基坑支護(hù)的幾種類型及其特點(diǎn)和適用范圍

1、基坑支護(hù)的幾種類型及其特點(diǎn)和適用范圍我國大量的深基坑工程始于 20世紀(jì)80年代 由于城市高層建筑的迅速發(fā)展 地下停 車場、高層建筑埋深、人防等各種需要 高層建筑需要建設(shè)一定的地下室。 近幾年由于城 市地鐵工程的迅速發(fā)展地鐵車站、局部區(qū)間明挖等也涉及大量的基坑工程在雙線交叉的地鐵車站 基坑深達(dá)20-30m。水利、電力也存在著地下廠房、地下泵房的基坑開挖問題。無論是高層建筑還是地鐵的深基坑工程由于都是在城市中進(jìn)行開挖基坑周圍通常存在交通要道、已建建筑或管線等各種構(gòu)筑物這就涉及到基坑開挖的一個很重要內(nèi)容要保護(hù)其周邊構(gòu)筑物的安全使用。而一般的基坑支護(hù)大多又是臨時結(jié)構(gòu)、投資太大也易造成浪費(fèi) 但支護(hù)結(jié)構(gòu)不

2、安全又勢必會造成工程事故。因此如何安全、合理地選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)并根據(jù)基坑工程的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)是基坑工程要解決的主要內(nèi)容。以下簡單介紹當(dāng)前基坑工程中常見的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及不同地基土條件下的基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)選型原則。1基坑支護(hù)的類型及其特點(diǎn)和適用范圍1.1 放坡開挖適用于周圍場地開闊周圍無重要建筑物只要求穩(wěn)定 位移控制五嚴(yán)格要求價錢最便宜回填土方較大。1.2 深層攪拌水泥土圍護(hù)墻深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護(hù)墻優(yōu)點(diǎn)：由于一般坑內(nèi)無支撐，便于機(jī)械化快速挖土 ；具有擋土、止水的雙重功能；一般情況下較經(jīng)濟(jì)；施工中無振動

3、、無噪音、污染少、擠土輕微 因此在鬧市區(qū)內(nèi)施工更顯出優(yōu)越性。水泥土圍護(hù)墻的缺點(diǎn)：首先是位移相對較大，尤其在基坑長度大時，為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移；其次是厚度較大，只有在紅線 位置和周圍環(huán)境允許時才能采用，而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環(huán)境。1.3 高壓旋噴樁高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿，它是利用高壓經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體 混合形成水泥土加固體，相互搭接形成排樁，用來擋土和止水。高壓旋噴樁的施工費(fèi)用要高于 深層攪拌水泥土樁，但其施工設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動性強(qiáng)、占地少，并且施工機(jī)具的振動很小，噪音也較低，不會對周圍建筑物帶來振動的影響和產(chǎn)生噪音

4、等公害，它可用于空間較小處，但施工中有大量泥漿排出，容易引起污染。對于地下水流速過大的地層，無填充物的巖溶地段永凍土和對水泥有嚴(yán)重腐蝕的土質(zhì)，由于噴射的漿液無法在注漿管周圍凝固，均不宜采用該法。1.4 槽鋼鋼板樁這是一種簡易的鋼板樁圍護(hù)墻面槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長 6 8m，型號由計(jì)算 確定。其特點(diǎn)為：槽鋼具有良好的耐久性，基坑施工完畢回填土后可將才t鋼拔出回收再次使用；施工方便，工期短；不能擋水和土中的細(xì)小顆粒，在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降水措施 抗彎能力較弱，多用于深度W 4m的較淺基坑或溝槽，頂部宜設(shè)置一道支撐或拉錨；支護(hù)剛度小 開挖后變形較大。1.5 鋼筋混凝土板樁鋼筋混凝

5、土板樁具有施工簡單、現(xiàn)場作業(yè)周期短等特點(diǎn)，曾在基坑中廣泛應(yīng)用，但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法，振動與噪音大，同時沉樁過程中擠土也較為嚴(yán)重，在城市 工程中受到一定限制。此外，其制作一般在工廠預(yù)制，再運(yùn)至工地，成本較灌注樁等略高。但由 于其截面形狀及配筋對板樁受力較為合理并且可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，目前已可制作厚度較大（如厚度達(dá)500mm以上）的板樁，并有液壓靜力沉樁設(shè)備，故在基坑工程中仍是支護(hù)板墻的一種 使用形式。1.6 鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁圍護(hù)墻是排樁式中應(yīng)用最多的一種 ，在我國得到廣泛的應(yīng)用。其多用于坑深 7 15m的基坑工程，在我國北方土質(zhì)較好地區(qū)已有 8 9m的臂樁圍護(hù)墻。鉆孔灌注樁

6、支護(hù)墻 體的特點(diǎn)有：施工時無振動、無噪音等環(huán)境公害 ，無擠土現(xiàn)象，對周圍環(huán)境影響??；墻身強(qiáng)度高 剛度大，支護(hù)穩(wěn)定性好，變形??；當(dāng)工程樁也為灌注樁時，可以同步施工，從而施工有利于組織、方便、工期短；樁間縫隙易造成水土流失，特別時在高水位軟粘土質(zhì)地區(qū)，需根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題；適用于軟粘土質(zhì)和砂土地區(qū)，但是在砂礫層和卵石中施工困難應(yīng)該 慎用；樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍楝連成整體，因而相對整體性較差，當(dāng)在重要地區(qū)，特殊工程及開挖深度很大的基坑中應(yīng)用時需要特別慎重。1.7 地下連續(xù)墻通常連續(xù)墻的厚度為 600mm、800mm、1000mm 也有厚達(dá)1200

7、mm的 但較少使用。地下連續(xù)墻剛度大止水效果好 是支護(hù)結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的支護(hù)型式適用于地質(zhì)條件差和復(fù)雜基坑深度大周邊環(huán)境要求較高的基坑但是造價較高施工要求專用設(shè)備。1.8 土釘墻土釘墻是一種邊坡穩(wěn)定式的支護(hù)，其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護(hù)墻不同，它是起主動嵌固作用，增加邊坡白穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質(zhì)較好地 區(qū),我國華北和華東北部一帶應(yīng)用較多，目前我國南方地區(qū)亦有應(yīng)用 ，有的已用于坑深10m以上的基坑，穩(wěn)定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經(jīng)濟(jì)性好、在土質(zhì)較好地區(qū)應(yīng)積極推 廣。1.9 SMW工法SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法，即在水泥土樁內(nèi)插入 H型鋼等（多數(shù)為H型

8、鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等），將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來，使之成為同時具有受力與抗?jié)B 兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻。SMW支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)特點(diǎn)主要為：施工時基本無噪音，對周圍環(huán)境影響?。唤Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠，凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可使用，特別適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層；擋水防滲性能好，不必另設(shè)才水帷幕；可以配合多道支撐應(yīng)用于 較深的基坑；此工法在一定條件下可代替作為地下圍護(hù)的地下連續(xù)墻，在費(fèi)用上如果能夠采取一定施工措施成功回收 H型鋼等受拉材料；則大大低于地下連續(xù)墻，因而具有較大發(fā)展前 景。1.10 基坑支護(hù)選型小結(jié)基坑支護(hù)型式的合理選擇是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的的首要工作應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件周

9、邊環(huán)境的要求及不同支護(hù)型式的特點(diǎn)、造價等綜合確定。一般當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好周邊環(huán)境要求較寬松時可以采用柔性支護(hù)如土釘墻等 當(dāng)周邊環(huán)境要求高時應(yīng)采用較剛性的支護(hù)型式以控制水平位移如排樁或地下連續(xù)墻等。同樣對于支撐的型式當(dāng)周邊環(huán)境要求較高地質(zhì)條件較差時采用錨桿容易造成周邊土體的擾動并影響周邊環(huán)境的安全應(yīng)采用內(nèi)支撐型式較好 當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件特別差基坑深度較深 周邊環(huán)境要求較高時可采用地下連續(xù)墻加逆作法這種最強(qiáng)的支護(hù)型式?；又ёo(hù)最重要的是要保證周邊環(huán)境的安全。2.基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求基坑支護(hù)作為一個結(jié)構(gòu)體系應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力

10、極限狀態(tài)對基坑支護(hù)來說就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大影響正常使用 但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。基坑支護(hù)作為一個結(jié)構(gòu)體系應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)對基坑支護(hù)來說就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計(jì)要求是不允許支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大影響正常使

11、用 但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。因此基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn)而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下還要控制位移量不致影響周邊建筑物的安全使用。因而作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論 不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題還應(yīng)計(jì)算其變形并根據(jù)周邊環(huán)境條件控制變形在一定的范圍內(nèi)。一般的支護(hù)結(jié)構(gòu)位移控制以水平位移為主主要是水平位移較直觀易于監(jiān)測。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關(guān)這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級的劃分對于基坑周邊有 較重要的構(gòu)筑物需要保護(hù)的則應(yīng)控制小變形此即為通常的一級基坑的位移要求對于周 邊空曠無構(gòu)筑物需保護(hù)的則位移量可大一些理論上只要保證穩(wěn)定即可此即為通常所 說的三級基坑的位移要求介于一級和三級之間的則為二級基坑的位移要求。對于一級基坑的最大水平位移一般宜不大于30mm 對于較深的基坑應(yīng)小于0.3 H,H為基坑開挖深度。對于一般的基坑其最大水平位移也宜不大于50mm o 一般最大水平位移在30mm內(nèi)地面不致有明顯的裂縫當(dāng)最大水平位移在 40-50mm內(nèi)會有可見的地面裂縫因此一般的基坑最大水平位移應(yīng)控制不大于50mm為宜否則會產(chǎn)