严禁超深超长度开挖。二是上下层面板及锚杆(或土钉)的施工间隔应满足养护期要求。三是锚杆施工除应注意根据边坡土质条件、含水情况选用适当的成孔设备之外,成孔深度应超过设计长度的0.3~0.5m,对孔隙较大的杂填土、砂性土等不适宜预成孔的边坡,可选用打入式花管,形成注浆式锚杆。四是对面板设置有钢筋的喷射混凝土,应分二次进行喷射混凝土施工,并应确保喷射混凝土的强度及厚度满足设计和规范的要求。

(三)灌注(桩)墙支护结构施工

无论是人工挖孔灌注(桩)墙,还是机械成孔灌注(桩墙的施工,均要注意采取间隔施工;桩位偏差、轴线和垂直轴线方面均不宜超过50,垂直度偏差不宜大于0.5%;非均匀配筋的(桩)墙的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时,应保证钢筋笼的安放方面与设计方向一致;施工完成后在进行下层土方开挖之前,应采用低应变动测法检测桩身完整性,检测数量不宜少于总桩数的10%,且不得少于5根。此外,还应注意对土方开挖后出露的桩间土的保护和排水的处理。

(四)预制桩类支护结构施工

此类支护结构有预制混凝土桩和钢板桩。首先是要对运到现场的成品桩进行外观检验和材质检验,保证其符合相应的质量标准的要求。其次是要确定合理的沉桩施工顺序与施工工艺。钢板桩接长可采用剖口对焊或加鱼尾板焊接,相邻桩的焊缝宜间隔设置,错开1m以上;对混凝土预制桩则应是单节桩,不宜接长。

(五)深层搅拌桩施工

深层搅拌桩施工可采用浆喷或粉喷,施工中应根据设计要求和地质条件选用合适的施工方法和施工机械、施工工艺,正式施工之前应先试施工以确定施工的各项技术参数。深层搅拌施工应满足设计的搭接要求,每一施工段应连续施工,相邻桩体的施工间隔时间不宜超过24hrs。施工开始和结束处的搭接应采取加强措施,设计要求插入型钢等材料时应在搅拌完成后及时插入。为了保证桩体的完整性和均匀性,应合理划分施工段,宜尽量减少段数,缩短施工段之间的间隔时间,若间隔时间过长,应采取补桩或其他加强措施。施工期间应对桩位、桩长、提升速度、水泥浆(粉)用量等作出如实记录。

(六)高压喷射注浆施工

高压喷射注浆形式有旋喷、摆喷、定喷,可采用单管法、二重管法和三重管法。应根据不同的地质条件和技术要求选择机具设备、喷射参数和浆液配方,并应通过现场试喷确认后方可正式施工。高压喷射注浆孔应间隔施工,且应在注浆施工24hrs并初具强度后,再施工相邻的注浆孔,同时还要特别注意对标高的控制,施工过程中的安全防范措施也应给予充分的重视。

三、基坑支护的质量控制要点

(一)在设计阶段应尽量与房屋设计相结合,使立柱桩尽可能利用工程桩进行设在设计,而由于支护特点在最不利因素同时发生的概率很小,因此在设计计算时一般设计人员往往会在荷载取值(或者是在安全系数取值)时进行打折,这一折扣一般为0.7~0.85左右,折扣的比例一般是由设计的结构工程师凭着经验取值。在进行专家论证时,往往对支护的安全系取值也是凭各专家的经验进行,而且是偏高一点的,所以在支护设计时应严格按土质情况进行取值一点的,所以在支护设计时应严格按土质情况进行取值一点的,所以在支护设计时应严格按土质情况进行取值一点的,并在支护的寿命期内设,并在支护的寿命期内设计的结构工程师应进行跟踪检查

(二)施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定具体措施,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像,对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工。

(三)止水控制

在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑。根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,对周边有建筑基坑,宜采用以堵为主,抽水为辅,否则会导致基坑周围土体与水体的流失,使建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期,反之,以降水为主。

止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。

(四)变形观测

基坑支护结构应按照方案进行变形监测,并有监测记录。对毗邻建筑物和重要管线、道路应进行沉降观测,并有观测记录。

基坑支护工程监测包括: 支护结构检测和周围环境监测.

1.支护结构监测包括:

⑴对围护墙侧压力,弯曲应力和变形的监测

⑵对支撑锚杆的轴力,弯曲应力监测土钉墙支护

⑶对腰梁(围檩)轴力,弯曲应力的监测

⑷对立拄沉降,拾起的监测

2.周围环境的监测

⑴临近建筑物的沉降和倾斜的监测

⑵地下管线的沉降和位移监测等

⑶坑外地形的变形监测

结论:随着高层建筑的发展,深基坑开挖越来越多,深基坑支护难度逐度加大。基坑的施工首先做好设计阶段的工作和施工组织方案的编写,其次要经过对地质条件、水文条件等勘测和其他要素的综合考量,选择基坑支护的种类,做好施工过程中的质量控制保证工程顺利、安全地完成。

参考文献

[1]熊轶.建筑深基坑支护施工技术[j].江西建材,2012(01).

[2]马志全.浅谈高层深基坑土方工程施工[j].山西建筑,2008,34(20).

[3]龚正宇.浅谈高层建筑深基坑支护技术[j].广东建材,2007(12)

第6篇:基坑支护范文

1.1场地周边环境

拟建场地位于福州市马尾区快安,拟建场地原为空地、旧宅基地,地势较为平坦开阔,场地西侧紧邻正在施工的三层地下室,地下室外墙水平间距不到4.5m。本工程设有两层联体地下室,地下室周边底板面结构标高为-8.90m(局部-8.70m、-9.20m),底板厚400mm,下设150厚素混凝土垫层,垫层底标高为-9.45m,开挖深度8.45~8.75m。单桩承台厚1.20m,多桩承台厚1.50~2.00m,至承台开挖深度约10.90m。

1.2工程地质条件

根据勘察野外钻孔取得的地质资料,与基坑开挖有关的岩土层,自上而下分述如下:①填土、②淤泥质土、③粉砂、④淤泥质土、⑤中砂、⑥粉质粘土、⑦粉砂、⑧卵石。本场地对开挖有影响的地下水为赋存于(1)杂填土中的浅部上层滞水和赋存于(3)粉砂层中的承压水,承压水位埋深4.00-5.30m(标高1.10-1.20m)。含水层的平均渗透系数K=6.23-7.61(m/d)。

2基坑支护设计方案

2.1基坑支护方案的选择

(1)若基坑采用内支撑支护,土方开挖施工难度较大,支护造价偏高。(2)除西侧距离相邻基坑较近外,该基坑东南北侧,场地条件较好,可以采用桩锚的支护形式,以节省造价和工期。(3)由于场地西侧条件受限,紧邻另一侧正在施工的基坑,其采用内支撑的支护方式,本基坑若采用锚杆会影响相邻基坑的施工;若整体采用内支撑,则较为浪费;若采用单排桩悬臂支护,变形验算不满足规范要求(见图2、图3,位移达75.66mm,超过福州市建设管理部门相关文件规定)。综合考虑以上因素,除西侧基坑第一级采用放坡及平台卸载,第二级采用双排SMW工法桩+钢筋混凝土圈梁和连梁;基坑其他范围采用外锚式工法桩围护结构,基坑开挖分2级进行,第一级高度约为2m,剩余高度为第二级.第一级按1:0.5放坡素喷,第二级为工法桩与预应力锚索组合支护。典型剖面单排桩支护图如(图2)、典型剖面双排桩支护图如(图4)。

2.2基坑支护设计计算

(1)双排桩的排间距确定桩长为15m时,桩的排间距分别取2m、3m、4m进行验算,计算结果分别见(图6、7、8、9、14、15)。从上述计算结果可以看出:排间距为2m时,变形最大较大达46.36mm,不满足要求;排间距为3m,4m的变形分别为31.27mm,32.61m,均能满足。排间距为4m时,对于计算结果影响不大,但连梁的造价增加,由于场地条件受限,排间距不宜采用4m。因此,排间距取3m较为合适。(2)桩长的确定桩的排间距为3m,桩长分别取12m、15m、18m进行验算,计算结果分别见(图10、11、14、15、12、13)。由图及计算结果可以看出,桩长12m,15m,18m时,分别对应的前排桩变形分别为46.30mm,31.27mm,27.54mm,桩长12m,变形不能满足;桩长15m,18m变形均能满足要求,桩长18m对计算结果影响不大。故桩长取15m较为合适。通过以上计算与分析,本基坑支护的双排桩桩长取15m,桩排间距取3m,较为合理。本基坑支护结构的计算采用理正深基坑6.0软件进行计算,双排桩计算模型如(图5)所示,双排桩支护方案位移及弯矩剪力包络图比较如。

3基坑监测

本工程按上述设计方案实施,于2014年支护及地下室施工顺利完成并回填。通过在基坑周边埋设深层土体水平位移(测斜),支护结构在深度方向的变形情况如(图16)所示。现场实测前排桩最大变形量为38.09mm,深度为0.5m;计算结果显示,前排桩最大变形量为31.27mm,深度为0.0m。现场监测的结果与理论值之间的比较可得以下的结论:(1)前排桩的最大变形量与计算结果较为吻合,但偏大一些。(2)前排桩的变形趋势与理论较为一致,呈“开口型”,最大变形量的位置接近基坑坑顶位置。(3)桩顶的监测值比理论稍大些。(4)通过与现场监测的结果进行比较,采用该简化计算模型进行分析,是具有一定的可靠度。

4结论与建议

第7篇:基坑支护范文

[关键词] 基坑支护 、土方开挖、 排水方案设计

中图分类号: S276 文献标识码: A 文章编号:

对于处在地下水位高的地区进行基坑的开挖施工过程中,由于含水层被切断,在水位压力差的作用下,地下水必然会不断地渗流入基坑,开挖过程中如未能妥善处理好基坑支护及排水的问题,定将造成基坑浸水,使现场施工条件变差,造成边坡失稳等现象,因此,为确保基坑施工安全,必须采取有效的支护和排水措施。下面以昆明滇池国家旅游度假区金家社区第四居民小组盘龙江入湖口处耕植土层为例探讨基坑支护及排水的设计及施工要点。

一、地质概况

昆明滇池国家旅游度假区金家社区第四居民小组盘龙江入湖口处主要为第四系耕植土、第四系冲、淤积,未揭露基岩。对地基土进行工程地质单元层及单元亚层的划分,现将工程地质单元层及单元亚层自上而下简述如下:

⒈耕植土:褐黄色,由粘土及大量植物根茎组成,主要由回填的粘土构成,可塑-软塑,湿,层厚0.5*4.1m,平均厚度1.47m,全场均有分布。⒉泥炭质粘土:深黑色,含大量有机质,软塑,湿。层厚0.2-3.3m,平均厚度1.5m,全场分布均匀3.粉土:为灰色,稍密。湿。层厚1.5-17.9m,平均厚度为8.16m,该层层厚较大且厚度较稳定,全场均匀分布。

4.粘土:灰色,浅灰绿色,湿,可塑,局部夹薄层泥炭质土,层厚0.5-14.6m,平均厚度为4.8m.地貌上属于大陆停滞水堆积成因形成的冲湖积倾斜盆地地貌。受构造影响,昆明盆地长轴与构造线一致。整个场地地下水分布不均匀,地下水位埋深在0.3-3.3m之间,主要为孔隙水。

二、基坑支护方案设计

1、支护方案。

根据地勘报告,基坑开挖深度范围内均是淤泥质粘土,软塑状,土的力学性质较差,对基坑的稳定安全很不利,为保证基坑开挖的安全。坑壁结构的稳定,结合基坑周边环境情况,本基坑的安全等级定位二级。在技术可靠、施工可行、经济性好、保证工期的前提下,本方案采用“放坡土钉墙+挂网喷砼”的支护方式进行支护。坑顶和坑底设置排水系统进行有效排水,保证施工正常进行。

(1)、钢筋网喷锚砼面层设置

坑壁挂设8@200×200钢筋网片,钢筋网片根据各剖面的尺寸和规格进行施工,各网片间焊接或弯钩打结,喷射C20砼,强度理论配合比为水泥:砂:石粉=1:2:2(以砼强度试配报告为准),喷射砼厚度100㎜;钢筋网片在基坑坑顶周边翻遍宽1.0m,同时喷设C20砼保护。

三、降、排水方案。目前,深基坑降水比较常用的有明沟降排水和管井井点降水。其中基坑明沟降排水比较适用于降水深度不大的工程。针对该地区的地质特点及降深要求,设计上采用基坑明沟降排水进行基坑降水,但它只是收集基坑中和坑壁局部渗出的地下水和施工时的其它地下水。

(1)、基坑内集水井设置

土方开挖过程中,视基坑内地下水下降情况,当基坑内还有部分明水时可在基坑内适当位置(基坑中央及各边中心部位)布置几个大的集水坑进行临时降排水,待开挖至基底时,沿坑底四周设18口集水井,铺设300×300排水盲沟,坑内抽水经沉淀池沉淀砂后引流至附近下水管道排放。

(2)、坑外水位观测井(兼回灌井)设置

在基坑各边适宜位置设置水位观测井(兼回灌井),用于监测地下水位变化和必要时做回灌,井深超过坑深1m,直径1000,采用人工挖孔或机械施工工艺成孔。本项以现场场地情况最终确定具体布置和实施方法。

(3)、坑顶截水沟、面层的设置

在基坑顶外侧沿基坑边施工300×300坑顶截水沟(也可用PVC架设),沟身采用砖砌,内侧砂浆抹面避免漏水,地表水通过截水沟将水汇集排走,以免水侵入土体对基坑护壁造成安全隐患。

四、其他要求

①每层坑壁挖出后应及时进行网喷支护,先进行喷砼护壁施工,后进行土钉施工;当天挖出的支护面必须当天实施挂网喷砼进行封闭,避免长时间暴露。

②挖土时严格按自上而下分层分段、由里向外均衡开挖,并分层分段进行支护施工,每层开挖深度应小于1.2 m,严格超挖、欠挖或并层开挖。严禁夜间开挖坑壁工作面。

③要待上层支护全部施工完毕且土钉注浆体强度达到75%以后才能进行下层土方开挖。

④基坑回填之前坑边范围严禁堆载。

⑤施工必须按施工图和相关规范执行。

⑥支护完成后,应该尽快进行基础施工并对支护体系进行保护。

五、土方开挖要求

本工程施工场地狭窄,土方开挖又要配合支护施工,需配置好合理的机械及人力,并做好统筹安排,土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“分层分段开挖、严禁超挖”的原则。

①土方开挖要分层分段进行,严禁超挖欠挖及倒挖;每层开挖深度不能超过1.2m,分层开挖距离不超过20m,在上层作业面支护没有施工完毕之前,不得进行下一层土方的开挖。

②土方先开挖之大面标高,再进行局部坑中坑开挖。基地以上0.3m厚的土体应由人工清挖,严禁机械扰动。

③土方开挖要紧密配合支护施工,并根据开挖土层情况采用不同开挖方法。开挖深度、长度由现场工程技术人员确定,下层土方开挖必须在上层支护体系施工完成且注浆体强度达到75%以上后进行,其他必须符合基坑开挖验收规范及施工要求。

④土方开挖时设专人观察基坑顶及周围土体变形情况,凡是发现肯定有裂缝或位移较大时应立刻停止挖土,并通过现场技术人员及时作出处理。

⑤严禁夜间开挖坑壁工作面。

⑥土方开挖不能损坏已经施工完成的护壁,不能碰到土钉。

⑦基坑开挖过程中,要严格做好将排水工程,基底开挖至标高后应尽快进行基底检查、基坑封顶和基础施工。

六、施工中问题及处理措施

1、雨季施工特别措施

降雨对基坑工程施工影响较大,所以施工之前必须进行周密考虑,统筹安排,尽可能减少雨季对施工带来的影响。雨季开挖护壁时,应加强边坡稳定观测,挖掘机和人员现场值班。

2、坑顶位移

若发现坑顶位移超出报警值,基坑周边有裂缝出现时,应及时进行处理和补强,必要时可采取以下措施:

①回填好土、沙袋等,回填反压土高度至能保证基坑变形完全稳定为止。

②坡顶卸载:坡顶有放坡条件段将一定范围内的土体挖除,减少坡顶荷载。

③在护壁增加锚杆或锚索,对已施工锚杆施加预紧。

④在坑壁施工竖向花管注浆或压工字钢,提高抗滑年能力。

⑤分段进行土体开挖,并分段进行基础施工,让土的应力缓慢释放。

3、截、排水措施

在基坑顶部,采取临时措施拦截地表水,以防下渗或直接流入基坑内。

对地表裂缝,及时采用水泥砂浆封堵,以防地表水下渗。基坑底部,用污水泵抽水,并做好坑底排水设施,使基坑底部尽量保持干爽,以防基坑底部土体泡水软化。

4、基坑坑壁渗漏。由于围护结构桩间存在缝隙,基坑外的地下水可以透过这些缝隙向基坑内渗流。对坑壁渗流必须及时处理,我们利用软导管在渗漏点处进行引流,然后用快硬水泥进行封堵,在其达到一定的强度后,将导管用铁丝扎牢。

第8篇:基坑支护范文

关键词:深基坑支护;设计要点;结构类型;技术难点

一、深基坑支护方案设计要点

深基坑支护方案设计的重点在于深基坑工程总体方案的设计、深基坑周边围护结构形式的确定、支撑与锚固系统的选择、地下水控制及深基坑检测等方面。

1、影响深基坑支护方案确定的主要因素有:

(1)、深基坑所处场地的土层情况及其物理力学指标;

(2)、地下室外墙到用地红线距离,周边管线、临近建筑的情况等周围环境条件;

(3)、地下水的类型及分布、静止水位高度及水量大小情况;

(4)、深基坑面积及形状,主楼所处的位置及深基坑开挖深度;

(5)综合造价、工期、施工难度等各方面因素。

2、深基坑工程总体方案主要有顺作法、逆作法、顺逆结合法。

顺作法是传统的开挖施工方法,施工工艺成熟,支护结构与主体结构相对独立,施工比较便捷;逆作法则是支护结构与主体结构相结合,利用地下室楼层梁板作支撑,经济性好,但施工难度大。顺逆结合法,可充分发挥两者的优点,常采用中心岛顺作,深基坑周边逆作的方式。

深基坑周边围护结构常采用排桩和地下连续墙。排桩多用混凝土灌注桩,平面布置灵活,施工简单,较地下连续墙成本低。地下连续墙整体性强,防水性能好,但工程造价高,入岩难度大,工艺复杂。深基坑的支锚系统常采用内支撑和锚杆。内支撑支撑刚度大,控制深基坑变形能力强,而且不需侵入周边地下空间,但大量内支撑和竖向支撑需要设置和拆除,经济性较差,施工难度大。锚杆与内支撑相比,无需设置和拆除大量内支撑和竖向支撑,经济性好,为深基坑工程土方开挖和地下结构施工提供空间,但锚杆需侵入周边土体,控制深基坑变形能力不强。

二、深基坑支护结构类型

1、悬臂式支护结构

是指不加任何支撑或锚,只靠嵌入基坑底下一定深度的岩土体平衡上部土体的主动土压力、地面荷载以及水压力的支护结构。有地下连续墙、排桩结构。就该种支护结构而言,其嵌入深度极为关键。但是因为基坑底以上部分呈悬臂状态,不具有任何支点作用,桩顶位移及构件弯矩值相对较大,对支护结构构件有很高的要求。所以,该种结构应用广泛于基坑深度较小、土质条件较好以及对基坑水平位移要求不高的基坑。

2、内支撑结构

其结构形式由内支撑系统和挡土结构组成。内支撑为挡土结构的稳定提供足够的支撑力,对两端围护结构上所承受的侧压力加以平衡,一般钢筋混凝土支撑和钢支撑应用较为普遍。挡土结构主要承受基坑开挖所产生的水压力和土压力,通常采取排桩和地下连续墙结构。内支撑结构形式广泛应用于市政工程施工中。

3、拉锚式支护结构

其结构形式由挡土结构和外拉系统组成。外拉结构可分为两种:锚杆(索)支护结构和地面拉锚支护结构。锚杆(索)支护是由挡土结构及锚固于基坑滑动面以外的稳定土体的锚杆(索)组成。地面拉锚支护结构由挡土结构、拉杆(索)和锚固体组成。常用于深度及规模不大的基坑。

4、土钉墙支护结构

又叫土钉支护技术,是在原位土中密集设置土钉,并在土边坡表面构筑钢丝网喷射混凝土面层,支护边坡或边壁主要借助面层、土钉以及原位土体三者的共同作用。同时,土钉墙体构成了一个就地加固的类似重力式挡土结构。相较于已有各种支护方法,土钉墙支护结构具有设备简单、施工容易、需要场地小,开挖与支护作业可以并行、成本低、总体进度快,而且噪声小、稳定可靠、无污染、经济效益与社会效益好等,广泛应用于国内外的边坡加固与基坑支护中。

5、复合式支护结构

由于各种支护结构自身具局限性,地质的复杂性,以及施工现场环境的不确定性,必须对各种支护结构进行结合使用。复合式支护结构就是由地下连续墙、排桩、预应力锚杆、土钉及喷射混凝土等组合形成的综合性支护结构。在综合运用各种支护优点的基础上,复合式支护结构工程造价低,社会经济效益显著,但由于综合了各种支护结构,要求设计和施工要有较高水平。

三、深基坑支护设计中若干技术难点分析及解决方法

1、支护结构侧向土压力的计算

支护结构的计算,首先是土压力的取值问题。土压力的分布和计算,目前国内普遍采用古典的朗肯土压力理论,且假定支护结构是竖直的,土压力的作用方向水平,墙背光滑,不计土体对支护体的摩阻力。朗肯土压力理论用到支护结构计算上时,由于该理论的主动土压力和被动力土压力是建立在极限平衡状态概念的基础上。据现有的研究结果表明,达到被动土压力的位移一般为达到主动土压力位移的10-50倍。在实际工程中,由于支护结构常常不允许产生达到被动极限平衡状态时所需要的位移,实际的被动土压力一般均低于被动极限值。因此,在进行支护结构计算时,用朗肯土压力理论计算所得到的被动土压力是偏大的,使用时需要折减。折减系数的取值与被动区上体的土质和支护结构的型式密切相关,应根据被动区土体的土质和支护结构型式,以及对支护结构位移限制的程度,采用不同的折减系数。譬如对水泥土重力式挡墙,当被动区的土层为淤泥质粘土时,折减系数宜取0.5-0.6;当被动区土层为砂性土或被动区土体已经过水泥搅拌桩改良时,折减系数可取0.75-0.85。对于被动土压力的计算,如考虑土体的弹性抗力作用,会更接近于实际。由于土的弹塑性性质,其抗力问题比较复杂,目前仍普遍按弹性地基的假定进行计算,通常采用文克勒假定的弹性地基上竖直梁的计算方法。

2、用H.B1um理论计算悬臂式板桩墙支护结构

悬臂式板桩墙支护结构的内力计算,目前多用H.Blum理论来求解。此理论假定坑底出现的被动土压力近似地发生在弯点下面,并在这部分阻力的中心处(C点)用一个反力Rc来代替,支护桩插入深度t0用X来表示,它必须满足围绕C点使∑Hc=0的条件。由于土的阻力是向板桩方向逐渐增加,使用∑Hc=0的等式时会得到一个较小的插入深度,H.Blum建议计算所得的X增加20%,即插入深度t0=u+1.2X。为简化计算,H.Blum提供了理论计算曲线图,避免了多次方程求解,为计算提供了方便。

3、土水压力的计算

传统深基坑侧上压力的计算理论主要以朗肯理论和库仑理论为基础,这两种理论无论在基本假设上,还是在计算原理上都存在一些缺陷。主要表现为:①实际深基坑工程围护墙通常不满足古典土压力理论的假设条件。②古典土压力理论没有考虑围护墙的变形过程,而仅以墙移达到使墙后土体出现极限状态的平衡条件为计算依据.实际上围护墙变形通常达不到使土体出现极限平衡状态的位移值,且其变形是随开挖的深入而变化的,上压力也随着变化。此外,传统深基坑侧土压力的计算方法没有顾及深基坑坑内外通常存在较大水位差的实际情况,忽视了渗流效应对土压力的影响等问题。在设计时,应当注意影响土水压力的若干因素。具体包括:土体的应力状态和应力路径、孔隙水压力、边界条件等。

四、结语

由于深基坑工程及其复杂、多变,所以在施工中经常会遇见突发问题,尽管我国不同地区已经开展了很多经验,而且有很多成功案例,但是和国际先进技术比起来仍有很大的差距,因此,必须努力开展这方面的问题的研究,以适应现代化经济的需要。

参考文献:

第9篇:基坑支护范文

【关键词】:深基坑、桩锚支护、抗拔试验、变形观测

1. 前言

随着高层建筑的发展,充分利用地下空间,深基坑工程支护结构形式的选用受到基坑开挖面积、场地的岩土工程性质、水文地质条件、周边环境条件等诸多因素的影响。因此,深基坑支护结构的类型具有多样性和复杂性。桩锚支护结构是基于排桩支护结构基础上的一种改良方法,是通过刚性支撑和柔性支挡两种不同支护结构形式的组合,通过设置单层或多层预应力锚索使排桩坑底嵌固深度显著降低,沿竖向排桩应力分布趋于均匀,并有效减小主动侧压力产生的水平侧移,以保证基坑的安全性[1]。为此,本文结合工程实例对桩锚支护结构在深基坑设计与施工中的应用进行了探讨。

2. 工程概况及地质条件

2.1 工程概况

该工程位于合肥市繁华大道与松谷路交口西南角,地上33层,高120m,框剪结构,设3层地下室,基础类型为大直径人工挖孔桩,基坑长约135米,宽约90米,基坑开挖深约14米。

该建筑场地周边环境条件较复杂,场地北侧、东侧紧临城市主干道,人行道下有电缆、供水、污水、通信等重要市政管线,这些设施距基坑6-10米不等,场地西侧和南侧为主题公园,距用地红线仅3m。因此本工程必须进行垂直支护,且应严格控制支护后基坑边坡的水平位移。

2.2 地质条件

拟建场地地势平坦,地质条件简单,地下水主要为杂填土中的上层滞水,地质情况及支护设计计算参数见表1。

3.1 基坑的特点

综合分析本工程周围场地地理位置、土质条件,基坑开挖深度及周边环境条件等多种因素。本基坑具有以下几个特点:

(1)开挖深度比较深,大面积开挖深度达14m,属一级基坑。

(2)场地受用地红线及施工通道的影响,整个基坑全部采用桩锚支护结构垂直支护。

(3)虽然地基土质以粘性土为主,土层渗透系数不大,但基坑周边有雨、污水管,需特别注意管线渗漏对土质造成的影响,特别是上层杂填土的影响。

(4)基坑开挖深度内是具有膨胀性的膨胀土层,土方开挖后支护的及时性对基坑的成败有很大影响。

3.2 设计方案

由于拟建场地狭小,周边建(构)筑物在基坑施工中不允许发生较大变形的沉降。经多种方案比较,从安全与经济角度考虑,采用大直径灌注桩与锚索联合支护结构型式,通过桩与锚形成复合体,提高基坑的整体稳定性,充分利用了灌注桩刚度好的特点,保证下层土体的整体稳定性,典型的支护剖面如图1所示。

桩锚支护结构是一端与围护结构(桩)连接,另一端锚固在土体中,将围护结构承受的侧向荷载通过锚索的拉结作用传递到周围稳定的地层中去。它具有开挖工作面开阔、工期较短、工程结束后不必拆除等优点。本基坑采用大直径人工挖孔桩+预应力锚索进行支护,桩径0.9mm,桩长20.0m,嵌固深度6.0m,桩间距2.0m,内置22B22螺纹钢,锚入冠梁不少于0.5m,桩身和冠梁砼强度等级均为C30。共设三层预应力锚索,锚索孔径150mm,锚索长度22m、22m、20m,锚索间距同桩间距,倾角15°。

4. 位移监测结果

本工程围护体施工、基坑开挖和地下结构施工期间实施动态管理,严密进行监测,监测内容主要为支护结构的水平位移,共20监测点,表2列出了最具代表性的3个监测点的水平位移结果,测量数据表明,在基坑开挖和使用期内,最大水平位移为28mm,基本与计算值相符,符合规范对基坑变形控制的设计要求,对基坑周边建筑物、管线未造成不良影响。通过计算结果与实测位移的对比,说明了桩锚支护结构的可行性。

表2 基坑变形观测结果

从图2 可以看出,变形计算值在基坑开挖前期较小,在开挖后期变形速率明显增大,而变形实测值的变形速率比较稳定。这和上层土质有较大的关系,土方开挖后,上层较差土质的原状性质很容易被各种因素所破坏,土的力学性能变差,导致开挖前期,实测的变形值大于计算的变形值;而由于前期的变形,支护结构更快的开始发挥作用,导致开挖后期实测的变形速率要比计算变形速率要小。但总体来说,在基坑开挖到设计底标高时,变形实测值一般都要小于变形计算值。

5. 锚索抗拔结果分析

对锚索的抗拔试验结果分两个方面分析,一是在各级荷载作用下,锚头的位移量相对稳定;二是锚头的弹性变形不应小于自由段变形计算值的80%,且不应大于自由段长与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。锚头的理论弹性变形量由下式计算:

式中: :理论伸长值(mm);

N:张拉荷载(N)

L:锚索自由段和张拉工作段长度(mm)

A:锚索面积(mm2)

E:锚索实测弹性模量,取1.95×105Mpa

按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)的有关规定,现场抽取了8根锚索进行了抗拔试验,试验采用分级加荷载法,并按锚索轴向最大受拉承载力设计值的10%、20%、40%、60%、80%、100%逐级加荷,试验结果见表2。根据表2的结果,本工程所抽查的8根锚索的实测位移量均在允许范围内,锚索抗拉力均达到设计要求,受检锚索受拉尚未进入极限状态。

从表2、表3可以看出,锚固段长度相同而自由段长度不同的锚索在同样的试验条件下,锚索总长度长的最大外拔量较大,而回弹率较小,这说明锚索的自由段的长度应比理论计算结果稍短更加符合实际的受力情况,这样所施加的预应力可以适当提高,可以更好的控制基坑的变形。

表3 各级荷载作用下锚索的抗拔结果

从图3可以看出,在锚固段长度一定情况下,自由段长度大的荷载位移曲线斜率更陡,锚索更容易进入到极限状态,产生相同位移时所需的荷载更小。所以,合理的锚索自由段长度应取理论计算值和满足锚筋伸长率允许值所对应的锚筋长度两者中的小值。

6. 结语

1)、建设单位应重视深基坑的设计、施工工作,不能图省钱,从源头杜绝深基坑设计粗制滥造,深基坑施工偷工减料等不良问题,避免围护结构倒坍事故的发生。

2)、基坑支护设计应综合考虑基坑特点、土质条件、周边环境及工程要求等因素,选择技术先进、合理、安全、适用的支护型式。

3)、施工过程中必须坚持信息化管理,不仅一定要有专业技术人员在现场指导施工,对施工中出现的问题随时进行调整,还要坚持监测系统和施工配合作业。根据现场情况及时分析原因,调整设计。

4)、土方开挖必须与土钉施工同步进行,严禁超挖,土方开挖不宜一味追求进度,土钉施工必须在浆液达到一定强度后方可进行下一层施工,否则事倍功半,严重影响施工质量且延误工期。

参考文献

[1] 王利风、余尧天、方建忠等.大型地下室深基坑综合围护施工技术[J].浙江建筑,2005,22(1):33-36。