深基坑支护结构与变形控制

 

一、围护结构

(一)基坑围护结构体系

1)基坑围护结构体系包括 (桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。

 

 

(二)深基坑围护结构类型

1)在我国应用较多的有排桩、地下连续墙、重力式挡墙,以及这些结构的组合形式等。

2)不同类型围护结构的特点见表2K313023-1。

 

1. 预制混凝土板桩

在永久性的支护结构中使用较为广泛,但国内基坑工程中使用不很普遍。

 

 

常用钢筋混凝土板桩截面的形式有四种:矩形、 T形、工字形及口字形。

矩形截面板桩制作较方便,桩间采用槽榫接合方式,接缝效果较好,是使用最多的一种形式;

T形截面其抗弯能力较大,但施打较困难;

工字形薄壁板桩的截面形状较合理,因此受力性能好、刚度大、材料省,易于施打,挤土也少;

口字形截面一般由两块槽形板现浇组合成整体,在未组合成口字形前,槽形板的刚度较小。

①预制混凝土板桩施工较为困难,对机械要求高,而且挤土现象很严重;

②桩间采用槽榫接合方式,接缝效果较好,有时需辅以止水措施;

③自重大,受起吊设备限制,不适合大深度基坑

2. 钢板桩与钢管桩

钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好。具有施工灵活,板桩可重复使用等优点。

 

 

 

 

 

开挖深度一般最大开挖深度在7~8m。板桩的形式拉森型是最常用的。

钢板桩断面形式较多,常用的形式多为U形或Z形。我国地下铁道施工中多用U形钢板桩。

钢板桩结构与其他排桩围护相比,一般刚度较低,这就对围檩的强度、刚度和连续性提出了更高的要求。

 

 

 

3. 钻孔灌注桩围护结构

钻孔灌注桩一般采用机械成孔。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。对正反循环钻机,由于其采用泥浆护壁成孔,故成孔时噪声低,适于城区施工,在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。

钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用,止水帷幕一般采用深层搅拌桩。

 

 

如果基坑上部受环境条件限制,也可采用高压旋喷桩止水帷幕,但要保证高压旋喷桩止水帷幕施工质量。

 

 

近年来,素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩也有较多应用,此类结构可直接作为止水帷幕。

 

 

4. SMW工法桩(型钢水泥土搅拌墙)

SMW工法桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体,然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙,最后在墙中插入型钢,即形成一种劲性复合围护结构。此类结构在上海等软土地区有较多应用。

 

 

 

导沟两定位,搅拌后插钢,最后钢回收

 

 

在填土、淤泥质土等特别软弱的土中以及在较硬的砂性土、砂砾土中,钻进速度较慢时,水泥用量宜适当提高。

在砂性土中搅拌桩施工宜外加膨润士。

常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种。相邻型钢的接头竖向位置宜相互错开,错开距离不宜小于 1m 。

 

 

5. 地下连续墙

 

 

 

地下连续墙有如下优点:施工时振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层,除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外,对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。

 

 

 

 

 

地下连续墙施工采用专用的挖槽设备,挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。地下连续墙的一字形槽段长度宜取4~6m。

 

 

地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用:

1)地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字形钢接头或混凝土预制接头等柔性接头。

2)当地下连续墙作为主体地下结构外墙,且需要形成整体墙时,宜采用刚性接头;刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等。

口诀:刚穿插

 

 

导墙是控制挖槽精度的主要构筑物,导墙结构应建于坚实的地基之上,其主要作用有:

①挡土    

②基准作用   

③承重  

④存蓄泥浆

⑤导墙还可防止泥浆漏失,

阻止雨水等地面水流入槽内。

 

 

在开挖过程中,为保证槽壁的稳定,采用特制的泥浆护壁。泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定,并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH值等主要技术性能指标进行检验和控制。泥浆液面始终保持在导墙顶面以下20cm并高出地下水位 1m ,以稳定槽壁。

6. 重力式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙

深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合,形成相互搭接的格栅状结构形式,也可相互搭接成实体结构形式。由于采用重力式结构,开挖深度不宜大于7m。

 

 

     

 

 

 


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