浅谈深基坑支护结构类型与变形控制
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深基坑开挖支护变形规律分析及控制措施摘要:通常来讲,深基坑开挖很可能引发相应的位移或者变形,对于上述的基坑变形应当予以全方位的防控与处理。
在目前现状下,有关部门针对深基坑开挖已经能够运用与之有关的基坑支护措施,通过实测现场数据并且运用数值模拟的方式来探究其中的变形规律。
这是由于,针对深基坑支护只有全面明确了固有的变形规律,那么才能显著增强基坑开挖的实效性,对于基坑沉降、水平桩基位移与基坑底部隆起的现象予以妥善处理。
关键词:深基坑;土方开挖;支护施工;安全技术引言:目前,高层建筑比例逐年提高,城市建筑在向高空发展的同时,也在寻找地下空间,深基坑土方开挖与支护施工一直是城市建设中的难题,同时深基坑土方开挖一直是建筑施工工作中危险性极高的项目之一。
深基坑施工环境更为复杂,基坑坍塌事故极易发生,造成群众与施工人员的伤亡,为确保施工安全,防止此类情况的发生,必须对开挖的深基坑采取防护措施。
1 深基坑的支护结构在设计过程中出现的问题1.1 不能有效结合深基坑开挖的空间效应1.2 从深基坑开挖过程中的监测数据可以看出,基坑一旦出现水平位移过大的现象时,会导致基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小,深基坑支护结构失稳常发生在基坑长边的居中位置,因此可以说明,基坑的开挖属于空间问题。
以往对于深基坑的设计是将其看作是平面应变进行处理的,就细长条坑来说,这一平面应变的假设具有合理性和科学性,然而其方形和矩形凹坑之间的差异是非常大的。
所以,需要在支护结构设计结构的空间处理前提下,假设平面应变故障前需要进行有效调整,进而与开挖过程中空间效应相符合。
1.3 深基坑支护结构的设计计算和具体的受力间不相符合1.4 现阶段,深基坑支护的设计计算是在极限平衡概念基础上实施的,支撑结构具体的受力并不简单。
实践表明,在计算支撑结构的过程中,极限平衡理论要求的安全系数,就理论层面进行分析,其具有绝对安全性,然而在现实当中则是不尽如意的,在满足极限平衡理论要求的安全系数的情况下实际还是会出现支撑结构破坏的情况。
浅谈深基坑支护结构与变形控制方法摘要:在设计过程中,根据提供的资料进行基坑工程支护的设计,由于环境的多样性和复杂性,在实际中需要多加预防与指定响应的预防措施,此外,基坑开挖时由于坑内开挖卸荷造成围护结构在内外压力差作用下产生水平向位移,进而引起围护结构外侧土体的变形,造成基坑外土体或建构筑物沉降;同时,开挖卸荷还会引起坑底土体隆起,从而产生安全事故。
本文主要对深基坑支护结构与变形控制进行了着重阐述,最后对其施工中主要质量控制方法进行了探讨。
关键词:深基坑支护机构变形控制方法中图分类号:tv551.4 文献标识码:a 文章编号:一、深基坑围护结构1、基坑围护结构体系结构体系包括板桩墙、围檩及其他附属构件。
板桩墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种临时挡墙结构。
2、深基坑围护结构类型在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、smw、组合式及土层锚杆、逆筑法、沉井等。
3、支撑结构体系(1)内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统,外拉锚有拉锚和土锚两种形式。
(2)在软弱地层的基坑工程中,支撑结构当土的应力传递路径是围护墙—围檩—支撑,在地质条件较好的有锚固力的地层中,基坑支撑可采用土锚和拉锚等外拉锚形式。
(3)在深基坑的施工支护结构中,常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类。
二、深基坑变形控制基坑周围地层移动主要是由于围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的。
1、围护墙体水平位移:当基坑开挖较浅,还未设支撑时,墙顶位移最大,向基坑方向水平位移,呈三角形分布;随着基坑开挖深度的增加,刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移,而一般柔性墙如果设支撑,则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动,墙体腹部向基坑内凸出。
2、围护墙体竖向变位:墙体的竖向变位给基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性均带来极大的危害,特别是对于饱和的极为软弱的地层中的基坑工程,当围护墙底下因清孔不净有沉渣时,围护墙在开挖中会下沉,地面也随之下沉。
浅谈基坑开挖变形原因及其控制措施摘要:基坑开挖在现代城市建设中越来越常见,因基坑开挖过程中的变形导致坍塌的事故时有发生,文章通过对基坑开挖的方法、支护形式的总结,分析基坑开挖过程中变形的形式和原因,提出防止和减少变形的控制措施,为指导实际施工提供依据。
关键词:基坑开挖;变形;控制1.引言近年来,随着城市的高速发展,基础设施建设快步推进,土地资源日益匮乏,土木建筑、交通运输等行业的构造物越来越向高、深处发展,高层建筑、地下工程越来越多,城市、公路桥梁桥台断面尺寸越来越大,导致基坑开挖断面越来越大,越挖越深,施工过程中的安全风险也越大。
最近几年,媒体公开报道的基坑开挖变形坍塌致人死亡事故非常多,因此分析基坑开挖变形的原因,研究其控制办法,显得十分重要。
2.常见基坑开挖方法及支护形式2.1常见基坑开挖方法在日常施工中,我们需要根据基坑断面大小、开挖深度、支护形式、周边环境等因素综合选择开挖方法,常常采取人工开挖和机械开挖相结合的方式,常见的开挖方法有:放坡分层开挖,有支撑逐层开挖、盆式开挖等。
(1)放坡分层开挖:根据基坑土质情况按照一定深度进行逐层开挖,这种开挖方式施工方便,工效高,经济效益好,适合于四周空旷、能满足放坡要求的场地,在城市或人口密集地区往往不适合。
(2)有支撑逐层开挖:在基坑内先施工好支撑,然后逐层开挖,这种开挖方式安全性较高,对周围构造物影响较小,不需要有很大场地,可用于场地狭小、土质较差的情况,对于设置内支撑的基坑,往往施工较慢、且运土较为困难。
(3)盆式开挖:先分层开挖基坑中间部分的土方,形成盆式,然后在已挖部分施做混凝土工程,再逐层用水平支撑或斜撑对四周进行支撑开挖,这种开挖方式支撑用量相对较小,特别适合于基坑面积较大,但支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。
2.2常见基坑支护形式在日常施工中,放坡分层开挖,对基坑周边环境及土质要求较高,许多基坑开挖难以实现,往往需要采取施做围护结构的方式进行开挖。
《软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速,高层建筑、地铁等大型基础设施的建设日益增多,深基坑施工在软土地区的应用也愈发普遍。
然而,软土地区地质条件复杂,深基坑施工容易引起周边环境的变形,进而影响建筑物的稳定性和安全性。
因此,对软土地区深基坑施工引起的变形及控制进行研究,对于保障工程质量和安全具有重要意义。
二、软土地区深基坑施工变形机理1. 软土特性软土地区土质疏松、含水量高、压缩性大、强度低等特点,使得深基坑施工过程中容易发生变形。
在施工前,必须对地质条件进行详细的勘察和了解。
2. 变形机理深基坑施工过程中,由于土方开挖、支撑结构施工等因素,使得基坑周围土体发生应力重分布,进而导致土体位移、隆起、坍塌等变形现象。
这些变形现象不仅影响基坑本身的稳定性,还可能对周边建筑物、道路、管线等造成损害。
三、深基坑施工变形控制措施1. 合理设计支护结构支护结构是控制深基坑变形的重要措施。
设计时需根据地质条件、基坑深度、周边环境等因素,选择合适的支护结构类型和参数。
同时,应确保支护结构具有足够的强度和刚度,以承受土方开挖和支撑结构施工过程中的荷载。
2. 优化施工工艺施工过程中应采取分步开挖、及时支撑等措施,以减小土体应力重分布的范围和速度。
同时,应控制每步开挖的深度和宽度,避免过大过快的开挖导致土体失稳。
在支撑结构施工时,应确保支撑结构的施工质量,使其能够及时有效地承受荷载。
3. 监测与反馈在深基坑施工过程中,应进行实时监测,包括基坑变形监测、支护结构受力监测、周边环境变化监测等。
通过监测数据及时反馈施工过程中的问题,以便采取相应的措施进行调整和优化。
同时,应建立完善的预警机制,一旦发现变形超过允许范围,应立即停止施工并采取紧急措施。
四、实例分析以某软土地区深基坑工程为例,通过采用合理的支护结构设计、优化施工工艺以及实施严格的监测与反馈措施,成功地控制了深基坑施工过程中的变形。
深基坑支护的结构类型与施工管理1 概述随着经济的高速发展,一幢幢高楼拔地而起,地上可利用的空间越来越少,而对地下空间的充分利用更是当今工程建设中的一大需要,然而,由于基坑坍塌引起的安全事故所造成的损失却是难以估量的。
深基坑支护不仅要确保边坡的稳定,而且要满足变形控制的要求,保证基坑内正常作业安全,防止基坑及坑外土体移动,保证基坑附近建筑物、道路、管线地正常运行,尤其是在闹市区,场地十分狭窄,无法放坡的情况下,深基坑支护的技术要求更高。
为了确保基坑的安全,国家职能部门也相应出台了一些规定,对于深基坑的支护要求专项设计、专项施工、第三方监测,本文章从过程管理的角度提出一些质量保证措施以供参考。
2 深基坑支护的主要结构形式及适用条件深基坑支护的主要形式有:(一)排桩或地下连续墙,通常由围护墙、支撑(或土层锚杆)及防渗帷幕等组成。
排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻也灌注桩、挖孔桩、加筋水泥土桩(smw工法)等多种类型。
适用条件:适于基坑侧壁安全等级一、二级;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、排桩截幕或地下连续墙。
(二)水泥墙,水泥墙依靠其本身自重和刚度保护坑壁,一般不设支撑,特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。
水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型,通常呈结构式布置。
适用条件:基坑侧臂安全等级宜为二、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。
(三)土钉墙,土钉墙由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。
土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动起挡土作用的围护墙不同,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。
适用条件:用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地;基坑深底不宜大于12m,当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施;(四)逆作拱墙,当基坑平面形状适合时,可采用拱墙作为围护墙,拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱墙和组合拱墙。
《软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究》篇一一、引言随着城市化进程的推进,建筑工程的深度和复杂性日益增加,特别是在软土地区,深基坑施工成为了建筑行业面临的重要问题。
软土地区的地质条件复杂,深基坑施工往往伴随着土体变形,这对周边环境及建筑物安全构成威胁。
因此,研究软土地区深基坑施工引起的变形及控制措施,对于保障施工安全、提高工程质量具有重要意义。
二、软土地区深基坑施工变形分析1. 变形类型及原因在软土地区进行深基坑施工时,常见的变形类型包括基坑隆起、周边地面沉降及相邻建筑物变形等。
这些变形主要由以下几个因素引起:(1)土体应力重分布:施工过程中,土体应力重新分布,导致土体发生位移和变形。
(2)地下水位变化:基坑开挖导致地下水位上升或下降,引起土体固结或松动。
(3)支护结构位移:支护结构的不稳定或设计不合理,导致结构位移,进而引发土体变形。
2. 变形影响分析深基坑施工引起的变形对周边环境及建筑物安全具有较大影响。
一方面,地面沉降可能导致周边道路、管线等设施损坏;另一方面,基坑隆起及建筑物变形可能影响相邻建筑物的稳定性及使用安全。
此外,变形还可能引发环境问题,如地面开裂、地下水污染等。
三、深基坑施工变形控制措施为有效控制深基坑施工引起的变形,需采取一系列措施。
这些措施主要包括以下几个方面:1. 合理设计支护结构:根据地质条件、基坑深度及周边环境等因素,设计合理的支护结构,确保结构稳定,防止土体位移和变形。
2. 优化施工工艺:采用先进的施工工艺和技术,减少对土体的扰动和破坏,降低变形发生的可能性。
3. 地下水控制:采取有效的地下水控制措施,如设置止水帷幕、合理降低地下水位等,以减少地下水位变化对土体的影响。
4. 监测与反馈:对深基坑施工过程进行实时监测,包括土体位移、支护结构位移、地下水位等,根据监测结果及时调整施工参数和措施,确保施工安全。
5. 应急预案:制定针对可能发生的变形的应急预案,包括预警机制、应急救援队伍、救援设备等,以便在发生变形时能够迅速、有效地应对。
施工中防止深基坑变形的方法在建筑施工过程中,深基坑的施工是一个关键的环节。
深基坑的变形不仅会对施工安全造成威胁,也会对周边建筑和地下管道等设施造成不可估量的损失。
因此,采取科学有效的方法来防止深基坑变形至关重要。
本文将从设计优化、施工控制和监测管理等方面分析深基坑防变形的方法。
一、设计优化在深基坑的设计阶段,需要充分考虑土体力学及水文地质等因素,以确保基坑结构的稳定性。
设计优化的方法主要包括:1. 合理选择支护结构:根据实际情况选择合适的支护结构,如悬臂墙、钢支撑、嵌岩支护等。
不同工程场地和土质条件下,合适的支护结构有所不同,需要根据实际情况进行选择。
2. 考虑地下水位变化:在设计时,需要考虑地下水位的变化对基坑的影响。
采取适当的排水措施,如设置水泵、排水管道等,以降低地下水位对基坑变形的影响。
3. 掌握地基承载力:在设计阶段,需要进行充分的地质勘测,了解地基的承载力情况。
根据地质勘测结果,合理确定基坑的设计深度和尺寸,以确保基坑在设计载荷下的稳定性。
二、施工控制在基坑的施工过程中,需要采取一系列的措施来控制基坑的变形。
施工控制的方法主要包括:1. 合理施工顺序:在施工过程中,需要根据基坑的特点和支护结构的要求,制定合理的施工顺序。
比如,在施工时先进行桩基础的打桩工作,再进行基坑的开挖工作,有效控制基坑的变形。
2. 适时回填土方:在基坑开挖后,及时进行回填土方,增加基坑的抗变形能力。
回填土方应采用合理的压实方法,保证土方的密实度。
3. 控制施工振动:在施工过程中,需要控制施工所产生的振动。
采取减振措施,如合理设置振动监测仪器,适当调整施工机械的工作方式,以降低施工振动对基坑变形的影响。
三、监测管理在施工过程中,监测基坑的变形情况十分重要。
通过对基坑变形的实时监测,可以及时发现问题并采取相应的措施。
监测管理的方法主要包括:1. 安装监测设备:在基坑周边设置合适的监测设备,如测斜仪、位移计等。
这些设备可以监测基坑的形变情况,并提供及时的数据反馈。
浅谈深基坑支护结构类型与变形控制
摘要:基坑工程是由地面向地下开挖一个地下空间,挖深超过5m的称为深基坑,深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构,围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板(桩)墙结构;板(桩)墙有悬臂式、单撑式、多撑式。
支撑结构是为了减小围护结构的变形,控制墙体的弯矩;分为内撑和外锚两种。
本文主要探讨深基坑支护结构类型与变形控制。
关键词:深基坑支护结构变形控制
一、围护结构
深基坑围护结构类型
1.在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。
2.不同类型的围护结构
(1)钢板桩围护结构
钢板桩常用断面形式多为U形或Z形。
我国地下铁道施工中多用U形钢板桩,其沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同,但其构成方法则可分为单层钢板桩围堰、双层钢板桩围堰及屏幕等。
钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好,成品制作,可重复使用;施工简便,但施工有噪声;刚度小,变形大,与多道支撑结合,在软弱土层中也可采用;新的时候止水性尚好,如有漏水现象,需增加防水措施。
(2)工字钢桩围护结构
工字钢在基坑开挖前,在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线打人地下,若地层为饱和淤泥等松软地层也可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩。
工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于lOOmm的砂卵石地层;当地下水位较高时,必须配合人工降水措施。
打桩时,施工噪声大大超过环境保护法规定的限值,所以宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。
(3) 深层搅拌桩挡土结构
深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂,和地基土相拌合,从而达到加固地基的目的。
用于深层搅拌的施工工艺目前有两种,一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌(简称旋喷桩),另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌(简称粉喷桩)。
作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形,深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。
其特点是无支撑,造价低。
(4) 钻孔灌注桩围护结构
钻孔灌注桩一般采用机械成孔。
明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。
对正反循环钻机,由于其采用泥浆护壁成孔,故成孔时噪声低,适于城区施工;刚度大,在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用;有时需降水或和止水措施配合使用,如搅拌桩、旋喷桩等。
(5) SMW桩
SMW桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体,然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙,最后,在墙中插入型钢,即形成一种劲性复合围护结构。
这种围护结构的特点主要表现在强度大,止水性好;构造简单,型钢插入深度一般小于搅拌桩深度,施工速度快,型钢可以部分回收、重复利用,经济性好;开挖深度达8. 65m;具有较好发展前景。
(6)地下连续墙
地下连续墙施工采用专用的挖槽设备,沿着基坑的周边,采用触变泥浆护壁,按事先划分好的幅段,开挖狭长的沟槽,待沟槽形成后,在槽内设置钢筋笼,采用导管法浇注混凝土,构成一个单元槽段和混凝土墙体,依次继续挖槽、浇注施工。
然后将若干个幅段连成一个整体,形成—个连续的地下墙体。
有如下特点:施工全盘机械化,速度快、精度高,振动小、噪声小,开挖深度大;具有多功能用途,如防渗、截水、承重、挡土、防爆等,强度可靠、承压力大;可适用于多种土层,在我国除熔岩地质外,可适用于各种地质条件;可临近建筑物、构筑物使用,环境影响小;开挖基坑无须放坡,土方量小,浇混凝土无须支模和养护,并可在低温下施工,降低成本,缩短施工时间;使用触变泥浆保护孔壁和止水,施工安全可靠。
但接头质量较难控制;墙面粗糙需加工处理;施工技术要求高;制浆及处理系统占地较大,管理不善易造成现场泥泞和污染。
二、支撑结构类型
(一)支撑结构体系
1.内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统;外拉锚有拉锚和土锚两种形式。
2.在软弱地层的基坑工程中,支撑结构承受围护墙所传递的土压力、水压力。
支撑结构挡土的应力传递路径是围护(桩)墙-围檩(冠梁)-支撑,在地质条件较好的有锚固力的地层中,基坑支撑可采用土锚和拉锚等外拉锚形式。
3.在深基坑的施工支护结构中,常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类。
(1)现浇钢筋混凝土支撑体系特点是:凝土结硬后刚度大,变形小,强度的安全、可靠性强,施工方便,但支撑浇制和养护时间长,围护结构处于无支撑的暴露状态的时间长、软土中被动区土体位移大,如对控制变形有较高要求时,需对被动区较土加固,施工工期长,拆除困难,爆破拆除对周围环境有影响。
(2)钢结构支撑体系通常为装配式的,特点是:装、拆除施工方便,可周转使用,支撑中可加预应力,可调整轴力而有效控制围护墙变形;施工工艺要求较高,如节点和支撑结构处理不当,或施工支撑不及时、不准确,会造成失稳。
(二)支撑体系布置
1.能因地制宜、合理选择支撑材料和支撑体系布置形式,技术经济综合指标得以优化。
2.受力明确,充分协调发挥各杆件的力学性能,安全可靠、经济合理,能够在稳定性和控制变形方面满足对周围环境保护的要求。
3.支撑体系布置能在安全、可靠的前提下,最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工。
三、基坑的变形控制
(一)基坑变形特征
1.基坑周围地层移动主要是由于围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的。
2.围护墙体水平变形
当基坑开挖较浅,还未设支撑时,表现为墙顶位移最大,向基坑方向水平位移,呈三角形分布。
随着基坑开挖深度的增加,刚性墙体继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移,而一般柔性墙如果设支撑,则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动,墙体腹部向基坑内凸出。
3.围护墙体竖向变位
在实际工程中,墙体竖向变位量测往往被忽视,事实上由于基坑开挖土体自重应力的释放,致使墙体产生竖向变位:上移或沉降。
4.基坑底部的隆起
随着基坑的开挖卸载,基坑底出现隆起是必然的,但过大的坑底隆起往往是基坑险情的征兆。
过大的坑底隆起可能是两种原因造成的:①基坑底不透水土层由于其自重不能够承受不透水土层下承压水水头压力而产生突然性的隆起;②基
坑由于围护结构插入坑底土层深度不足而产生坑内土体隆起破坏。
5.地表沉降
围护结构的水平变形及坑底土体隆起会造成地表沉降,引起基坑周边建(构)筑物变形。
(二)基坑的变形控制
1.当基坑邻近建(构)筑物时,必须控制基坑的变形以保证邻近建(构)筑物的安全。
2.控制基坑变形的主要方法有:
(1)增加围护结构和支撑的刚度。
(2)增加围护结构的人土深度。
(3)加固基坑内被动区土体,加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式。
(4)减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间,这一点在软土地区施工时尤其有效。
(5)通过调整围护结构深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响。
(三)坑底稳定控制
1.保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施。
2.适时施作底板结构。
结束语:基坑所采用的围护及支撑结构形式很多,其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异;因此,应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等,特别要考虑到施工特点,经技术经济综合比较后确定,并采取有效的变形控制措施加以控制施工质量。