常用基坑支护形式及实例
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实例分析深基坑支护施工现状及应用随着我国城市经济的迅速发展,城市人口数量日益增多,从中给城市土地的开发和空间的利用带来了一些限制和阻碍。
因此,为了缓解城市土地的限制,在一些大型的建筑工程建设中,人们开始大量兴建地下工程,在这种情况下,深基坑支护技术在建筑建设中得到了广泛的应用及发展。
近年来,随着深基坑支护施工技术的不断改进与创新,在实际的应用过程中发挥了更好的功效,取得良好的应用效果。
下面主要就深基坑支护工程的现状及施工技术要点进行了论述。
1 高层建筑深基坑支护工程现状及作用1.1 深基坑支护工程现状随着城市化进程的不断加快、城市用地越来越紧张,在这种情况下,在建筑建设中充分考虑到地下室的兴建,一是为缓解城市用地紧张的问题,而是满足了越来越多的人口需求。
目前,在高层建筑工程中,为了确保建筑的整体质量,需要做好深基坑的支护结构的质量控制。
但是,目前有大部分技术人员缺乏对深基坑支护工程的意识,不注重施工成效,从而也就影响到了整个建筑的质量。
另外,在建筑施工中,建筑单位为了能够获得更多的利益,增加工程的进度,往往忽略了深基坑支护工程的重要性和安全性,他们简单的认为只有将建筑整体完成,没有垮塌掉,就不存在任何安全问题。
甚至还有一些施工单位,只是认为在施工过程中,挖一个很大的坑,然后简单进行处理,这样就能够确保基坑的质量。
这些做法将会给基坑质量甚于整个建筑的质量埋下隐患,不仅影响到工期的完成,而且损害人们的生命财产安全,造成不必的经济损失。
1.2 基坑支护施工作用基坑支护施工是建筑基础施工的重点部分,它起到了一个承上启下的作用,不仅能够保证低下结构的稳定,还能够承载来自高层建筑的压力。
基坑支护施工是对坑壁以及周边的建筑物起到加固与保护的作用。
目前,我们常見的基坑支护的形式有:排桩支护,桩撑、桩锚、排桩悬臂;地下连续墙支护,地连墙+支撑;水泥土挡墙;钢板桩支护;土钉墙(喷锚支护);逆作拱墙:放坡;基坑内支撑等等。
第1篇一、引言随着我国城市化进程的加快,高层建筑、地铁等基础设施的建设日益增多,深基坑工程的应用也越来越广泛。
基坑工程的安全性和稳定性直接关系到建筑物的安全和使用寿命,因此,对基坑工程施工等级的划分具有重要意义。
本文将从基坑工程的分类、划分依据、划分标准以及实际应用等方面进行探讨。
二、基坑工程的分类1. 按开挖深度分类根据《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99),基坑工程可按开挖深度分为以下几类:(1)浅基坑:开挖深度小于等于6m的基坑。
(2)深基坑:开挖深度大于6m且小于等于12m的基坑。
(3)超深基坑:开挖深度大于12m的基坑。
2. 按周边环境分类根据《建筑基坑支护技术规范》,基坑工程可按周边环境分为以下几类:(1)周边环境简单:离基坑1倍开挖深度范围内无重要的地下设施、大直径管线,重要建筑物等。
(2)周边环境较复杂:离基坑1-2倍开挖深度范围内有重要的地下设施、大直径管线,重要建筑物等。
(3)周边环境复杂:离基坑1倍开挖深度范围内有重要的地下设施、大直径管线,重要建筑物等。
三、基坑工程施工等级划分依据1. 基坑侧壁安全等级基坑侧壁安全等级是基坑工程施工等级划分的重要依据之一。
根据《建筑基坑支护技术规范》,基坑侧壁安全等级分为一级、二级、三级。
(1)一级:周边环境条件很复杂;破坏后果很严重;基坑深度H>12m;工程地质条件复杂;地下水位很高、条件复杂、对施工影响严重。
(2)二级:周边环境条件较复杂;破坏后果很严重;基坑深度6m;工程地质条件较复杂;地下水水位较高、条件较复杂、对施工影响较严重。
(3)三级:周边环境条件简单;破坏后果不严重;基坑深度H<6m;工程地质条件简单;地下水水位低、条件简单、对施工影响轻微。
2. 基坑支护结构形式基坑支护结构形式也是基坑工程施工等级划分的重要依据之一。
常见的基坑支护结构形式有:(1)排桩支护:适用于较深基坑,基坑周边环境较复杂的情况。
(2)地下连续墙:适用于较深基坑,基坑周边环境较复杂的情况。
摘要:只有提高土体的整体刚度和稳定性才能有效确保基坑的稳定,土钉墙支护不仅能够充分利用土体的自承能力,并且还能按照一定的间距和长度在土体中设置土钉,同时辅以钢筋网喷射混凝土面层与土体来共同协作。
由于采取土钉支护和挖土同时分层分块施工的方式能够有效发挥土体空间的支护作用,因此,在保证边坡稳定的情况下不仅能够缩短工期,还能够有效的降低成本。
本文结合某基坑支护工程的实例分析,说明采用土钉墙支护技术既能大大节约投资,又能解决基坑边坡的强度及稳定性问题。
关键词:土钉墙支护土钉整体刚度稳定性继撑式支护、排式支护以及连续墙支护和锚杆支护之后,土钉墙支护作为一项有效的支护技术,以其施工快捷和造价低廉的特点广泛应用于工程实践中。
为了确保基坑稳定[2],必须提高土体的整体刚度和稳定性,根据文献[1]我们知道,按照一定的间距和长度在土体中设置土钉并辅以钢筋网喷射混凝土面层与土体协同工作来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。
对于土钉支护,具有以下优点[3]:第一,由于土钉具有结构轻和柔性大的特点,从而具有良好的抗震性和延性;第二,能够对土体的自承能力进行合理的利用;第三,由于施工过程不需要大型的机具和复杂的工艺,从而设备都比较简单轻便;第四,由于施工便捷快速,因此不需要占有单独的场地;第五,造价低。
据国内外资料分析,与其他支护相比,土钉支护工程造价仅为其1/3-1/2。
为了说明土钉墙的设计和施工要点,我们通过一个实际的支护方案实例进行说明。
1工程概况1.1工程特点本工程的总建筑面积为29100.06m 2,由一个人防地下室和三栋住宅楼组成,其中三栋住宅的面积约为20800.06m 2,地下室建筑面积为8300m 2。
场地地形呈现西高东低的坡状,相对高差为1.5-4.5m,孔口标高为155.81-160.47m,高差为4.66m,属于漓江二阶地与一阶地过渡地带地貌。
图1为基坑平面图。
图1基坑周围建筑物22003F 学生宿舍27500一层平房500008070017500132003360033600方案二方案一7.800围墙二~三层配电房6.800二层锅炉房一层库房±0.000拟建某高校高层住宅1#~3#地下室外墙121001.2工程地质条件由河流冲洪积层和人工填土共同组成了场地地层,由上到下分别为素填土、含圆砾粉质粘土、含圆砾粉土、含粉质粘土圆砾、粉质粘土、粘土、灰岩。
基坑工程设计与实例计算一、基坑工程设计概述基坑工程是指为了进行建筑施工或地下工程而暂时开挖或挖掘的工程。
基坑工程设计是指根据工程需要,在合理的安全措施下,确定基坑的形状、深度、支护方式以及排水措施等,保证施工过程中的安全性和稳定性。
本文将从基坑工程设计的基本要素、支护方式及实例计算等方面进行详细阐述。
二、基坑工程设计的基本要素1. 基坑形状:基坑的形状根据工程需要进行确认,常见的形状包括长方形、圆形、不规则形状等。
在选择基坑形状时,需要考虑施工方法、土质条件以及附近建筑的影响等因素。
2. 基坑深度:基坑的深度取决于地下结构的要求和工程需要,一般分为浅基坑和深基坑两种。
浅基坑一般深度在5m以内,深基坑则深度超过5m。
基坑深度的确定需要考虑土质条件、地下水位、施工方法等因素。
3. 支护方式:基坑的支护方式有很多种,常见的包括土方支护、桩土共同支护、钢支撑、预应力锚杆等。
支护方式的选择需要根据土质条件、基坑深度、施工工艺等因素进行综合考虑。
4. 排水措施:基坑施工过程中,地下水位的控制和排水是非常重要的。
常见的排水措施包括井点降水、水平井降水、管井降水等。
排水措施的选择需要根据地下水位、土质条件、施工工艺等因素进行评估。
三、基坑工程支护方式及实例计算1. 土方支护:土方支护是最常见的基坑支护方式之一,适用于土质较好、基坑较浅的情况。
常见的土方支护方式有挡土墙支护、护坡支护等。
实例计算中,需要根据土壤的力学参数、基坑深度等参数,进行土方支护结构的稳定性计算。
2. 桩土共同支护:桩土共同支护是指利用地下桩和土体共同承担基坑周围土体的压力,以增加支护结构的稳定性。
实例计算中,需要根据桩的强度和刚度参数,以及土体的力学参数,进行桩土共同支护结构的稳定性计算。
3. 钢支撑:钢支撑是基坑工程中常用的一种支护方式,适用于基坑较深、土质较差的情况。
钢支撑的计算需要考虑支撑杆的材料强度和刚度参数,以及土体的力学参数,通过稳定性计算来确定支撑结构的合理性。
深基坑施工边坡斜撑支护施工工法深基坑施工边坡斜撑支护施工工法一、前言深基坑是城市建设中常见的大型工程,其施工需要特殊的支护工法来保证施工的安全和顺利进行。
深基坑施工边坡斜撑支护工法是一种常用的工法,本文将详细介绍其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点深基坑施工边坡斜撑支护工法的特点是能够有效控制边坡的稳定性,在施工过程中提供稳定的工作平台,并且具有较好的适应性和经济性。
此工法适用于土质边坡的支护,特别适用于边坡长、高比较大、坡度陡峭的情况下。
通过合理的施工工艺和设计,能够满足基坑施工的要求和安全性。
三、适应范围深基坑施工边坡斜撑支护工法适用于各类基坑施工,特别在小型城市和建筑施工中广泛适用。
该工法对于具有一定土质稳定性和流动性的边坡适应性较好,由于施工工艺的特殊性,还适用于边坡上有管线与桩基础共存的情况。
四、工艺原理深基坑施工边坡斜撑支护工法是基于边坡与施工工程的相互作用而提出的。
在施工工程的特殊要求下,通过采取斜撑的方式,可以控制边坡的稳定性。
施工过程中主要采取以下技术措施:1. 预先制定施工方案,确保边坡支护的合理性和可行性;2. 选取适当的施工材料,保证斜撑的强度和稳定性;3. 根据边坡的土质特性和工程要求设计斜撑的布置和间距;4. 采取适当的监测方法,对边坡和斜撑的变形进行监测,及时调整施工工艺。
五、施工工艺深基坑施工边坡斜撑支护工法的施工过程包括以下几个阶段:1. 原地勘察和土质分析,确定边坡的稳定性和施工方案;2. 钢材加工与制作,包括切割、焊接和组装;3. 边坡准备工作,包括清除杂物、挖掘和平整;4. 斜撑支护的施工与安装,通过钢梁和斜撑的组合形式进行固定;5. 施工监测与调整,根据实际情况对斜撑进行监测和调整。
六、劳动组织深基坑施工边坡斜撑支护工法的劳动组织包括人员和设备的配备,以及施工队伍的协调配合。
摘要:笔者结合了实例,全面的介绍了基坑支护在施工中的应用,以及在深基坑进行地下室工程施工过程中所要注意的方法关键词:基坑支护;施工;地下室1 实例工程基本概况本文以一栋地下一层,地面7层的小型建筑物为例,该建筑项目总占地一万四千平方米,建筑面积大概为三万多平方米,该建筑物长度和宽度分别为150米和80米,地面建筑物平面图为“工”字型状。
很具有典型性。
在这项工程建设中,前期基桩等坑基工程的安全等级是二级。
桩基沉降和水平移位报警值分别确定为30毫米和40毫米。
工程大概如此。
2 本案例中的基坑支护由基本材料可以看出本基坑工程的安全等级和其具体的水平位移与沉降报警值的具体范围。
本工程关于地面高度,地下室底板标高,地板厚度和垫层厚度等均有严格的要求。
规定了坑基的开挖深度。
在此次工程中采用了预应力管桩和预应力锚索的桩锚结合的支护方式根据基坑的基本情况将基坑分为6个分段,其基坑支护区段划分的平面示意如下图所示:基坑支护区段划分的平面示意图3 坑基支护施工前期的准备工作技术准备:(1)工程图纸是工程施工的重要依据,因此,在施工开始之前要求各施工人员应认真学习图纸,了解图纸中的各个指标,数值,了解设计者的设计理念,对图纸进行技术交底。
(2)对员工进行技术和专业技能培训,明确工程责任制度,了解和熟悉工程的设计要求,工程对质量,工期,及工程成本预算及工程现场管理等方面的内容。
(3)认真贯彻和学习质量管理体系,加强工程施工中的质量管理工作,处理好施工安全,施工质量,施工成本和控制工期之间的关系。
(4)配合工程设计单位和工程施工单位的工作。
在国家规定的质量标准体系下制定相应的施工规范和工程验收标准。
严格检测,认真验收。
(二)、施工现场的准备工作工作人员进入工地之前,首先要做好施工前的准备工作,施工过程中要用的水电是否充足,道路是否通畅,施工现场的给水,排水是否合理,是否具有生产和生活所必须的设施等等。
4 本工程工艺流程及各项目施工方法本次工程的主要施工工艺为:放线→管桩→搅拌桩施工→土方开挖→主体梁施工→首层锚索→梁顶上部保护层→二次土方开挖→第二层预应力锚索施工→第一层管桩间喷钢筋网砼板→第二层锚索腰梁→第二层锚索→第三次挖土方→第三层预应力锚索施工→第二层管桩之间喷钢筋网砼板→第三层腰梁施工→第三层锚索张拉锚定→检测锚索→开挖底板承台及排水沟土方→基坑验收→进入底板施工。
深基坑支护——环形内支撑设计应用(干货)一、环形内支撑的构造环形内支撑的平面布置可根据基坑的尺寸设计成圆形、椭圆形或其它弧形.截面尺寸宽度为1200~2000mm,高600~lO00mm,全截面配筋,砼强度等级为C30~C40.图1是某工程圆形内支撑布置图.一般来说,基坑侧壁的荷载通过整体现浇板或梁传到环梁上.为了保证环梁的受力合理,在进行结构布置时应尽可能利用板向环梁传递荷载.图1基坑平面布置二、环形内支撑的布置1.水平布置对于基坑平面为正方形或近似方形时,可采取圆形内环支撑;对于长方形基坑可采用椭圆形支撑,如图2所示.而对于窄长形或不规则形的基坑,则应采用2个或2个以上圆环或其它曲线进行组合,如图3所示.图2基坑半面布置图图3不规则基坑平面环形内支撑布置示意(单位:mm)2.竖向布置由于环形支撑的刚度较大,对广州地区一般地质情况而言,基坑开挖深度在11m内可设一道支撑,而对于开挖深度超过llm的基坑,可根据计算设计1~2道支撑.在确定支撑的竖向位置时,应注意尽量避开地下室的楼层结构.三、计算与分析1.计算方法由于支撑与挡土排桩的受力及变形相关,二者的变形必须保持协调一致,受力应保持平衡,因此,分析计算方法是采用反复迭代的方式来进行.2.挡土桩的受力与变形挡土桩的计算模型可采用集中力弹簧模型,根据钢筋混凝土环形支撑的刚度可计算出挡土桩的弯矩、位移、剪力、桩前土反力等.3.环梁结构支撑的受力与变形根据上述步骤计算的挡土桩对环梁支撑的作用力可认为它均匀地反作用于冠梁或腰梁上,视冠梁或腰梁与环梁结构为一整体,应用有限元分析的计算模型,可计算出环梁结构各点的位移及应力分布.四、设计实例1.工程概况广州市某21层框—剪结构体系(含2层地下室),地下室开挖深度为8.5m(由原地面计起),该建筑物基坑边线南临珠宝街路;东贴龙津西路、逢源路;北面为龙津西路,其中一段有一旧建筑物未拆除,作为施工临设使用,西面为旧式建筑(幼儿园等),其已临近基坑边几乎没有退缩.由于种种原因,该工程在挡土桩完工后施工基础挖孔桩时已引起了周围地面下沉,房屋开裂,为了保证在深基坑土方开挖过程中周边建筑物、市政管线及道路不再出现裂缝,业主决定在基础土方开挖前对原基坑支护方案进行重新研究没计.本基坑原围护桩采用钻孔灌注排桩,外加旋喷桩形成止水帷幕.为了充分利用原有的挡土桩并满足业主提出的周围建筑物及市政设施不再受损的要求,必须控制基坑土方开挖过程中围护结构的变形,为此选择了环梁结构作为本基坑的支撑体系,并对该体系进行了深入研究和优化设计.2.地质概况根据业主提供的钻探资料,场地由上至下依次为:人工填土层、淤泥质土、细砂、淤泥、粉质粘土、砾砂、残积土层.本层为泥质粉砂岩及粉砂岩风化而成的粉质粘土,局部为粉土,呈浅黄、褐红色,湿,硬塑状为主,局部可塑及坚硬状,顶面埋深12.0~17.9m,厚度2.6~9.6m.本场地基岩层顶面埋深15~18.40m.场内地下水主要是微承压水,水位埋深约-1.0.3.计算过程与结果(1)挡土桩钢筋混凝土环形支撑刚度分别取2.5×105kN/m(基坑边线中部)及10×105kN/m(基坑边线面部),计算出支护桩的弯矩、位移、剪力、桩前土反力,其中桩的最大计算弯矩为469.6kN/m,桩的最大位移发生在支护桩顶以下5m左右,基值最大为13.7mm,支护桩对环梁支撑的力为185kN/m.支护桩配筋10φ25和6φ20,抵抗弯矩为650kN/m满足要求.(2)环梁取支护桩对环梁支撑的作用力为185kN/m.连系梁和环梁厚度取700mm,连接板厚度取200mm.运用有限元法,按平面应力问题可算出环梁的应力与变形.支撑系统的受力计算结果如图4、5所示.从上述结果可以看出,支撑最大变形为7~8mm,发生于基坑的长边中部,其余部位位移较小,环形梁和支撑均呈压应力状态,达到了设计所要求的目标.图4基坑环梁结构支撑水平应力等值线(单位:MPa拉为正)图5基坑环梁支撑位移等值线(单位:mm)5.变形观测结果根据监测单位提供的观测资料,环梁的位移最大值约为10mm,这一结果与理论计算值相吻合,亦满足设计要求.。
基坑支护技术在沿海地区和软弱地基地区的应用第一部分沿海地区基坑支护技术的选择与优化 (2)第二部分软弱地基地区基坑支护技术的选择与优化 (5)第三部分基坑支护技术在沿海地区与软弱地基地区的施工工艺 (7)第四部分基坑支护技术在沿海地区与软弱地基地区的施工质量控制 (10)第五部分基坑支护技术在沿海地区与软弱地基地区的施工安全管理 (14)第六部分基坑支护技术在沿海地区与软弱地基地区的施工成本分析 (18)第七部分基坑支护技术在沿海地区与软弱地基地区的施工案例分析 (21)第八部分基坑支护技术在沿海地区与软弱地基地区的施工技术发展趋势 (24)第一部分沿海地区基坑支护技术的选择与优化沿海地区基坑支护技术的选择与优化沿海地区基坑支护技术的选择原则沿海地区基坑开挖应遵循以下技术选择原则:*安全第一:基坑支护技术应确保施工人员和周边建筑物的安全,并能有效防止基坑坍塌、滑坡等事故的发生。
*经济合理:基坑支护技术应在满足安全要求的前提下,选择经济合理的方案,以降低施工成本。
*技术先进:基坑支护技术应采用先进的技术和材料,以提高施工效率和质量,缩短施工周期。
*环境友好:基坑支护技术应尽量减少对环境的影响,并能有效防止水土流失、扬尘污染等问题。
沿海地区基坑支护技术的选择沿海地区基坑支护技术的选择应根据以下因素进行综合考虑:*基坑的位置和周围环境:基坑的位置和周围环境对基坑支护技术的选择有很大的影响。
例如,位于闹市区的基坑应选择噪音小、振动小的支护技术,而位于水边的基坑则应选择防水、防渗的支护技术。
*基坑的深度和规模:基坑的深度和规模也是影响基坑支护技术选择的重要因素。
一般来说,深度较大的基坑应选择刚性支护技术,而规模较小的基坑则可选择柔性支护技术。
*地质条件:地质条件对基坑支护技术的选择也有很大的影响。
例如,软弱地基应选择刚性支护技术,而坚硬地基则可选择柔性支护技术。
*水文条件:水文条件对基坑支护技术的选择也有很大的影响。
12.3 常用基坑支护结构形式的特点及其适用条件 基坑支护是为满足地下结构的施工要求及保护基坑周边环境的安全,对基坑侧壁采取 的支挡、加固与保护措施。为了在基坑支护工程中做到技术先进,经济合理,确保基坑边坡、基坑周边建筑物、道路和地下设施的安全,应综合场地工程地质与水文地质条件、地下室的要求、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境和周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素,因地制宜地选择合理的支护结构形式。 随着支护技术在安全、经济、工期等方面要求的提高和支护技术的不断发展,在实际工程中采用的支护结构形式也越来越多。基坑支护工程中的常用支护形式有:各种成桩工艺的悬臂护坡桩或地下连续墙、护坡桩或地下连续墙与锚杆组成的桩墙一锚杆结构、护坡桩或地下连续墙与钢筋混凝土或钢材支撑组成的桩墙一内支撑结构、环形内支撑桩墙结构、土钉与喷射混凝土组成的土钉墙、土钉墙与搅拌桩或旋喷桩组成的复合土钉墙、土钉墙与微型桩组成的复合土钉墙、搅拌桩或旋喷桩形成的水泥土重力挡墙、逆作拱墙、双排护坡桩、钢板桩支护、SMW工法的搅拌桩支护、逆作或半逆作法施工的地下结构支护、各种支护结构基坑内软土加固、土体冻结法等。在实际工程中已采用的单独或组合支护形式目前已不下十几种。 虽然具体的支护形式很多,但按照支护结构受力特点划分可归并为桩墙结构(排桩或地下连续墙)、土钉墙结构,重力式结构(水泥土墙)、拱墙结构几种基本类型。
【例题9】按照支护结构受力特点基坑支护的基本类型包括( )。 A、桩墙结构; B、土钉墙结构; C、重力式结构; D、拱墙结构; 答案:A、B、C、D 上述几种支护结构的基本形式具有各自的受力特点和适用条件,应根据具体工程情况 合理选用。国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)在第3.3节中对各种支护结构的选型做了明确的规定,提出了各种支护形式的适用条件。表12.3-1为该基坑支护结构的选型表:
支护结构选型时,还应考虑结构的空间效应和受力条件的改善,采用有利支护结构材料受力性状的形式。在软土场地可采用深层搅拌、高压喷射注浆等方法,局部或整体对基坑底土体进行加固,或在不影响基坑周边环境的情况下,采用降水措施提高土的抗剪强度和减小水土压力。
【例题10】某基坑安全等级为一级,基坑深度为5m,土质为软土,承载力特征值为100kpa,根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99),可以采用下列哪种支护结构( )。 A、地下连续墙; B、逆作拱墙; C、土钉墙; D、水泥土墙; 答案:A 1 桩墙—锚杆结构 桩墙结构是在基坑开挖前,沿基坑边缘施工成排的桩或地下连续墙,并使其底端嵌入到基坑底面以下。随着基坑的分层向下开挖,在桩墙表面设置支点,支点形式可以采用内支撑,也可以采用锚杆。在桩墙结构侧壁上土压力的作用下,桩墙结构的受力形式相当于梁板结构,内支撑可根据具体结构形式进行结构设计计算,锚杆则单独进行承载力的设计计算。这种结构不设置支点时,为悬臂梁结构,但悬臂结构只适用于基坑深度较浅同时周边环境对支护结构水平位移要求不高的情况下采用。实际工程中常采用的桩墙结构形式主要有:排桩—锚杆结构、排桩—内支撑结构、地下连续墙—锚杆结构、地下连续墙—内支撑结构等。20世纪80 年代以前国内外也较流行钢板桩—锚杆结构、钢板桩—内支撑结构,但目前国内采用的较少。桩的类型包括各种工艺的钻孔桩、冲孔桩、挖孔桩或沉管桩等。当搅拌桩内插入型钢且按受力杆件进行设计计算时(SMW工法),也可以纳入这种受力结构形式。
(1)桩墙—锚杆支护结构的特点 桩墙—锚杆支护结构通常由桩或地下连续墙、腰梁、锚杆三部分组成受力体系(图12.3-1)。 当采用地下连续墙时,锚杆可以直接锚固在地下连续墙的墙面上。采用护坡桩时,第一层锚杆也可以锚固在护坡桩的冠梁上。省去腰梁的桩墙—锚杆结构,受力体系由桩或地下连续墙、锚杆两部分组成。
【例题11】桩墙—锚杆支护结构通常由( )在部分组成。 A、桩或地下连续墙; B、腰梁; C、锚杆; D、锚固体; 答案:A、B、C 常用的护坡桩包括钻孔灌注桩、挖孔桩、沉管灌注桩、冲孔桩等,由于护坡桩主要是承受弯矩,为保证具有足够的受弯能力,桩径一般在600mm以上。 通常采用的腰梁由两根槽钢或工字钢,用钢板焊接或格构钢梁,也可以用钢筋混凝土腰梁。腰梁应和桩或地下连续墙连接牢固,以传递剪力。腰梁尺寸按受弯构件进行设计。
【例题12】在下列各种桩型中,可以用作护坡桩的是( )。 A、水泥土搅拌桩; B、夯实水泥土桩; C、CFG桩; D、钻孔灌注桩; 答案:D
锚杆锚固在稳定土层以获得足够的轴向抗拔力。锚杆主要包括成束的受拉钢绞线或钢 筋、注浆水泥固结体和连接腰梁的锚头三个基本部分。钢绞线用专门的锚具连接,钢筋用 对焊在钢筋端部的螺扣连接。
【例题13】锚杆主要包括( )三个基本部分。 A、受拉钢筋; B、注浆水泥固结体; C、锚头; D、腰梁; 答案:A、B、C
桩墙作为挡土部分承受基坑侧壁的土压力荷载,当基坑侧壁桩墙后边有地下水存在 时,还要承受水压力。基坑周边有建筑物或施工荷载会使土压力增加,土压力计算中应予 以考虑。锚杆通过利用锚固在稳定土层上的锚固力为桩墙提供弹性支点。锚杆拉力通过腰 梁及其连接件对桩墙提供约束。在这种受力模型下,桩墙为受弯构件,一般可作为杆件进 行计算和设计。受弯构件按弯矩设计断面尺寸和配筋,要比承受竖向荷载的桩所用的配筋 量大的多。锚杆为轴心受拉构件,从受力上沿锚杆长度分为自由段和锚固段,对锚杆承载 力起作用的是锚固段。影响锚杆承载力大小的有三个控制条件: 1)锚固段锚固体与周围土体的摩阻力; 2)锚固体对钢筋或钢绞线的握裹力; 3)钢筋或钢绞线的抗拉强度。
【例题14】影响锚杆承载力大小的三个控制条件是( )。 A、锚固段锚固体与周围土体的摩阻力; B、锚固体对钢筋或钢绞线的握裹力;C、钢筋或钢绞线的抗拉强度; D、锚头的抗拉强度; 答案:A、B、C 对于土层锚杆,握裹力一般大于钢筋或钢绞线与土之间的摩阻力,因此承载力主要由 摩阻力和钢筋或钢绞线的强度控制,可由摩阻力条件确定了锚杆承载力后,再根据承载力 设计钢筋或钢绞线的截面。 根据采用的不同材料,腰梁按钢结构或混凝土结构有关设计规范设计。
(2)适用条件 桩墙—锚杆支护技术适用范围很广,在大部分场地和地质条件下都能采用,尤其基坑深度大、对水平变形的限制要求高、基坑周边场地狭窄的情况最能体现其优越性。不适于桩墙—锚杆支护的情况包括:
1)基坑周边无法或不允许施工锚杆,如周边有其他地下结构、桩基造成施工障碍; 2)特定地层条件下,锚杆锚固段无法避开软弱土层,即使锚杆很长,仍不能提供足够的锚固力,造价和工期上也很浪费; 3)锚杆施工困难,如砂卵石地层存在承压力的情况下,现有机具无法成孔和不能保证水泥浆灌注质量。 虽然桩墙—锚杆支护技术适用面较广,也易于保证基坑的安全,但是造价相对较高。在周边环境条件不复杂,能够采用其他更经济的支护技术的情况下,应综合安全、经济、工期等因素进行不同支护方案的比较后进行选择。 2 桩墙—内支撑结构 (1)桩墙—内支撑支护结构的特点 桩墙—内支撑支护结构由桩或地下连续墙和基坑内的支撑结构两部分组成受力体系。桩或地下连续墙的受力特点和技术要求与桩墙—锚杆支护结构是基本相同的(见图12.3-2)。
常用的支撑结构按材料类型可分为钢筋混凝土支撑、钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土和钢的组合支撑等形式;按支撑受力特点和平面结构形式可划分为简单对撑、水平斜撑、竖向斜撑、水平桁架式对撑、水平框架式对撑、环形支撑等形式,一般对于平面尺寸较大、形状不规则的基坑常根据工程具体情况采用上述形式的组合形式。 与桩墙一锚杆结构同样,桩墙作为挡土结构承受基坑侧壁的土压力和水压力,内支撑通过与桩墙的连接点给桩墙提供支撑力。严格地讲,桩墙和内支撑应看做一个整体受力结构承受侧向的土压力、结构自重等各项荷载。但由于结构整体是一个空间结构,土压力荷载又很复杂,计算起来相当困难。因此工程上常采用简化受力结构的方法,将桩墙与内支撑分别进行计算,达到满足工程应用的目的。对于复杂内支撑结构,应对包括腰梁和冠梁在内的整体支撑系统进行计算。 根据支护结构变形的设计要求,支撑与桩墙的连接处可通过设置千斤顶对支撑预加压力。 (2)适用条件 从支护结构自身技术可行性角度来讲,桩墙—内支撑支护技术适用范围极广,用其他支护形式解决不了的问题,一般都能用桩墙—内支撑解决,也相对安全可靠。在无法采用锚杆的场合和锚杆承载力无法满足要求的软土地层也可采用内支撑解决。但该结构形式存在以下一些缺点,使得在其他支护结构形式能使用时,不太愿意采用桩墙—内支撑结构,这些缺点包括: 1)由于支撑设在基坑内部,影响主体地下室施工,在地下室施工过程要逐层拆除,施工技术难度大; 2)一般支撑系统都要设置立柱,立柱要在基坑开挖前施工,并进入基坑面以下的持力土层,底板施工时立柱不能拆除,使底板在立柱处不能一次浇注混凝土,给后期防水处理造成一定困难和容易影响防水质量; 3)基坑土方和支撑施工交叉作业,支撑做好后,影响支撑下部的土方开挖,难以设置出土运输坡道,有时只能人工挖土和垂直运输,显著影响挖土效率; 4)当基坑面积较大时,一般支撑系统都较庞大,工程量大,造价也高,从经济上不具有优越性。但是当采用可重复使用的可拆装工具式支撑时,可解决此问题。工具式支撑一次性投资很高,目前在我国还不具备推广应用的客观条件。
3 土钉墙结构 (1)土钉墙结构的特点 土钉墙支护技术是一种原位土体加固技术,是在分层分段挖土和施工的条件下,由原位土体、在基坑侧面土中斜向设置的土钉与喷射混凝土面层三者组成共同工作的土钉墙,其受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固,