關于深基坑拉森樁支護的探討

1、    關于深基坑拉森樁支護的探討    葉迪摘要：基坑支護技術是建筑施工技術中的一種,在現(xiàn)在建筑領域中有著廣泛的應用。為了保證建筑的安全和施工的安全,在建筑施工中需要采用合理的深基坑支護技術。文章將就深基坑拉森樁支護技術進行探討,闡述深基坑技術的設計要點。關鍵詞：深基坑、拉森樁支護abstract: the foundation pit supporting technology is one of the construction technology, now of architecture in a wide range of applicati

2、ons. in order to assure the construction safety and the safety of construction, in the construction of the need to reasonable deep foundation pit supporting technology. the article on the deep foundation pit larsen pile supporting technology are discussed, and expounds the design points of the deep

3、foundation pit technology.keywords: deep foundation pit supporting, larsen pile中圖分類號：tv551.4文獻標識碼：a文章編號：1、深基坑支護的方式深基坑是指開挖底面距地面深度超過5m的基坑，針對不同的土質情況、地質條件、安全等級、周邊環(huán)境、基坑深度等因素，有不同的支護方案及適用范圍，施工中應本著安全可靠、經濟適用、技術合理的原則進行選擇。基坑的支護方式有水平板式支撐、垂直板式支撐、擋土板樁、擋土灌注樁、組合式擋土樁、地下連續(xù)墻、排樁、土層錨桿、水泥土墻、土釘墻、人工挖孔樁、逆作拱墻、井壁砼墻等。板式支撐適用于地下

4、水位低、較松散粘土類土的基坑支護，高層建筑有地下室的深基礎一般采用擋土灌注樁、排樁、地下連續(xù)墻、土層錨桿等方式，水泥土釘墻適用于一般粘土、砂土、深6m以內的基坑。拉森樁是鋼板樁支護中的一種，因其具有強度高、密封性好、適用于各種土質、各種深度，特別是在土質松軟、地下水位高、周邊管線多、安全等級高的環(huán)境使用效果好，在目前的工程中應用最為廣泛。2、拉森樁支護的特點拉森樁采用打樁機將其打入土中，形成一道連續(xù)封閉的墻，使用內撐或拉錨來保護支護結構，用以承受土體和地下水的水平推力。拉森樁既可作為圍護結構，又可作為受力結構，還可達到封水的目的，可保證基坑在無水狀態(tài)下作業(yè)。鋼板樁具有整體剛度大、防水性能好的特

5、點，在粘性土層深水河橋墩基礎施工中甚至不需要水下作業(yè)，可節(jié)省大量的現(xiàn)場加工構件，具體一定的優(yōu)越性。2009初施工的滇池環(huán)湖東岸干渠截污工程基坑支護即使用拉森鋼板樁，取得了良好的效果。2010年在昆明呈貢大塘子水庫橋的深基坑施工中亦應用了此方式，使用效果明顯，得到了業(yè)主、設計及監(jiān)理的肯定。3、拉森樁支護的設計要點拉森鋼板樁的設計要點如下：（1） 通過地勘報告提供的資料及現(xiàn)場的情況進行主、被動土壓力計算；（2） 根據(jù)基礎及周邊環(huán)境初選支撐或拉錨方案；（3） 通過計算確定鋼板樁的型號、長度，并以內撐或拉錨進行細化設計；（4） 驗算基底隆起及涌水；（5） 確定基坑土的開挖方式及支護的方法。以上要點一般

6、不可能一次設計完成，需通過多次修改找出最佳方案。3.1、土壓力的計算土壓力的大小與土的天然重度、內摩擦角、粘聚力c、地面荷載有關，須通過試驗確定。在計算取值時按地勘報告各土層的深度及土質參數(shù)用加權平均的方法取定，進行此項計算還應與板樁的入土深度相適應，一般應進行多次反復的計算，以期與板樁長的取值搭配。計算土壓力分為主動土壓力和被動土壓力兩種，計算的方法有多種，常用的有朗金理論法和庫侖理論法兩種，針對不同的支護形式、基坑狀況也可兩種混合使用。朗金理論法計算的主動土壓力偏大，庫侖理論法計算的主動土壓力偏小，被動土壓力則相反，為安全起見，應針對墻背的垂直、水平、光滑情況綜合取定。3.2、支撐或拉錨初

7、選方案的確定基坑較淺、周邊工作面較寬時可采用拉錨方案，經計算無須拉錨或支撐時可采用懸臂方案，基坑較深、計算后無法采用懸臂或受地形限制無法拉錨時則采用內支撐方式。進行此項選擇時還應考慮基礎的結構形式和尺寸等因素，避讓主要受力構件，避免影響受力結構并達到操作方便、經濟適用的目的。3.3、拉錨或支撐的計算懸臂板樁在板樁的頂不設支撐或錨桿，利用板樁本身具有的結構受力、入土深度以達到支護的穩(wěn)定。單錨式板樁分淺埋和深埋兩種，其受力理論不同，受力計算也不一樣。多錨式板樁應用較多，本文作主要敘述。多錨式板樁的布置按受力形式的可分為等彎矩布置和等反力布置兩種。計算的目的是確定板樁及支撐的規(guī)格尺寸和數(shù)量，如果計算

8、的支撐層數(shù)過多可過少，或者與基礎的主體結構相沖突難以布置支撐，可以另外選擇板樁的規(guī)格，重新確定支撐的層數(shù)。為在保證基坑支護安全的前提下達到經濟適用的目的，可以先按懸臂板樁進行計算，若計算后板樁自身的受力達不到要求，可按單錨板樁計算，漸次按多錨板樁計算。因為支撐的設置用料較多，影響支護的造價明顯，在選擇時應按步驟從造價低的方案選起，達不到受力要求時再選擇用量較多、投入較大的方案。在進行支撐計算時，根據(jù)用料及布置方式的不同用不同的公式進行計算，一般進行壓應力及壓桿穩(wěn)定計算，進而確定支撐的規(guī)格及布置間距。鋼板樁的支撐常用內撐，其分為圍囹及對撐兩部分。圍囹一般采用工字鋼、槽鋼，對撐一般采用無縫鋼管，為

9、保證內撐的穩(wěn)定，在圍囹內還需設角鋼斜撐、鋼牛腿等構件。在安裝對撐時易出現(xiàn)支設不穩(wěn)或部分對撐受力部分失效的情況，此時可用鋼楔抵緊，也可設千斤頂施內加應力，使其充分發(fā)揮作用。圍囹的計算：按最大反力在基坑底中部的中層圍囹進行計算。pn=(1/2) kad(hn+hn+1)上式中：pn-所求橫梁支點承受的土壓力；d-橫梁支點到板樁頂?shù)木嚯x；hn-橫梁支點至上一支點的跨度；hn+1-橫梁支點至下一支點的跨度。3.4、板樁入土深度的計算在防傾覆系數(shù)不小于2 的前提下按試算法、盾恩近似法、等值梁法計算板樁的入土深度。試算法懸臂板樁，盾恩近似法、等值梁法適用于單錨及多錨板樁。如單錨淺埋式的計算簡圖如下：為保證

10、a點處m=0，則eaha-ephp=0，即ea 2 3(h+t)-ep(h+ 2 3t)=0t=(3ep-2ea)h2(ea-ep)將以上數(shù)據(jù)代入上式，即可求出t值。上式中:ea-主動土壓力最大壓強, ea=1(h+t)ka ；ep-被動土壓力最大壓強, ep=2tkp；ka-主動土壓力系數(shù)，ka=tg2(45°- 12)；kp-被動土壓力系數(shù)，kp=tg2(45°+ 22)；1、2-分別為主動土、被動土的內摩擦角，以加權平均法分別取值；1、2-分別為主動土、被動土的天然重度，以加權平均法分別取值；h-基坑開挖深度，3.5、板樁的穩(wěn)定性驗算板樁入土深度除保證本身的穩(wěn)定性外，

11、還應保證基坑底部在開挖基坑及基礎施工期間不致出現(xiàn)隆起和管涌現(xiàn)象。在開挖深基坑時，若板樁背面的土柱重量超過基坑底面以下地基土的承載力時，地基的平衡狀態(tài)受到破壞，常會發(fā)生坑壁土的流動，坑頂下陷、坑底隆起等現(xiàn)象（如下圖）。為避免此情況的發(fā)生，在基坑支護設計時需對地基進行穩(wěn)定性驗算。3.6、施打鋼板樁的方法拉森型鋼板樁用吊車就位后采用履帶式液壓機配液壓振錘打樁機施打。施打前一定要認真放出準確的支護樁中線。考慮到鋼板樁較長，在施工中，鋼板樁容易向一邊傾斜，由于傾斜誤差積累不易糾正，難以控制鋼板樁的平直度，所以鋼板樁施工擬采用屏風式打入法。屏風式打入法不易使板樁發(fā)生屈曲、扭轉、傾斜和墻面凹凸，打入精度高，

12、易于實現(xiàn)封閉合攏。施工時，將1020根鋼板樁成排插入導架內，使它呈屏風狀，然后再施打。3.7、基坑的開挖方式根據(jù)不同的施工對象，基坑的開挖方式也不盡相同。深基坑有地下水或遇流砂等不穩(wěn)定土層時應優(yōu)先采用封底砼的方法，以策安全。若土質情況較好時可在板樁打入時用長臂挖機或門式吊車吊運的方法開挖。無論采用何種方式，均應邊開挖邊支撐，并隨時觀察支護的穩(wěn)定及周邊土的沉降或位移，確保安全。4、工程實踐在2009年的昆明市環(huán)湖截污工程中采用了拉森鋼板樁支護方案，其在有效支護、縮短工期方面發(fā)揮了極大的優(yōu)勢，2010年昆明呈貢大塘子水庫橋的深基坑中再次使用拉森樁，在地下水位高的水庫施工島內打樁并配以無縫鋼管對撐和工字鋼圍囹，極大的發(fā)揮了拉森樁強度高、能封水、穩(wěn)定性好的特點，起得了很好的效果。結語