基坑支護(hù)形式與基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

顧灝 馮玲章

摘 要:本文解釋了基坑支護(hù)的定義,對(duì)常用基坑支護(hù)形式進(jìn)行了介紹,并對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理選型做了簡(jiǎn)要介紹,最后對(duì)基坑工程設(shè)計(jì)施工中要注意的經(jīng)濟(jì)、安全問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞:基坑支護(hù)柔性支護(hù)和剛性支護(hù)排樁支護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào):TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(b)-0053-01

建筑基坑是指為進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)與地下室的施工所開(kāi)挖的地面以下的空間。開(kāi)挖后,產(chǎn)生多個(gè)臨空面,構(gòu)成基坑圍體,我們將圍體的某一側(cè)面稱(chēng)為基坑側(cè)壁?；拥拈_(kāi)挖必然對(duì)周邊環(huán)境造成一定的影響。為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支撐、加固與保護(hù)措施,這就是基坑支護(hù)。

1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式

1.1 放坡開(kāi)挖

適應(yīng)于周?chē)鷪?chǎng)地開(kāi)闊,周?chē)鸁o(wú)重要建筑物,只要求穩(wěn)定,位移控制無(wú)嚴(yán)格要求,價(jià)錢(qián)便宜,但土方回填量大。

1.2 土釘墻支護(hù)

當(dāng)放坡不滿足穩(wěn)定或場(chǎng)地條件不夠時(shí),可采用土釘支護(hù)。土釘墻支護(hù)是一種新型的基坑支護(hù)形式,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)在許多的基坑支護(hù)工程中得到了成功的應(yīng)用,并取得了明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。土釘墻主要由鉆孔注漿式土釘、原位土體和噴射混凝土面組成,對(duì)于打入式土釘或打入注漿式土釘和不同的面層同樣可以使用。土釘墻施工工藝要求土體具有臨時(shí)自穩(wěn)能力,以便給出一定時(shí)間施作土釘墻,因此對(duì)土釘墻使用的地質(zhì)條件應(yīng)加以限制。

1.3 地下連續(xù)墻支護(hù)

地下連續(xù)墻,是在泥漿護(hù)壁的條件下分槽段構(gòu)筑的鋼筋混凝土墻體。地下連續(xù)墻最早于1950年開(kāi)始應(yīng)用于巴黎和米蘭市的地下建筑工程,我國(guó)在20世紀(jì)60年代初開(kāi)始應(yīng)用于水壩的防滲墻,地下連續(xù)墻技術(shù)用于城市深基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)最早的成功案例是廣州白天鵝賓館,現(xiàn)在全國(guó)各地已用得比較普遍。這是源于其可以在各種復(fù)雜條件下施工的優(yōu)勢(shì)。

廣州白天鵝賓館基礎(chǔ)施工,地下連續(xù)墻的形狀呈腰鼓狀,兩頭狹,中間寬,形狀復(fù)雜,即便如此,施工單位仍然能進(jìn)行正常施工。另如美國(guó)世界貿(mào)易中心,其建筑物高110層,在建地點(diǎn)曾經(jīng)是河岸,地下埋有碼頭等構(gòu)筑物,地下基礎(chǔ)用地下連續(xù)墻則易處理一些。

由于地下連續(xù)墻具有整體剛度大和防滲性好的優(yōu)點(diǎn),適用于地下水位以下的軟粘土和砂土多種地層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境,尤其是基坑底面以下有深層軟土需將墻體插入很深的情況。因此,在國(guó)內(nèi)外的地下工程中得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著技術(shù)的發(fā)展和施工方法及施工機(jī)械的改進(jìn),地下連續(xù)墻發(fā)展到既是基坑施工時(shí)的擋墻圍護(hù)結(jié)構(gòu),又能作為擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻。

1.4 錨固支護(hù)

錨固支護(hù)就是在排樁支護(hù)之后,在樁頂增設(shè)一條鎖扣梁,有的在樁頂適當(dāng)位置增設(shè)錨桿,使懸臂樁改變受力性能。但往往由于基坑較深,又與眾多因素相互影響,如土的性質(zhì)、地下水的動(dòng)向、現(xiàn)場(chǎng)管理等等因素的影響,使錨固支護(hù)出現(xiàn)的事故也很多。

1.5 錨噴支護(hù)

錨噴支護(hù)技術(shù)是國(guó)外70年代開(kāi)始應(yīng)用的新興支護(hù)技術(shù),80年代引入我國(guó),主要在治理邊坡、隧道支護(hù)等大型土木工程中應(yīng)用;90年代才開(kāi)始應(yīng)用于房屋建筑基坑支護(hù),由土層錨桿與擋土板共同組成支護(hù)結(jié)構(gòu)。與多種傳統(tǒng)邊坡支護(hù)手段相比,采用錨噴支護(hù)技術(shù)施工,其經(jīng)濟(jì)效益和邊坡穩(wěn)定效果更顯優(yōu)越性。此外,錨噴支護(hù)基坑邊坡具有及時(shí)快速、隨挖隨支與基坑開(kāi)挖同時(shí)進(jìn)行、不占獨(dú)立工期、占用最小施工場(chǎng)地等特點(diǎn)?；炷辽皾{在高壓空氣作用下高速噴向受?chē)娒?在噴層與土層間產(chǎn)生嵌固層效應(yīng),從而改善邊坡受力條件,有效地控制側(cè)向位移,保證邊坡穩(wěn)定。

1.6 SMW工法

SMW工法亦稱(chēng)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(lái),使之成為同時(shí)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(shí)基本無(wú)噪音,對(duì)周?chē)h(huán)境影響小;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠,凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場(chǎng)合都可以使用,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)擋水帷幕;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,則成本將大大低于地下連續(xù)墻,因而具有較大的發(fā)展前景。

1.7 排樁支護(hù)

排樁支護(hù)結(jié)構(gòu),主要用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、鋼板樁及預(yù)制鋼筋混凝土板樁為主要受力構(gòu)件。它可以是樁與樁連接起來(lái),也可以在鉆孔灌注樁間加一根素混凝土樹(shù)根樁把鉆孔灌注樁連接起來(lái);或用擋土板置于鋼板樁及鋼筋混凝土板樁之間形成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。為保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和具有一定的剛度,可設(shè)置內(nèi)支撐錨桿。

2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

基坑支護(hù)型式的合理選擇,是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的首要工作,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件,周邊環(huán)境的要求及不同支護(hù)型式的特點(diǎn)、支護(hù)造價(jià)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(shí),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(shí),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(duì)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(shí),采用錨桿容易造成周邊土體的擾動(dòng)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(shí),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。

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

當(dāng)前,隨著全國(guó)各個(gè)大城市的新項(xiàng)目的投入及舊城拆遷改建,建設(shè)工程的基坑工程在數(shù)量、開(kāi)挖深度、平方尺寸以及使用領(lǐng)域等方面都得到高速的發(fā)展,深大基坑已非常普遍,放坡開(kāi)挖或用少量鋼板樁已經(jīng)難于保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全。而基坑工程一般位于建筑密集、環(huán)境復(fù)雜的地區(qū),一旦發(fā)生事故將造成巨大的人員、財(cái)產(chǎn)損失,同時(shí)作為臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)基坑工程在設(shè)計(jì)時(shí)又不得不考慮經(jīng)濟(jì)因素。因此在基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,因地制宜、合理選型,達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的和諧統(tǒng)一是設(shè)計(jì)、施工人員要著重考慮的問(wèn)題。

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