基坑支护的结构知识.docx

基坑支护结构知识　　我国大量的深基坑工程始于20世纪80年月，由于城市高层建筑的快速进展，地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要，高层建筑需要建设肯定的地下室近几年，由于城市地铁工程的快速进展地铁车站、局部区间明挖等也涉及大量的基坑工程，在双线交叉的地铁车站，基坑深达20-30m水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题　　无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程，由于都是在城市中进行开挖，基坑四周通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容，要爱护其周边构筑物的平安使用而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成铺张，但支护结构担心全又势必会造成工程事故因此，如何平安、合理地选择合适的支护结构并依据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容以下简洁介绍当前基坑工程中常见的支护结构类型及不同地基土条件下的基坑工程支护结构选型原则　　1 基坑支护的类型及其特点和适用范围　　1.1 放坡开挖　　适用于四周场地开阔，四周无重要建筑物，只要求稳定，位移掌握五严格要求，价钱最廉价，回填土方较大　　1.2 深层搅拌水泥土围护墙　　深层搅拌水泥土围护墙是采纳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。

水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土具有挡土、止水的双重功能一般状况下较经济施工中无振动、无噪音、污染少、挤土稍微,因此在闹市区内施工更显出优越性水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可实行中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移其次是厚度较大,只有在红线位置和四周环境允许时才能采纳,而且在水泥土搅拌桩施工时要留意防止影响四周环境　　1.3 高压旋喷桩　　高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对四周　　建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,简单引起污染对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严峻腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管四周凝固,均不宜采纳该法　　1.4 槽钢钢板桩　　这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成槽钢长6～8m ,型号由计算确定。

其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用施工便利,工期短不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需实行隔水或降水措施抗弯力量较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚支护刚度小,开挖后变形较大　　1.5 钢筋混凝土板桩　　钢筋混凝土板桩具有施工简洁、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采纳锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严峻,在城市工程中受到肯定限制此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高但由于其截面外形及配筋对板桩受力较为合理并且可依据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式　　1.6 钻孔灌注桩　　钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用其多用于坑深7～15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8～9m 的臂桩围护墙钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对四周环境影响小墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小当　　工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、便利、工期短桩间缝隙易造成水土流失,特殊时在高水位软粘土质地区,需依据工程条件实行注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应当慎用桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特别工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特殊慎重。

　　2 浅述基坑支护结构的类型及设计原则　　1.7 地下连续墙　　通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和简单，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备　　1.8 土钉墙　　土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定土钉墙主要用于土质较好地区,我国华北和华东北部一带应用较多,目前我国南方地区亦有应用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,稳定牢靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应乐观推广　　1.9 SMW工法　　SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙SMW 支护结构的支护特点主要为:施工时基本无噪音,对四周环境影响小结构强度牢靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,特殊适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕可以协作多道支撑应用于较深的基坑此工法在肯定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上假如能够实行肯定施工措施胜利回收H 型钢等受拉材料则大大低于地下连续墙,因而具有较大进展前景。

　　1.10 基坑支护选型小结　　基坑支护型式的合理选择，是基坑支护设计的的首要工作，应依据地质条件，周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采纳柔性支护，如土钉墙等；当周边环境要求高时，应采纳较刚性的支护型式，以掌握水平位移，如排桩或地下连续墙等同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采纳锚杆简单造成周边土体的扰动并影响周边环境的平安，应采纳内支撑型式较好；当地质条件特殊差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采纳地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式基坑支护最重要的是要保证周边环境的平安　　2.基坑支护的设计要求　　基坑支护作为一个结构体系，应要满意稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载力量极限状态和正常使用极限状态所谓承载力量极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，消失较大范围的失稳一般的设计要求是不允许支护结构消失这种极限状态的而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳　　因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的平安系数，不致使支护产生失稳，而在保证不消失失稳的条件下，还要掌握位移量，不致影响周边建筑物的平安使用。

因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并依据周边环境条件，掌握变形在肯定的范围内　　一般的支护结构位移掌握以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测水平位移掌握与周边环境的要求有关，这就是通常规范中所谓的基坑平安等级的划分，对于基坑周边有较重要的构筑物需要爱护的，则应掌握小变形，此即为通常的一级基坑的位移要求；对于周边空旷，无构筑物需爱护的，则位移量可大一些，理论上只要保证稳定即可，此即为通常所说的三级基坑的位移要求；介于一级和三级之间的，则为二级基坑的位移要求　　对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于30mm，对于较深的基坑，应小于0.3％H,H为基坑开挖深度对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝，因此，一般的基坑最大水平位移应掌握不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生担心全的感觉　　一般较刚性的支护结构，如挡土桩、连续墙加内支撑体系，其位移较小，可掌握在30mm之内，对于土钉支护，地质条件较好，且采纳超前支护、预应力锚杆等加强措施后可掌握较小位移外，一般会大于30mm。

　　结语：基坑支护是一种特别的结构方式，具有许多的功能不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要依据详细问题，详细分析，从而选择经济适用的支护结构