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基坑支护施工工艺(一)

 鹰击长空186 2017-10-11

一、边坡稳定条件及其影响因素

土方边坡在一定条件下,局部或一定范围内沿某一滑动面向下和向外滑动而丧失其稳定性,这就是常常遇到的边坡失稳现象。

影响边坡稳定的因素很多,一般可归结为:开挖深度、土质条件、水(地下、地表)、周围环境(地上、地下)、施工坡顶荷载(动、静、无)、留置时间六大因素。边坡失去稳定发生滑动,可以归结为土体内抗剪强度降低或剪应力增加,如图土方边坡的稳定条件:T<C。

基坑支护施工工艺(一)

T――土体下滑力。下滑土体自重及其他竖向荷载的分力,除自重还受坡上荷载、雨水、静水压力影响;

C――土体抗剪力。由土质决定,受气候、含水量及动水压力影响。

(1)引起土体内抗剪强度降低的原因

气候干燥,使土质失水风化;粘土中的夹层因浸水而产生润滑作用;饱和水的细砂,粉砂因振动而液化等。

(2)引起土体内剪应力增加的原因

高度或深度增加,土体主、被动土压力加大;边坡上增加荷载(静、动);土体中地下水渗流产生的动水压力;土体竖向裂缝中的静水压力。

(3)不恰当工程活动

人工挖方切断坡脚、人工边坡过陡引起牵引式滑坡;在斜坡上部加载过重引起推动式滑坡;破坏自然边坡排水系统、植被,造成地表水集中下渗,软化或泥化了土体。

二、基坑支护注1

基坑支护结构通常有二种情况,一是基坑支护结构为临时性结构,地下工程施工完成后,即失去作用,其工程有效使用期一般不超过二年。二是基坑支护结构在地下工程施工期间起支护作用,在建筑物建成后的正常使用期间,作为建筑物的永久性构件继续使用,此类支护结构必须满足永久结构的设计使用要求。

支护体系主要由挡土结构和撑锚结构两部分组成。支护体系主要承担土压力、水压力、边坡上的施工荷载(施工机具自重、材料堆放、堆土)等。


注1《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)规定:

18.1.2对土石方开挖后不稳定或欠稳定的边坡,应根据边坡的地质特征和可能发生的破坏等情况,采取自上而下、分段跳槽、及时支护的逆作法或部分逆作法施工。严禁无序大开挖、大爆破作业。

18.1.3不应在边坡潜在塌滑区超量堆载。

18.1.5边坡工程开挖后应及时按设计实施支护结构施工或采取封闭措施。

(一)基坑支护结构设计注2

1、基坑支护结构设计

基坑支护结构设计的内容包括强度、稳定和变形等三个方面。

强度:支撑体系、锚杆结构的强度和刚度满足要求。

稳定:主要防止基坑周围土体滑动破坏、渗流造成流砂(管涌)、支护结构体系的失稳。

变形:因基坑开挖造成的地层移动及地下水位变化引起的地面变形,不得超过基坑周围建筑物、地下设施的变形允许值,不得影响基坑工程基桩的安全或地下结构的施工。

2、基坑土体稳定性分析

基坑开挖以后,由于坑内土体被挖走,地基的原应力场和变形场都发生了变化,地基可能产生失稳,因此,必须将支护结构与基坑土体作为一个整体进行稳定性分析,并采取一定的加强措施,使地基的稳定性具有一定的安全度。《建筑基坑支护技术规程》JGJ120将这一稳定性分析归纳为:基坑边坡整体稳定分析、基坑底部土体的抗隆起稳定分析、基坑底部土体的抗渗流稳定分析等三个方面。

3、支护结构选型

(1)支护体系分类

支护体系分为支挡式结构、土钉墙、重力式水泥土墙和放坡。

其中,支挡式结构有锚拉式、支撑式、悬臂式、双排桩、逆作法;土钉墙有单一土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙、水泥土桩垂直复合土钉墙、微型桩垂直复合土钉墙;重力式水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压喷射注浆桩墙、粉体喷射注浆桩墙。

基坑支护施工工艺(一)

支护体系一般为临时结构,待建筑物或构筑物的基础及地下工程施工完毕,或管线施工完毕即失去作用。所以支护体系常采用可回收再利用的材料,如钢板桩;也可使用永久埋在地下的材料,如钢筋混凝土板桩、混凝土灌注桩、旋喷桩、深层搅拌水泥土墙和地下连续墙等,但费用要尽量低。设计时可将其作为地下结构的一部分,如地下连续墙支护体系可作为地下室墙体,以此降低工程造价。

(2)支护结构选型

选用支护结构类型时可采用以下原则:基坑开挖深度不大时,可采用悬臂式支护结构、土钉墙或喷锚支护等;开挖深度较大时,则应考虑加多层锚杆或多层支撑。土质较好的情况下可考虑土钉墙或喷锚支护等;土质较差时,则要采用桩、地下连续墙加锚杆或支撑支护的方案。

基坑支护施工工艺(一)

注2《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011规定:

9.1.3基坑工程设计应包括下列内容:支护结构体系的方案和技术经济比较;基坑支护体系的稳定性验算;支护结构的强度、稳定和变形计算;地下水控制设计;对周边环境影响的控制设计;基坑土方开挖方案;基坑工程的监测要求。

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(二)复合土钉墙支护

土钉墙是一种原位加固土基坑支护技术,它由原位土体、设置在土中的土钉和喷射混凝土面层组成,土钉墙适用于地下水位以上、开挖深度为5~12米的基坑支护,不宜用于含水丰富的砂、砂砾、淤泥质土,不应用于饱和软弱土层和淤泥。

基坑支护施工工艺(一)

基坑支护施工工艺(一)

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复合土钉墙是将土钉墙与一种或几种单项支护技术或截水技术有机组合成的复合支护体系,它的构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等,具体规定详见《复合土钉墙基坑支护技术规程》(GB50739-2011),其工艺流程为:

根据地质划分开挖高度→挖土并修整边坡→喷射底层混凝土(视土体情况)→成孔→土钉制作安装→注浆→封闭孔口→绑扎钢筋网→加强钢筋焊接→安装泄水管→复喷表层混凝土至设计厚度。

(三)拉锚式围护结构由围护结构体系和锚固体系两部分组成,围护结构体系常采用钢筋混凝土排桩墙和地下连续墙两种。锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种。地面拉锚式需要有足够的场地设置锚桩,或其他锚固物;锚杆式需要地基土能提供锚杆较大的锚固力。锚杆式适用于砂土地基,或粘土地基。由于软粘土地基不能提供锚杆较大的锚固力,所以很少使用。

基坑支护施工工艺(一)

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(四)内撑式围护结构

内撑式围护由围护体系和内撑体系两部分组成,围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。当基坑开挖平面面积很大而开挖深度不太大时,宜采用单层支撑。内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管(或型钢)支撑两种。内撑式围护结构适用范围广,可适用于各种土层和基坑深度。

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