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超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究
超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

土木工程学报CHINACIVILENGINEERINGJOURNAL

第39卷第10期2006年10月

Vol.39No.10Oct.

2006

超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

刚1刘晓纲1韩

森2

(1.重庆大学,重庆400045;2.吉林大学,吉林长春130026)

摘要:通过对深圳假日广场超深基坑预应力锚索复合土钉支护结构进行全方位的原位测试试验,收集了关于土钉拉力、锚索应力、孔隙水压力、面层土压力的大量数据,旨在研究钉—锚—土三者的工作性状、相互作用机理,以及随基坑开挖、锚索张拉、降雨、卸载等外界环境变化对支护结构的响应规律。试验结果表明预应力锚索复合土钉支护结构具有开挖效应、时间效应、空间效应、降雨滞后效应;指出土钉拉力并非随基坑开挖深度递增,潜在滑移面并非通过基坑坡脚;揭示了预应力锚索的主要作用不在于分担或改善支护结构受力状态,而在于提高边坡抗滑移稳定性和减小边坡位移,并就设计和施工提出了一些合理建议和应注意的问题。关键词:超深基坑;预应力锚索复合土钉支护;原位测试试验中图分类号:TU41.3

TU94+2

文献标识码:A

文章编号:1000-131X(2006)10-0092-06

In-situtestofcompositesoilnailingforadeepfoundationpit

YaoGang1LiuXiaogang1HanSen2

(1.ChongqingUniversity,Chongqing400045,China;2.JilinUniversity,Changchun130026,China)

Abstract:In-situtestwasconductedfortheprestressedanchorropecompositesoilnailingofadeepfoundationpitfortheShenzhenHolidayPlazatostudythecharacteristics,themechanismofinteractionbetweensoilnailing,prestressedanchorropeandsoil,andtheresponseofretainingstructuretochangesintheexternalenvironment,suchasfoundationpitexcavation,anchorropetensionandrainfall.Datawerecollectedontensionofsoilnailing,stressofanchorrope,porewaterpressureandearthpressure.Thetestrevealstheexcavationeffect,timeeffect,three-dimensionaleffectandrainfalllaggingeffectoftheprestressedanchorropecompositesoilnailing.Thetestalsoindicatesthattensioninsoilnailingdoesnotincreasewiththeexcavationdepth,andthepotentialslipplanedoesnotpassthroughthebaseoftheslope.Themajorfunctionoftheprestressedanchorropeisnotforresistingshearorreducingstressintheretainingstructure,butratherforimprovingthestabilityofslope.

Keywords:ultra-deepfoundationpit;prestressedanchorropecompositesoilnailing;in-situtestE-mail:yaocqu@vip.sina.com.cn

引言

随着预应力锚索复合土钉支护技术不断在工程实践中的成功应用和推广,但其理论研究却相对落后。目前国内大型室内模型试验及足尺墙试验几乎没有,全方位的工程现场原位测试也寥寥无几。本文通过对预应力锚索复合土钉支护结构的全方位现场原位测试,旨在了解钉、锚、土三者的相互作用机理,为预应力锚索复合土钉支护的设计与施工提供一定程度的指导作用。

1工程背景

假日广场深基坑支护工程位于深圳南山区华侨城以西,北邻世界花园,南邻深南大道和深圳地铁,与世界之窗隔路相望,号称“深圳第一坑”。基坑东西向长308.2m,南北向宽46.5~82.5

m,总开挖面积近2万m2。基坑支护平面图及开挖深度见图1。

基金项目:重庆市建委基金(城科2005(73))作者简介:姚刚,博士,副教授收稿日期:2005-10-09

图1基坑支护平面图

Fig.1Planeoffoundationpit

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?第39卷第10

期图3各排土钉内力日程曲线

Fig.3

Tension-timecurveofsoilenailing

场地地层分布:①人工填土层(Qml);②第四

系坡洪积层(Qdl+pl);③第四系残积层(Qel);④燕山期基岩(γ53);基坑南侧主要为粒质粉质黏土。

本基坑支护主要方案为:基坑东、西、北侧采用人工挖孔桩和预应力锚索并结合上部放坡土钉墙支护方法;基坑南侧采用土钉加预应力锚索型复合土钉墙进行支护,坡面80°,共10层(见图2)。南侧基坑开挖和支护分10步进行,第一步开挖深1.25m,往下每步开挖深度为1.4m,最后一层因施工原因开挖1.9m。

2试验方案

[1]

在基坑南侧布置两组原位测试点,限于篇幅本文

仅讨论其中一组。测试点各排土钉从距离土钉端部1m开始(第十排从距端部0.75m开始),每隔2m设置一个GJJ-10型振弦式钢筋应力计(第十排每隔1.5m),预应力锚索在张拉锁定端头设置MSJ-201型振弦式锚头测力计,在各排土钉坡面中间位置设置TYL-20型振弦式土压力盒。测试点共安设钢筋应力计30个、锚头测力计3个、土压力盒9个,孔隙水压力计6个,原位测试元件布置及编号详见图2。

3测试结果分析

3.1

支护结构内力

自2004年9月至2005年7月对测试点的土钉拉力以及土压力的变化情况进行了长达十个月的测试,收集到了大量的有利于指导工程施工和科学研究的数据。在整个测试分析过程中,着重研究支护结构内力随基坑开挖、地下水、降雨、坡顶加荷卸荷、预应力锚索张拉等因素的变化规律。测试结果如图3~5所示(图中纵轴上半轴为土钉或锚索拉力,单位:kN;下半轴为基坑开挖深度,单位:m)。图2原位测试元件布置图Fig.2Arrangementofinstruments

姚刚等?超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

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?土木工程学报2006年

从图3~5中可以发现如下规律:

(1)土钉受力具有时间效应。每层土钉从刚刚置

入开始便发挥作用,无论下一层开挖与否,在钉体内

都将形成一定的拉力,并随时间的延续而逐渐趋于稳定。这说明开挖后边坡土体内应力的释放是一个缓慢的过程。土体是多相介质,基坑开挖引起的超孔隙水

压力的消散与时间有关,同时土骨架又具有蠕变性[2]

这些因素都使得基坑开挖后土体应力具有时间效应,因此土钉支护结构的钉体拉力变化同样也表现出时间效应。根据实际测试观测,在每层开挖完成立即置入土钉后并保证下一层不开挖和外界环境变化不大的条件下,钉体内的拉力通常需要一周左右的时间才能趋于稳定。

(2)土钉受力具有明显的开挖效应。土钉置入土体后钉体内拉力的增长开始较大,以后逐渐趋于稳定,直到下一层土体开挖,钉体内拉力将形成一个突变。不同位置钉体内拉力的变化幅度受开挖影响是不一样的,越靠近开挖位置的土钉钉体内拉力增长幅度越大。通常从本层土钉以下开挖5层以后,钉体内拉力的增长受开挖的影响几乎不再有明显的反应,甚至钉体内拉力会出现一个明显的负增长(见图3中T1、T2),但这种负增长仅仅会出现在靠近地表的几层土钉内。这说明预应力锚索复合土钉结构中土钉钉体内的拉力并不是随着基坑开挖深度的增加而一成不变地增大。故在稳定性分析和设计时应对此种现象予以考虑,仅从稳定性角度考虑时,上部土钉不宜设计得过长。

(3)对比纵向各排土钉拉力随时间延续的变化情况可以发现:靠近地表的上部土钉拉力在开挖后很快就能达到较稳定的状态,并随开挖深度的增加拉力峰值会出现一定的衰减;而下部土钉的拉力达到稳定状态则是一个相对漫长的过程,且拉力峰值一直在不断

上升。这也从另一方面反应了土体与土钉所形成耦合体的应力变化趋势,以及随着优势滑移面的形成,应力由上到下的传递规律。但总体来说,由于预应力锚索的影响,最下面一层土钉承受的拉力仍然是各排土

钉中最小的,这一点与传统土钉墙[3]

存在明显的不同。

图4各排土钉拉力沿钉长分布

Fig.4Tensiondistributionalongnaillength

图5各排土钉最大拉力及位置沿深度分布

Fig.5Maximaltensileforceanddistributionalongdepth

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?第39卷第10期(4)复合土钉支护结构中土钉受力具有空间效应。图中在每一层开挖阶段内土钉拉力发生较为明显的变化是由于与其相邻位置的其他开挖层段的开挖施工引

起,但相邻施工层段开挖对其拉力影响的幅度不如结构所在位置开挖影响的大。

(5)在基坑开挖完成后,靠近地表的几排土钉拉力均表现出不断起伏波浪线式的变化特征,而此段时间正值深圳雨期,可见靠近地表的土钉拉力对降雨反应敏感。比较第一、二排土钉拉力因降雨所引起的变化幅度可知:越靠近地表的土钉受影响的程度越大。而降雨对深层土钉拉力的影响却远不如上层土钉那样明显。另外,降雨对土钉拉力变化的影响具有时间滞后效应。通常在降雨两天后,受影响的土钉拉力才达到峰值,然后逐渐衰减到降雨前的水平。

(6)预应力锚索施加预应力将对其附近土钉拉力有显著的影响,但对距其较远的土钉拉力没有什么影响。观察图3中预应力锚索张拉前后的变化,第三、五、七排锚索的张拉分别使二、四、六排土钉拉力突然减小,而对其他各排土钉拉力无明显影响。这说明预应力锚索上预应力的施加分担了其周围土钉的部分拉力,同时也说明预应力锚索对改善土钉支护结构的受力情况所影响的范围不大。鉴于此,预应力锚索应用于土钉支护结构中更主要的作用不在于分担或改善结构的受力,而在于提高边坡的抗滑移稳定性和减小边坡位移。

(7)图3中所示的两次卸载是处于安全考虑分别于基坑开挖至第八层和基坑开挖到底后将基坑边约10吨的钢筋、工字钢转移。从中可以看出,卸载仅对靠近地表的几层土钉拉力有影响,且对越靠近地表和基坑坡面位置的钉体拉力影响越大。

(8)预应力锚索张拉完成后都有一定的应力损失,但损失不大。另外,预应力锚索也具有开挖效应,但不如土钉那样明显。除了第七排的锚索外,第三、五排的锚索受开挖、降雨、卸载等外界环境变化的影响不大,拉力整体表现平稳,最上面第三排的锚索拉力略有下滑趋势,中间第五排的锚索拉力稍有增长。而最下面的第七排的锚索除了受开挖影响较大外,在开挖完成后拉力仍然在不断增大,可见靠近基坑中下部布置的锚索对基坑的稳定性发挥了积极的作用。这也表明,靠近基坑中下部布置的锚索较靠近基坑上部布置的锚索更有利于基坑的安全。

(9)就单根土钉拉力沿钉体分布而言,预应力锚索复合土钉支护结构中各排土钉的拉力分布与传统土钉墙中土钉拉力分布无太大区别,仍然表现为两头小

中间大的不对称曲线分布形式。土钉刚刚置入土体

后,钉体内拉力的峰值点通常位于钉体前半部分,随着开挖的进行和时间的延续,钉体内拉力峰值点的位置逐渐向钉体中后部转移,这说明后面的土体被逐渐调动并参与到整个支护结构中形成复合的受力机制。

(10)从各排土钉靠近喷射混凝土面层部分的受力情况来看,靠近面层区域的钉体拉力都比较小,其分布形式与钉体最大拉力随深度分布规律一样,也呈现出上下小,中间大的分布规律。如果着眼于面层受力平衡的角度分析,可以推断出喷射混凝土面层所承受的侧向土压力较小。

(11)图5反映了预应力锚索复合土钉支护结构中各排土钉拉力峰值及其位置随基坑深度的分布情况。从中可以看出:土钉拉力峰值沿深度分布上呈现上下小、中间大的分布形式,且最大峰值点位于基坑边坡中偏下的位置。下部土钉拉力的峰值约为上层土钉拉力峰值的1/3,上层土钉拉力峰值约为中部土钉拉力峰值的1/2。各排土钉拉力峰值点的位置并没有呈现出类似于圆弧式的分布特点,尤其是在坡脚附近,土钉最大拉力峰值点的位置并非靠近坡脚。这有别于传统土钉墙中土钉最大拉力位置的分布形式,同时也说明了预应力锚索复合土钉支护结构的潜在滑移面并非通过坡脚。图中还揭示了土钉在沿基坑深度布置上宜采用上下短、中间长的形式。3.2

面层土压力

试验中为了获得有效土压力,在测试点基坑边不

同的深度上埋设了6个KXR型钢弦式孔隙水压力计和9个土压力盒(见图2),由实际测量的土压力值减去孔隙水压力的大小即为有效土压力。试验中有关土压力和孔隙水压力的各测试数据如图6~8所示。由面层土压力、孔隙水压力的时程曲线及其沿深度的分布情况,经分析可以得到如下呈规律性的变化:

(1)图6中9条土压力时程曲线走势比较平稳,并没有出现因开挖引起面层土压力陡增的现象,可见基坑开挖对面层土压力的影响不大。这也说明了置入土体的土钉在土体中形成骨架约束了土体的变形,从而有效地减小了面层土压力。

图6面层土压力日程曲线

Fig.6Soilpressure-timecurveofsurface

姚刚等?超深基坑复合土钉支护结构原位试验研究

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?土木工程学报2006

图7孔隙水压力日程曲线

Fig.7Porewaterpressure-timecurve

(2)图6中曲线TYL2、TYL3、TYL4、TYL6均有一个较大的突变,这是由于对预应力锚索施加预应力,导致预应力锚索附近面层土压力产生突变。从中还可以发现,M5张拉仅仅使靠近其上部TYL4的土压力增大,对TYL5没有影响;M7张拉仅仅使靠近其上部TYL6的土压力增大,对TYL8没有影响;而M3张拉却同时增大了靠近其上下两个土压力盒TYL2、TYL3的土压力。对此的解释是施工时违规操作,在开挖完第四层并做好第四排土钉和面层后才对M3进行张拉,所以施加预应力后导致M3所在位置的上下两个土压力盒上土压力的增大;而M5和M7

则是在张拉完成后才开挖下一层,所以张拉仅仅使靠

近其上部土压力盒的土压力增大。从这里反映出预应力锚索所影响的面层土压力的范围有限,说明在预应力锚索复合土钉支护结构中,预应力锚索在改善结构内部受力方面所起的作用不是特别明显,这里得到的结论与土钉内力分析时得到的结论是一致的。从整体结构协调受力的角度很容易对此做出解释,其原因就在于面层喷射混凝土是一种柔性支挡结构,不易将锚索上施加的预应力有效地向周围扩散,从而导致了面层土压力和土钉内力受预应力锚索影响的范围有限。

(3)图6中还可以看出:靠近基坑上部的土压力受外界环境变化的影响较小,整体波动不大,基本保持成一条直线。而靠近基坑下部的土压力则相对变化较大,尤其是靠近坡脚处的土压力,即便是在基坑开挖支护完成两个月后仍有增大的趋势。这一点与坡脚处土钉的内力变化极为相似,说明了随着基坑边坡潜在滑移面的发育,边坡土体内部应力逐渐向坡脚转移的过程。

(4)图7反映了不同深度处孔隙水压力随时间的变化情况。按照试验要求,孔隙水压力计应在基坑开挖前一个月埋设,以消除埋设时对初始孔隙水压力的影响。但由于孔隙水压力计购回时基坑已经开挖一层,故图中前一个月所测得的孔隙水压力与实际情况出入较大,变化没有规律。从11月份以后,孔隙水压力变化比较平稳,说明开挖对孔隙水压力的影响不大。施工过程中各排预应力锚索的张拉对孔隙水压力也有一定的影响,但影响程度不如土压力那样明显,表现为靠近张拉点附近的孔隙水压力在锚索张拉后突然增大,但很快就会衰减到接近锚索张拉前孔隙水压力的大小。对此的解释是对锚索施加预应力后,土体受锚索预应力的作用发生变形,土体颗粒间孔隙变小,但由于黏性土的透水性很差,土体颗粒间的孔隙水来不及及时排出,从而导致孔隙水压力上升。随着时间的推移,孔隙水逐渐向周围孔隙水压力较低的土体中渗透,从而使得孔隙水压力逐渐消散。

(5)纵向对比不同深度处孔隙水压力随时间的变化情况,可以发现在基坑支护完成后,靠近地表的孔隙水压力和靠近坑底的孔隙水压力在不断增大,其原因可能是降雨的影响,地表水渗入土体导致地下水位上升和孔隙水压力的增大,这与靠近地表的土钉受降雨影响拉力增大相对应。

(6)图8反映了基坑开挖完成两个月后孔隙水压力和面层土压力随深度的分布情况。从中可以看出:孔隙水压力总体趋势上表现为随基坑深度增大的分布形式,但并非严格递增。面层土压力并不呈现为三角

(下转第101页)

图8面层土压力、孔隙水压力沿深度分布

Fig.8

Distributionofsurfacesoilpressureandporewater

pressurealongdepth

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?第39卷第10期(上接第96页)

形分布,表现为上下小、中间大的分布形式。图中还

给出了有效土压力与朗肯主动土压力、库仑主动土压

力[

3]和目前设计中较常采用的双折线法[4]所计算的土压力的对比情况,可以发现库仑主动土压力在上部比

较接近实际情况,但下部则相差的太多;朗肯主动土压力的结果明显偏大于实际情况;仅就土钉墙喷射混凝土面层的设计而言,采用现行的双折线设计法仍是偏于安全的,所以我国《建筑基坑支护技术规程》中对土钉墙面层的设计没有做过多的要求,仅仅给出了构造设计的规定。但由于预应力锚索复合土钉支护结构中因受到预应力的作用,故面层的土压力较土钉支护结构明显偏大,所以对预应力锚索附近宜适当增加面层的刚度。

4结论

(1)预应力锚索复合土钉支护结构中土钉受力具有时间效应,故每层开挖完成后尽可能快速地构筑支护结构有利于减少边坡变形。

(2)预应力锚索复合土钉支护结构中土钉受力具有空间效应,故施工过程中宜采用分层分段跳挖,且每段开挖的距离不宜过长。

(3)预应力锚索复合土钉支护结构中,土钉拉力并不随开挖深度的增加而一成不变地增大,当开挖至一定深度后,靠近地表的上部土钉拉力会出现明显的衰减。

(4)预应力锚索应用于土钉墙中的主要作用不在于协调整个支护结构的受力情况,而在于提高边坡抗滑移稳定性和减小边坡变形。

(5)当基坑开挖深度较深时,仅从结构受力的角度,预应力锚索复合土钉支护结构上部土钉设计不必

过长,在竖向分布上,土钉宜设计成上下短,中间长的形式。对于放坡预应力锚索复合土钉支护结构,预应力锚索布置在中下部更有利于基坑的安全。(6)预应力锚索复合土钉支护结构中,土钉拉力

分布与普通土钉墙无太大差异,但由于预应力锚索的作用,靠近基坑下部的土钉拉力明显偏小。

(7)靠近地表的土钉内力对降雨反映敏感,同时具有时间滞后效应,施工过程中一定要对此引起注意。

(8)对于基坑边有堆载的情况,上部土钉设计应适当加强。

(9)面层土压力比较小,且几乎不受开挖的影响,不具备开挖效应。

(10)预应力锚索复合土钉支护面层土压力分布并不呈三角形分布,而是上下小、中间大的分布形式。中上部面层土压力与施加预应力的大小有关,但总体上说与库仑主动土压力相差不大,而下部则相差甚多。

(11)孔隙水压力并非随深度严格递增,靠近地表处受降雨影响较大。

(12)如果说各排土钉应力最大的位置即为边坡潜在优势滑移控制面,那么预应力锚索复合土钉支护结构的优势滑移控制面并不通过坡脚。

参考文献

1]南京水利科学研究所.土工实验技术手册[M].北京:人民交通出版社,2003

[2]龚晓南.高等土力学[M].浙江:浙江大学出版社,2002[3]闫莫明,徐祯祥.岩土锚固技术手册[M].北京:人民交通

出版社,2004

[4]曾宪明,黄久松,等.土钉支护设计与施工手册[M].北京:

中国建筑工业出版社,2000

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

出小荷载部分的基底反力简化为在沿肋梁周围2.5倍板厚的范围内均匀分布。

致谢:本文的试验及论文写作都是在中国建筑科学研究院地基基础研究所黄熙龄院士的指导下完成的,在此表示感谢!

参考文献

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出版社,1990

[2]GB50007—2002建筑地基基础设计规范[S].北京:中

国建筑工业出版社,2002

王曙光?均匀柱荷载作用下梁板式筏形基础破坏性状的试验研究

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深基坑支护结构设计与施工

深基坑支护结构设计与施工 深基坑支护的目的是保证地下结构施工的安全和基坑周边环境的安全,实现手段是对深基坑侧壁和周边环境采取支挡、加固的保护措施。深基坑支护的设计和施工包括坑壁支挡技术,维护坑壁稳定的结构设计和施工手段。 深基坑支护结构的种类 深基坑支护结构是多种多样的,依据施工地形、地质条件的不同,可以进行自由选择和组合,最大程度地实现深基坑支护结构的稳妥性。一般的深基坑支护结构有水泥土挡墙结构、护坡桩与板墙结构和边坡稳定结构。水泥土挡墙结构一般是不加设支撑的,它依靠自身重量和抗变形能力来保护基坑坑壁,而在特殊的情况下,通过采取一系列措施也可以在其局部设置支撑;护坡桩与板墙结构的组成部分包括围护墙、土层锚杆和防渗帷幕;边坡稳定结构包括土钉墙和喷灌支护结构,土钉墙的组成部分有密集的土钉群,喷射的混凝土面层和加固了的原位土体。 深基坑支护结构的设计与施工 深基坑支护结构的设计与施工是密切相关的,整个工程的完成需要两者进行合作配合,其中,设计对施工具有指导意义,而施工又可以不断去完善设计。以唐山市金融中心项目为例,该项目是由唐山市通城房地产开发有限公司筹建的,双塔楼层高23层,高度为99.9米;裙房层高5层,高度为23米;地下为三层建筑。其基坑呈梯形

结构,南北长约150米,东西宽约140米,基坑深14.6-16.0米,土方约20万立方米。基坑支护结构采用土钉墙和护坡桩联合护坡,其中土钉墙面积约6209.4m2,护坡桩约882.84m3。 土钉墙边坡支护的设计与施工 土钉墙边坡支护的设计。面板采用的是直径为6.5mm,板宽和板高分别为300mm的单层钢筋网,而对于外网设置来说则采用的是直径为14mm,间距为1500mm的纵横双向拉长筋。之后对土钉尾部的钢筋进行焊接处理。利用水泥、砂子和碎石的初配比1:2.2:0.5的混凝土对其进行喷射,其中最大碎石的径长要求不超过12mm,喷射的混凝土要满足c20的强度要求和100mm的厚度要求。在进行混凝土喷射的过程中,需要对混凝土喷射机的压力值进行限定,最好保证在0.3-0.4MP范围内。最后要在坡顶处设置排水设施,例如设置排水沟或者泛边,泛边要求和坡面的混凝土相连接,且宽度至少达到1.0m。 施工中,做土钉墙边坡支护的方法。(1)进行修坡处理。修坡过程需要通过挖掘机来实现,在挖掘机进行开挖作业时,不仅需要按照施工方案和要求实现支护坡的开挖,同时在开挖完毕后,还需人工进行修坡处理,修过的边坡要实现立面角为71.6度。(2)编扎钢筋网。编扎钢筋网要严格按设计布网的尺寸,单层钢筋网片为准6.5@ 300×300,网外设置为Φ14@1500纵横向拉筋,在制作坡面网钢筋前就应该将网面内的钢筋一一拉直,在网面的交接网点采取绑丝扎牢或焊接的方式进行固定。同时在坡面网内的各个钢筋体、斜拉筋和钢

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深基坑支护结构类型

深基坑支护结构类型 摘要:基坑是建筑工程中的一个重要部分,其发展与建筑业的发展有着密切的关系,同时,深基坑支护的选型都是工程施工的技术难点,以下介绍了几种常用的深基坑支护结构的类型,以及它们的特点和适用范围。 关键字:深基坑、支护结构、围护墙、支撑体系。 众所周知,,近年来随着我国城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现,以及大型市政设施建设工程的高速发展及大量地下空间的开发,必然会有大量的深基坑工程产生。然而无论是高层建筑还是其他设施的深基坑工程,由于都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物,加上密集的建筑物、基坑周围复杂的地下设施使得放坡开挖基坑这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要,因此,深基坑支护的选型都是工程施工的技术难点,深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视。 同时,深基坑支护工程是一种特殊的工程构筑物,它具有复杂性、可变性和临时性的特点。无论采用何种支护结构,对支护结构的强度、嵌入深度、支护受力及构造都必须进行设计和详细计算,一定要做到结构可靠、经济合理、确保安全。 支护结构的种类很多,合理地选择支护结构的类型应根据场地地质条件、周围环境要求、工程功能、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑而因地制宜地选择围护结构类型,那么常见的支

护结构类型主要有: 1、深层搅拌水泥土挡墙,将土和水泥强制拌和成水泥土桩,结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙,用于开挖深度3~6m的基坑,适合于软土地区、环境保护要求不高,施工低噪声、低振动,结构止水性较好,造价经济,但围护挡墙较宽,一般需3~4m。 2、钢板桩,主要有两种(槽钢钢板桩和热轧锁扣钢板桩),用槽钢正反扣格接组成,或用U型、H型和Z型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中,相互连接形成钢板桩墙,既用于挡土又用于挡水,用于开挖深度3~10m的基坑。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性,在完成支挡任务后,可以回收重复使用;与多道钢支撑结合,可适合软土地区的较深基坑,施工方便、工期短。但钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小,开挖后绕度变形较大,打拔桩振动噪声大、容易引起土体移动,导致周围地基较大沉陷。 3、型钢横挡板,型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。这种围护墙由工字钢桩和横挡板组成,再加上围檩、支撑等则形成一种支护体系。施工时先按一定间距打设工字钢或H型钢桩,然后在开挖土方时边挖边加设横挡板。施工结束拔出工字钢或H型钢桩,并在安全允许条件下尽可能回收横挡板。另外,横档板长度取决于工字钢桩的间距,而厚度由计算确定,多用厚度60mm的木板或预制混凝土薄板。型钢横挡板围护墙多用于土质较好、地下水位较低的地区。 4、钻孔灌注桩挡墙,常用桩径直径600~1000mm,桩长15~30m,组成排桩式挡墙,顶部浇筑钢筋混凝土圈梁,多用于开挖深度为7~

深基坑支护结构的选型问题

深基坑支护结构的选型问题 摘要:基坑工程的选型要根据支护类型的特点、地质条件和基坑周边环境的要求来确定,才能达到经济、合理的设计,本文根据几个典型的基坑工程方案的分析,进一步阐明了基坑支护选型的方法及须注意的问题。 一、前言 基坑支护设计中首要的任务就是选择合适的支护型式,然后进行支护结构的计算分析,根据计算分析进行支护结构的设计,包括结构截面、支撑或锚杆尺寸、入土深度等的设计。同一个基坑,若采用不同的支护型式,造价相差可能是巨大的,深圳罗湖车站的支护型式的优化,节省造价一千多万元,其中最大的优化是在强风化岩层中把桩+锚杆的支护型式优化为土钉墙支护。而在有些地方,如软土或砂层较厚而周边民居又近的地方,当采用土钉支护时,又会造成危险。因此,合理的选择基坑支护型式是很重要的。本文根据笔者所接触的一些典型的基坑工程支护型式的分析,就基坑支护的型式的选择,阐明选型的具体方法,供同行参考。 二、不同基坑支护型式及其特点及支护选型的原则 要合理选择基坑支护的型式,一方面要深刻了解各种支护型式的特点,包括其合理性、优点和缺点,另一方面要结合地质条件和周边的环境和工程造价进行综合考虑,因此,大的原则应主要考虑三个方面: 1、不同基坑支护型式的特点; 2、地质条件和周边的环境; 3、工程造价。 而对不同基坑支护型式的特点的认识是很重要的,一般支护的型式的适用范围和主要特点可简单概括为: 1、放坡,适用场地开阔,无变形控制要求,造价低。 2、土钉支护,一般适用周边构筑物少,地质条件较好的情况,软土或砂层地质要慎用或采取加强型方案。土钉支护位移控制缺乏合理的计算理论,因此,对位移有严格要求的场地应慎用,造价较低。 3、排桩支护,排桩支护刚度好,适应性广,结合桩间止水也可用于砂层,止水效果没有连续墙好,造价低于连续墙,而大于土钉墙。 4、地下连续墙,通常连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm,也有厚达1200mm 的,但较少用。润扬大桥锚碇基坑深48m,采用了1200mm的地下连续墙。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复杂,基坑深度大,周边环境要求高的基坑支护,但造价较高,施工要求专用

基坑支护结构设计(全套图纸CAD)

第一章设计方案综合说明 1.1 概述 1.1.1 工程概况 拟建南京新城科技园 B 地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处 东南隅,北侧为规四路(隔马路为A地块基坑),东侧为青石路。B地块±0. 00m 相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为 6.1 ~8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。 2,包括 3 幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用 该基坑用地面积约20000 m 框架结构,最大单柱荷载标准值为23000KN,拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。 有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表 1.1 。 表1.1 栋号建筑物层数 结构型 式 室内地坪 设计标高 (m) 室外地坪 设计标高 (m) 01 办公楼19 框架结 构 7.3 7.0-7.2 02 国家实验 室 1、10、11 框架结 构 7.3 7.0-7.2 03 会议楼、 商务楼 2、18 框架结 构 7.5 7.2 南、北地下 室 -1 框架~抗 震墙结 构 04 1.9 7.0-7.2 注:表 1.1 内建筑物室内外地坪设计标高系吴淞高程。 本工程重要性等级为二级,抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)3.1 节,划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。 1.1.2 基坑周边环境条件 基坑四面均为马路,下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑(A地块)

第一章设计方案综合说明 1.1.3 工程水文地质条件 拟建场地地形总体较为平坦,地面高程在 4.87~8.78m(吴淞高程系)之间。对照场地地形图看,场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江 漫滩。 在基坑支护影响范围内,自上而下有下列土层: ①~1 杂填土:杂色,松散,由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾 填积,其中2.7~4.5m 填料为粉细砂,填龄不足 2 年。层厚0.3~4.9m; ①~2 素填土:黄灰~灰色,可~软塑,由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积,含少量腐植物,填龄在10 年以上。埋深0.8~5.3m,层厚0.2~2.6m; ①~2a 淤泥、淤泥质填土:黑灰色,流塑,含腐植物,分布于暗塘底部, 填龄不足10年。埋深0.2~2.9m,层厚0.6~4.0m; ②~1 粉质粘土、粘土:灰黄色~灰色,软~可塑,切面有光泽,韧性、干 强度较高。埋深0.3~4.7m,层厚0.3~2.1m; ②~2 淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含腐植物,夹薄层粉土,切面稍有 光泽,韧性、干强度中等。埋深 1.1~6.2m,层厚11.2~12.4m; ②~2a 粉质粘土与粉土互层:灰色,粉质粘土为流塑,粉土呈稍密,局 部为流塑淤泥质粉质粘土,具水平层理。切面光泽反应弱,摇震反应中等, 韧性、干强度低。埋深 1.6~5.7m,层厚0.4~3.3m; ②~3粉质粘土、淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,夹薄层(局部为层状) 粉土、粉砂,具水平层理。切面稍有光泽,有轻微摇震出水反应,韧性、干 强度中等偏低。埋深10.5~15.6m,层厚1.2~7.7m; ②~4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂:灰色,粉质粘土、淤泥 质粉质粘土为流塑,粉土、粉砂为稍~中密,局部为互层状,具水平层理。光泽反应弱,摇震反应中等,韧性、干强度较低。埋深14.2~21.5m,层厚1.2~8.8m; ②~5 粉细砂:青灰~灰色,中密,砂颗粒成分以石英质为主,含少量腐 植物及云母碎片。埋深20.0~25.6m,层厚10.3~12.3m; ②~5a 粉质粘土、淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,切面稍有光泽,韧性、 干强度中等。呈透镜体状分布于②~5 层中。埋深23.6~25.0m,层厚0.4~0.5m; ②~6细砂:青灰色,密实,局部为粉砂,砂颗粒成分以石英质为主,含 云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深29.2~33.5m,层厚14.2~22.1m; ②~6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土,灰色,流~ 软塑,切面稍有光泽,韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~6 层中。埋深35.9~45.5m,层厚 0.3~1.4m。 ⑤~1 强风化泥岩、泥质粉砂岩:棕红~棕褐色,风化强烈,呈土状,遇水极易软化,属极软岩,岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深47.0~52.3m,层厚0.6~5.8m。 ⑤~2 中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩:紫红~棕褐色,泥质胶结,夹层状泥岩,属极软岩~软岩,岩体较为完整,有少量裂隙发育,充填有石膏,遇水易软化,岩体基本质量等级分类属Ⅴ级。埋深48.0~57.9m,未钻穿。 ⑤~2a 中风化泥质粉砂岩、细砂岩:紫红~棕褐色,泥质胶结,属软岩~ 较软岩,岩体较为完整,有少量裂隙发育,基本质量等级分类属Ⅳ级。该层 呈透镜体状分布于⑤~2 层中。埋深52.5~59.5m,层厚0.3~0.4m。 2

深基坑支护结构设计与施工

深基坑支护结构设计与施工 本文结合某深基坑支护结构工程实例,简要地分析和探讨了深基坑支护结构的设计与施工措施。 标签深基坑;支护结构;设计;施工 一、工程概况 某商业综合用房工程位于该市南侧,地理位置优越,交通便利。基坑长77.85米,基坑宽度为38.74米,整个基坑落地面积为2700㎡左右,基坑形状基本规则,基坑开挖深度-6.250~-10.65米(坑中坑)。因此,如何加强该工程深基坑支护的设计与施工管理,并为今后我国深基坑工程提供借鉴与指导,是一项亟待研究解决的问题。 二、深基坑支护结构设计 2.1 基坑围护结构做法(SMW工法) 1)三轴水泥搅拌帷幕的止水性能是本基坑成败的关键,必须切实做好。本工程要求施工机具采用日本进口的搅拌头。 2)本工程止水帷幕采用Φ850@600三轴水泥搅拌桩,水泥搅拌桩采用全断面套打法施工。 3)水泥搅拌桩采用P42.5级硅酸盐水泥,水泥掺量为20%,水灰比1.5-1.8,水泥应干燥,无结块,水泥内掺1.5%生石膏和0.15%SN201-A型固化剂;拌制后的水泥浆液因故搁置2h以上的,应做废浆处理。 4)水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度不低于0.8MPa,成桩过程中应控制钻具下沉及提升速度,并保持匀速下沉与匀速提升,避免形成孔内负压。一般下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于1.5m/min;桩体施工应保持连续性,相邻桩施工间隔不得超过12h,如因特殊原因不能避免,应标记在案,并采取补强措施。施工过程中必须对基坑周边沉降及水平位移进行监测,根据监测资料合理控制搅拌头的压入阻力、注浆速度及注浆压力。 5)搅拌桩成桩应均匀、持续、无颈缩和断层,严禁在提升喷浆过程中断浆,特殊情况造成断浆应重新成桩施工。水泥搅拌桩和内插型钢垂直偏差不大于1/200,插入前须在型钢表面涂抹减摩剂,搅拌桩制作后应立即插入型钢,一般间隔不应超过1h,型钢定位误差不大于30㎜,底部标高误差不大于20㎝,垂直度偏差不大于1%。 6)内插型钢采用Q235B,采用整材,接头采用坡口焊接等强度焊接,焊缝

深基坑支护结构类型及其与适用范围

深基坑支护结构类型及其与适用范围 深基坑必须进行支护设计。根据不同的基坑深度、地质、环境与荷载情况采用不同的支护结构。常见的深基坑支护结构类型及其适用范围为: ⑴深层搅拌桩支护[1]。它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械, 将软土和固化剂( 浆液或粉体) 强制搅拌, 利用固化剂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体( 水泥土搅拌桩) , 利用搅拌桩作为基坑的支护结构。水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土, 包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等, 加固深度可从数米至50~60 米。由于其抗拉强度远小于抗压强度, 故常适用于基坑深度不大( 5~7 米) 、可采用重力式挡墙结构形式的基坑。这种支护结构防水性能好,可不设支撑, 基坑能在开敞的条件下开挖, 具有较好的经济效益。 ⑵排桩支护。排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等, 其支护形式包括: ①柱列式排桩支护: 当边坡土质较好、地下水位较低时, 可利用土拱作用, 以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构; ②连续排桩支护: 在软土中常不能形成土拱, 支护桩应连续密排, 并在桩间 做树根桩或注浆防水; 也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。 ③组合式排桩支护: 在地下水位较高的软土地区, 可采用钻孔灌注桩排桩与 水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。对于开挖深度小于6 米的基坑,在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下, 可采用600mm 密排钻孔桩, 桩后用树根桩防护, 也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩, 板桩后注浆或加搅拌桩防渗, 顶部设圈梁和支撑; 对于开挖深度为6~10 米的基坑, 常采用800~1000mm 的钻孔桩, 后面加深层搅拌桩或注浆防水, 并设置2~3 道支撑; 对于开挖深度大于10 米的基坑,可采用地下连续墙加支撑的方法, 也可采用800~1000mm 大直径钻孔桩 加深层搅拌桩防水, 设置多道支撑。 ⑶地下连续墙支护[2]。当在软土层中基坑开挖深度大于10 米、周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求较高时常采用地下连续墙作基坑的支护结构。地下连续墙具有如下优点: ①墙体刚度大、整体性好, 因而结构和地基变形较小, 可用于超深的支护结构; ②适用于各种地质条件。特别是遇到砂卵石地层或要求进入风化岩层时, 钢板桩难于施工, 可采用地下连续墙支护; ③可减少工程施工时对环境的影响。但是造价高、对废浆液难于处理。 ⑷土钉墙支护。土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的细长杆件钉置于原位

基坑支护结构设计

基坑土层力学参数 层号土层名称层厚(m)重度(kN/m3) 浮重度 (kN/m3)粘聚力 (kPa) 内摩擦角 (°) m值 1杂填土——2 粉质黏 土 ——3 粉质黏 土 ——4 粉质黏 土 ——5 粉质黏 土 ——6 粉质黏 土 7粉质黏

土 8中砂——9粗砂——10砾砂——11粗砂—— 基坑存在的超载表超载位 置类型 超载值 (kPa) 作用深 度(m) 作用宽 度(m) 距坑边 距(m) 形式 长度 (m) A-A’局部荷 载 条形—— 此深基坑工程需要基坑支护结构来保证基坑的安全稳定,各种支护 结构设计均遵循《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012),《混凝 土结构设计规范》(GB 50010-2010),《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)。因此,本文将设计3种支护结构,分别为锚杆支护体系+护坡

桩、地下连续墙、地下连续墙+锚杆支护体系。 由规程知,设计支护形式需考虑作用在结构上的水平荷载,影响基坑支护的水平荷载有土体、基坑周围的建筑、车辆、施工材料及设备、温度及水等因素。确定荷载需要确定基坑内外土压力,土体在重力作用下会对支护结构产生侧压力,基坑外侧土体作用在支护结构上的力为主动土压力,主动土压力使支护结构变形挤压基坑内侧土体,此时基坑内侧土体土体对支护结构作用的力为被动土压力。土压力计算方法为朗金土压力计算方法,即分别按下式计算: 2,tan 452i a i K ?? ? =?- ?? ? (3-1) ,2ak ak a i p K c σ=- (3-2) 2,tan 452i p i K ?? ? =?+ ?? ? (3-3) ,2pk pk p i p K c σ=+(3-4) 式中:,a i K 、,p i K ——分别表示第i 层土的主动土压力系数与被动土压力系数; i ?、i c ——分别表示第i 层土的内摩擦角(°)与黏聚力 (kPa ); ak σ、pk σ——分别表示支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向

深基坑支护设计与施工要点初探

深基坑支护设计与施工要点初探 摘要:众所周知,建筑工程深基坑支护施工是建设工程当中的重大危险源之一,因此,在建筑工程施工中,深基坑支护施工往往都被作为一项最为重要的安全控制点来进行重点关注,并在其施工全过程中都被予以重点监控。本文结合某深基坑支护结构工程实例,简要地分析和探讨了深基坑支护结构的设计与施工要点。关键词:深基坑;支护结构;设计;施工 一、工程概况 西文经济合作社商业综合用房工程位于杭州市下城区沈家路水印康庭小区南侧,地理位置优越,交通便利。工程结构形式为框架-剪力墙结构,抗震设防烈度为六度。基坑长77.85米,基坑宽度为38.74米,整个基坑落地面积为2700㎡左右,基坑形状基本规则,基坑开挖深度-6.250~-10.65米(坑中坑)。因此,如何加强该工程深基坑支护的设计与施工管理,并为今后我国深基坑工程提供借鉴与指导,是一项亟待研究解决的问题。 二、深基坑支护结构设计 2.1基坑围护结构做法(SMW工法) 1)三轴水泥搅拌帷幕的止水性能是本基坑成败的关键,必须切实做好。本工程要求施工机具采用日本进口的搅拌头。 2)本工程止水帷幕采用Φ850@600三轴水泥搅拌桩,水泥搅拌桩采用全断面套打法施工。 3)水泥搅拌桩采用P42.5级硅酸盐水泥,水泥掺量为20%,水灰比1.5-1.8,水泥应干燥,无结块,水泥内掺1.5%生石膏和0.15%SN201-A型固化剂;拌制后的水泥浆液因故搁置2h以上的,应做废浆处理。 4)水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度不低于0.8MPa,成桩过程中应控制钻具下沉及提升速度,并保持匀速下沉与匀速提升,避免形成孔内负压。一般下沉速度不大于1m/min,提升速度不大于1.5m/min;桩体施工应保持连续性,相邻桩施工间隔不得超过12h,如因特殊原因不能避免,应标记在案,并采取补强措施。施工过程中必须对基坑周边沉降及水平位移进行监测,根据监测资料合理控制搅拌头的压入阻力、注浆速度及注浆压力。 5)搅拌桩成桩应均匀、持续、无颈缩和断层,严禁在提升喷浆过程中断浆,

(完整版)基坑支护结构的计算

第二部分 基坑支护结构的计算 支护结构的设计和施工,影响因素众多,不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。为此,对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度,在保证施工安全的前提下,尽量做到经济合理和便于施工。 一、支护结构承受的荷载 支护结构承受的荷载一般包括 –土压力 –水压力 –墙后地面荷载引起的附加荷载。 1 土压力 ⑴主动土压力: 若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大,墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时,土体内出现滑裂面,墙后土达极限平衡状态,此时土压力称为主动土压力,以Ea表示。 ⑵静止土压力: 若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移(移动或滑动),墙后填土处于弹性平衡状态,则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。以E0表示。

(3)被动土压力: 若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动,随位移增大,墙所受土的反作用力渐增大,当位移达一定数值时,土体内出现滑裂面,墙后土处被动极限平衡状态,此时土压力称为被动土压力,以Ep表示。 主动土压力计算 ?主动土压力强度

?无粘性土 粘性土 土压力分布 对于粘性土按计算公式计算时,主动土压力在土层顶部(H=0处)为负值,即

表明出现拉力区,这在实际上是不可能发生的。只计算临界高度以下的主动土压力。 土压力分布 可计算此种情况下的临界高度Zc,进而计算临界高度以下的主动土压力。

被动土压力计算 被动土压力强度?无粘性土粘性土

计算土压力时应注意 ?不同深度处土的内聚力C不是一个常数,它与土的上覆荷重有关,一般随深度的加大而增大,对于暴露时间长的基坑,土的内聚力可由于土体含水量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。 ?、C 值是计算侧向土压力的主要参数,但在工程桩打设前后的、C值是不同的。在粘性土中打设工程桩时,产生挤土现象,孔隙水压力急剧升高, 对、C值产生影响。另外,降低地下水位也会使、C值产生变化。 水压力 作用于支护结构上的水压力一般按静水压力考虑。有稳态渗流时按三角形分布计算。 在有残余水压力时, 水压力按梯形分布。

地铁深基坑各种常见支护形式

地铁深基坑各种常见支护类型施工总结 中铁一局第五工程有限公司陈国康 1 前言 1.1深基坑支护的作用 深基坑不论何种支护形式,它的作用主要是为了挡土、截水、保证坑底稳定的作用,同时可以承担必要的施工荷载、控制土体变形、保证基坑周边已有建筑物在施工过程中的安全,同时为在建地下结构工程施工提供起码的施工条件。 1.2深基坑支护形式的选择 随着我国城市建设的规模越来越大,地铁和高层建筑基础设计越来越深,对深基坑支护要求越来越高,基坑开挖支护项目愈来愈多,而基坑支护技术具有技术复杂、综合性强的特点,它与水文地质勘察、支护计算、开挖作业方式、施工质量要求、监控和现场管理等诸多因素有密切关联,同时对工程工期、造价、和临近建筑物又有举足重轻的影响,而深基坑支护工程大多为临时性工程,设计院一般会综合考虑支护结构的安全、经济性、便利性及参考业主意见,合理选择支护方式。 2 地铁深基坑常见的几种支护方式 地铁基坑支护应综合考虑场地工程地质与水文地质条件、基坑开挖深度、降排水条件、基础类型、周边环境对基坑侧壁变形控制的要求、基坑周边荷载、施工季节及施工条件、支护结构使用期限等因素,做到因地制宜、因时制宜,基坑支护常见方式:1、放坡开挖+喷锚支护、土钉墙、钢筋混凝土板桩、槽钢钢板桩、SMW工法桩、深层搅拌水泥土围护墙、地下连续墙、钻孔围护桩+旋喷桩止水帷幕+钢支撑(锚索)等。 3 各种支护形式的适用范围和施工方法 3.1放坡开挖+喷锚(短钉)支护 3.1.1适用范围

本支护形式适用于周围场地开阔,周围无重要建筑物,地质条件主要以回填土、粘土、亚粘土、少量砂卵层及强风化岩层,只要求稳定,位移控制无严格要求,不适用于粉砂层厚和周边有承压水的基坑,本支护方式是价钱最便宜,回填土方较大。 我公司施工的长沙地铁项目西广场明挖地铁区间和出入段线明挖地铁区间使用的本 支护方式。 3.1.2施工方法 ⑴开挖施工 基坑采用挖掘机配合自卸车开挖,预留0.2m的边坡保护层人工刷坡,开挖作业高度确定每层挖深为1.5m~2m左右,分段开挖长度根据混凝土喷射机的生产能力确定纵向100m左右。 ⑵刷坡 边坡预留的0.2m保护层采用人工刷坡,使岩面形成平整而规则的坡面,并清除坡面松土。 ⑶喷射第一层混凝土 开挖形成平整坡面后立即喷射第一层混凝土,厚度为50mm左右。 ⑷施工短钉 为保证坡面稳定,放坡开挖边坡上一般设计挂网,挂网用短土钉固定,短钉一般长度为1~3m,钢筋直径一般为22mm左右,当封闭层喷射混凝土达到设计强度70%后,及时施打短土钉,土体内的短和岩层短钉选用小型钻孔机具即可,然后逐孔注浆锚固。 ⑸挂网 当锚杆水泥净浆达到设计强度的70%后,即可挂网,并使其紧贴坡面,钢筋网与锚杆焊接在一起。 ⑹喷射第二层混凝土

基坑支护结构设计

3.1 设计原则 3.1.1基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。 3.1.2基坑支护结构极限状态可分为下列两类: 1 承载能力极限状态:对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏; 2 正常使用极限状态:对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。 3.1.3基坑支护结构设计应根据表3.1.3选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。 表3.1.3 基坑侧壁安全等级及重要性系数 安全等级破坏后果Υ0 一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下 1.10 结构施工影响很严重 二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下 1.00 结构施工影响一般 三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下 0.90

结构施工影响不严重 注:有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。 3.1.4支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响,对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁,应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。 3.1.5 当场地内有地下水时,应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素,确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时,应对基坑采取保护措施。 3.1.6根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求,基坑支护应按下列规定进行计算和验算。 1 基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算,计算内容应包括: 1) 根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算; 2) 基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算; 3) 当有锚杆或支撑时,应对其进行承载力计算和稳定性验算。 2 对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。 3 地下水控制验算:

深基坑支护结构特点及选型探讨

深基坑支护结构特点及选型探讨 述了较成熟的深基坑工程特点、支护结构特点、选型原则及适应条件,阐明了基坑支护选型的方法及须注意的问题 一、前言 随着我国经济的发展与人们居住环境的提高,城市中高层和超高层建筑越来越多,建筑物的基础越来越深,加之城市地铁工程的大规模建设,地下空间的利用也成为一个重要方向。在寸土寸金的都市中,为了尽可能有效地利用有限的城市土地资源、都会面临深基坑工程。基坑支护结构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、周围坏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,理论设计、严格监控、信息化施工。基坑支护是一个综合性的岩土工程问题,既涉及土力学中典型强度与稳定问题,又包含了变形问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用以及结构力学等问题。同时,深基坑的开挖很可能引发的基坑周边地表变形,影响相邻建筑,给人民生命和国家财产造成极大危害。需要加强基坑监测,保障基坑顺利施工、减小对周围环境的影响。 二、深基坑工程的特点 (1)深基坑工程具有很强的区域性 岩土工程区域性强,岩土工程中的深基坑工程,区域性更强。如黄土地基、膨胀土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条

件不同的地基中,基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。因此,深基坑开挖要因地制宜,根据本地具体情况,具体问题具体分析,而不能简单地完全照搬外地的经验。 (2)深基坑工程具有很强的个性 深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关,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、重要性以及周围场地条件有关。因此,对深基坑工程进行分类,对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的,应结合地区具体情况具体运用。 (3)深基坑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,要注意深基坑工程的空间效应。土体蠕变体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性。作用在支护结构上的土压力随时间变化,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。 (4)深基坑工程具有较强的环境效应 深基坑工程的开挖,必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。 (5)深基坑工程具有较大工程量及较紧工期

基坑支护结构设计(全套图纸CAD)

第一章设计方案综合说明 概述 1.1.1 工程概况 拟建南京新城科技园B地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处东南隅,北侧为规四路(隔马路为A地块基坑),东侧为青石路。B地块±0.00m 相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为~8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。该基坑用地面积约20000 m2,包括3幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用框架结构,最大单柱荷载标准值为23000KN,拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。 有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表。 | 本工程重要性等级为二级,抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度,按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)节,划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。 #

1.1.2 基坑周边环境条件 基坑四面均为马路,下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑(A地块) 1.1.3 工程水文地质条件 拟建场地地形总体较为平坦,地面高程在~8.78m(吴淞高程系)之间。对照场地地形图看,场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江漫滩。 在基坑支护影响范围内,自上而下有下列土层: ①~1杂填土:杂色,松散,由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾填积,其中~4.5m填料为粉细砂,填龄不足2年。层厚~4.9m; ①~2素填土:黄灰~灰色,可~软塑,由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积,含少量腐植物,填龄在10年以上。埋深~5.3m,层厚~2.6m; ①~2a淤泥、淤泥质填土:黑灰色,流塑,含腐植物,分布于暗塘底部,填龄不足10年。埋深~2.9m,层厚~4.0m; \ ②~1粉质粘土、粘土:灰黄色~灰色,软~可塑,切面有光泽,韧性、干强度较高。埋深~4.7m,层厚~2.1m; ②~2淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,含腐植物,夹薄层粉土,切面稍有光泽,韧性、干强度中等。埋深~6.2m,层厚~12.4m; ②~2a粉质粘土与粉土互层:灰色,粉质粘土为流塑,粉土呈稍密,局部为流塑淤泥质粉质粘土,具水平层理。切面光泽反应弱,摇震反应中等,韧性、干强度低。埋深~5.7m,层厚~3.3m; ②~3粉质粘土、淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,夹薄层(局部为层状)粉土、粉砂,具水平层理。切面稍有光泽,有轻微摇震出水反应,韧性、干强度中等偏低。埋深~15.6m,层厚~7.7m; ②~4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂:灰色,粉质粘土、淤泥质粉质粘土为流塑,粉土、粉砂为稍~中密,局部为互层状,具水平层理。光泽反应弱,摇震反应中等,韧性、干强度较低。埋深~21.5m,层厚~8.8m; ②~5粉细砂:青灰~灰色,中密,砂颗粒成分以石英质为主,含少量腐植物及云母碎片。埋深~25.6m,层厚~12.3m; ②~5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土:灰色,流塑,切面稍有光泽,韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~5层中。埋深~25.0m,层厚~0.5m; ②~6细砂:青灰色,密实,局部为粉砂,砂颗粒成分以石英质为主,含云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深~33.5m,层厚~22.1m; · ②~6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土,灰色,流~ 软塑,切面稍有光泽,韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~6层中。埋深~45.5m,层厚~1.4m。 ⑤~1强风化泥岩、泥质粉砂岩:棕红~棕褐色,风化强烈,呈土状,遇水极易软化,属极软岩,岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深~52.3m,层厚~5.8m。 ⑤~2中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩:紫红~棕褐色,泥质胶结,夹层状泥岩,属极软岩~软岩,岩体较为完整,有少量裂隙发育,充填有石膏,遇

简述深基坑支护形式

简述深基坑支护形式 深基坑支护方案的选择应综合全面的考虑,深基坑支护是一种施工临时性辅助结构物。 这周的施工工艺课我们班参观了学校的深基坑实训基地。 (一)土钉墙支护结构 最开始看到就是土钉墙支护结构,土钉墙支护是在开挖边坡表面铺钢筋网喷射细石砼,并每隔一定距离埋设土钉,使边坡土体形成复合体,共同工作,从而有效提高边坡稳定的能力,增强土体的延性。土钉墙支护为一种边坡稳定式支护结构,适用于淤泥、淤泥土质、黏土、粉质黏土、粉土等基地,地下水位较低,基坑开挖深度在12m以内时采用。 施工工艺方法:按设计要求自上而下分段、分层开挖工作面→修整坡面(平整度允许偏差±20mm)→埋设喷射砼厚度控制标志→喷射第一层砼→钻孔、安设土钉→注浆、安设链接件→绑扎钢筋网,喷射第二层砼→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。如土质较好,也可采取如下顺序:开挖工作面、修坡→绑扎钢筋网→成孔→安设土钉→注浆→安设连接件→喷射砼面层。

(二)重力式支护结构 深层搅拌水泥挡土墙是以深层搅拌机就地将边坡土和压入的水泥浆强力搅拌形式连续搭接的水泥土桩挡墙。依靠抗弯强度和水平抗力进行挡土和保持坑壁稳定。具有良好的抗渗透性能(渗透系数≤10~7cm/s),能止水防渗,起到挡土防渗双重作用。适用于软黏土地区开挖深度在6m左右的基坑工程。有的水泥搅拌桩内插有H型钢,使之成为既能受力又能抗渗两种功能的支护结构围护墙,下图就是插有H型钢的连续支护结构围护墙。可用于较深(8~10m)的基坑支护,水泥渗入比为20%,这种桩称为劲性水泥土搅拌桩。 (三)桩(板)式支护结构 型钢桩横档板支护是沿挡土位置先设型钢桩到顶定深度,然后边挖方边将挡土板塞进两型钢桩之间,组成型钢桩与挡土板复合而成的挡土壁。和下图有些像。型钢施工也可采用打入法,也可采用预先用螺栓钻或普通钻机在桩位处形成孔后,再插入型钢桩的埋人桩法。但不能止水,且易导致周边地基产生下沉。适用于土质较好,地下水位较低,开挖深度6m。 挡土灌注桩支护作用:挡土适用:粘性土,面积大,深度6m。 排桩内支撑支护作用:挡土不能止水适用:松软土层,软土地基。 挡土灌注桩与深层搅拌水泥土桩组合支护作用:挡土止水 (四)锚固支护结构 我们在基地看到的是钢花管锚固支护,由两部分组成,即钢花管锚固和喷射钢筋砼面层。 (五)平台 我们在基地中间看到的是四个平台,分别是人工挖孔桩及平台;预应力管桩及承台;钢筋砼灌注桩排桩支护和机械挖灌注桩。 (六)其他 基坑四周设有阻水坑和防护栏杆排水沟及排水收集井。护坡高度3m,最大护角75°

深基坑支护方案选型

深基坑支护方案选型的探讨 Xxx (大连大学,建筑工程学院,辽宁大连 116622) 摘要:随着我国城市化建设的加快,城市土地趋于紧张。城市需要建设大量的高层和超高层建筑,对深基坑支护方案提出了更高的要求。本文通过分析现有成熟的深基坑支护方案的技术特点和适用条件,比较各支护方案的安全、成本和适用性,提供选取合适的深基坑支护方案的建议。以根据不同工程要求,选择出安全合理、经济性好、满足施工要求的最优基坑支护方案。 关键字:深基坑;支护方案;选型 0 引言 # 由于城市建筑密度大,建筑施工面积有限,并且建设土地周边往往高楼林立,深基坑施工会对周围地质条件产生很大影响。这就对城市高层和超高层的深基坑施工提出了更高的要求,不仅需要保障工程安全且按进度完工,需要考虑施工方案的经济性和技术的可行性。在现今建筑施工市场采用招投标的方式选择经济效益好的可行的施工方案,如何根据实际的条件设计出合理、安全、经济的深基坑支护方案,成为赢得项目的关键,因此深基坑支护方案的制定很重要。 1 支护结构的类别与技术特点 1.1 放坡开挖结构 放坡开挖结构是将基坑逐层放坡,做成合适的边坡,保证开挖过程中的边坡稳定性。这种基坑围护结构简单,成本费用低,基本没有技术风险,但需要较大的施工场地,对工程土质条件要求高。 1.2 水泥土重力式围护结构 水泥土重力式围护结构是利用深层搅拌机现场将土和水泥浆进行搅拌【1】,让其形成数排连续搭接的水泥土桩,加固基坑周围土地,并于天然土地形成重力式挡土墙,保护基坑的稳定性。这种围护结构施工方便,成本低,其施工时噪音小不扰民,特别适闹市施工。 @ 1.3 悬臂是围护结构 悬臂式支护结构是采用地下连续墙、钢板桩、钢筋混凝土桩、木板桩等型式,依靠结构本身插入地下土的深度,利用天然土压力和结构的抗弯能力维持基坑整体的稳定和安全。这种围护结构适用于地下土质条件好,开挖深度浅的基础,但施工成本相对高,施工技术要求较高,需要对桩和墙的抗弯能力和土压力进行精确计算。 1.4 内支撑围护结构 内支撑围护结构即在围护结构基础上,再在基坑内部加上内支撑结构,内支撑可以采用水平支撑和斜支撑。内支撑围护结构在材料上可分为钢筋混凝土支撑和型钢支撑[2]。这种围

深基坑支护结构设计分析

深基坑支护结构设计分析 近年来建设行业发展的速度较快,建筑施工技术也得以较快的发展起来,深基坑施工作为建筑施工中非常重要的一项工作,其不仅具有复杂性,而且对技术要求也较高。所以需要对深基坑支护结构进行合理设计,确保其工程进度、质量和造价都能达到预期的标准。文中从深基坑支护方案设计要点入手,对深基坑支护结构类型进行了分析,并进一步对深基坑支护结构中技术难点进行了具体阐述。 标签:深基坑支护;设计要点;结构类型;技术难点 1 深基坑支护方案设计要点 在深基坑支护施工中,由于对其影响因素较多,所以需要在设计方案上要进行详细的设计,明确的确定围护结构形式、支撑和锚固系统、地下水控制及深基坑检测等多方面的问题,确保深基坑支护方案的合理性。 1.1 影响深基坑支护方案确定的主要因素 在进行深基坑支护结构设计时,对其方案带来影响的因素较多,不仅需要受到深基坑所处场地的土层及土质物理学性质的影响,同时还会受到周边管线及临近建筑物的影响,地下水的分布及水位的高也会对深基坑支护方案的设计带来一定的影响,另外还要在方案设计时充分的考虑到深基坑的形状、主建筑物的位置、基坑深度、造价、工期及施工难度等多方面的因素,一旦在方案设计时考虑不周全,则极易给工程施工带来较大的影响。 1.2 深基坑工程总体方案主要有顺作法、逆作法、顺逆结合法 在深基坑工程施工中,顺作法是较为传统的施工方法,而且其施工工艺也较为成熟,支护结构和主体结构也较为独立,施工具有较好的便捷性。而逆作法是近几年才开始应用的施工方法,其主要以地下室楼层梁板作为支撑,其支护结构和主体结构处于结合的状态,施工难度较大,但经济性较好。目前在一些施工中,通常会将顺作法和逆作法有效的结合起来,利用中心位置顺作,而周边逆作的方式,充分的发挥这两种施工方法的优点,对推动深基坑支护技术的发展起到了积极的作用。 目前在深基坑工程施工时,通常利用排桩和地下连续墙来作为围护结构,这两种围护结构都处具自身的优势。排桩多以混凝土灌注桩为主,不仅施工简单,而且能够灵活进行布置,成本较低。地下连续墙具有较好的整体性,防水性能也较好,但由于其工艺复杂,入岩难度较大,工程造价一直居高不下。 另外就是深基坑的锚固系统,经常使用内支撑和锚杆来进行施工,内支撑虽然能够起到有效抑制变形的作用,而且也不需要侵入周边的地下空间,但在施工

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