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基础工程中深基坑边坡稳定性及钢板桩支护分析

来源:东莞钢板桩支护施工公司作者:东莞钢板桩支护施工公司网址:http://eligotech.com
文章附图

基础工程中深基坑边坡稳定性及钢板桩支护分析

(1)基槽(坑)开挖、基础工程施工和土方回填应连续进行,尽快完成。施工中应防上地面水流入槽、坑内,以免边坡塌方;同时还应做好地面排水设施,避免边坡附近土体积水,而造成边坡塌方。

(2)挖方边坡不放坡作成直立壁并不加支撑时,要求土质均匀且地下水位低于基槽。基槽(坑)土方开挖不符合上述条件时,应按规定放坡或作成直立壁加支撑。

(3)选用合适的边坡坡度。当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基槽(坑)底面标高时,挖方深度在 5m 以内。

(4)在软土地区开挖基槽(坑)时,必须事先做好地面排水和降低地下水位工作,地厂水位应降低至基底以下 0.5~1.0m 后,方可开挖。降水工作应持续到回填完成。

(5)当建筑场地不允许放坡开挖而需设置坑壁支撑时,应根据开挖深度、土质条件、施工方法、相邻建筑物和构筑物等情况进行选择和设计。支撑必须牢固可靠,确保安全施工。

(6)在基槽(坑)边坡顶上侧堆土或材料,或设置施工机械时,应与槽(坑)边缘保持一定距离,以保证边坡或直立壁的稳定。当土质良好时,堆土或材料距边缘 0.8m 以外,堆高不宜超过 1.5m。

(7)开挖土方时,应合理确定开挖顺序和分层开挖深度,自上而下、分层分段地进行。禁止采用先挖坡脚的方法。当接近地下水位时,应先完成标高最低处的挖方,以便在该处集中排水。



普通支护

1、基槽支护

基(坑)槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度小于3m时,可用间断式水平挡土板支撑。

对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑,挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑,其挖土深度不限。

2、简易支护

放坡开挖的基坑,当部份地段放坡宽度不够时,可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工。

(1)短柱横隔板支撑仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用。

(2)临时挡土墙支撑仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较大的基坑使用

3、斜柱支撑

先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶,挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑使用。

4、锚拉支撑

先沿基坑边缘打设柱桩,在柱桩内侧支设挡土板,柱桩上端用拉杆拉紧,挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大,不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。

深基坑支护

1、排桩支护

开挖前在基坑周围设置混凝土灌注桩,桩的排列有间隔式、双排式和连续式,桩顶设置混凝土连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。直径0.6~1.1m的钻孔灌注桩可用于深7~13m的基坑支护,直径0.5~0.8m的沉管灌注桩可用于深度在10m以内的基坑支护,单层地下室常用0.8~1.2m的人工挖孔灌注桩作支护结构。

2、土钉墙支护

天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置砂浆锚杆并与喷射混凝土面板相结合,形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力,保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。

(1)开挖工作面:土钉支护应自上而下分段分层进行,分层深度视土层情况而定,工作面宽度不宜小于6m,纵向长度不宜小于10m。

(2)喷射第一层混凝土:为防止土体松弛和崩解,须尽快做第一层喷射混凝土,厚度不宜小于40~50mm。喷射混凝土水泥用量不小于400kg/m³。

(3)土钉成孔:土钉成孔直径70~120mm,向下倾角15°~20°,成孔方法和工艺由承包商根据土层条件、设备和经验而定。

(4)安设土钉、注浆:土钉有单杆和多杆之分,单杆多为直径22~32mm的粗螺纹钢筋,多杆一般为2~4根直径16mm钢筋。采用灰浆泵注浆,土钉注浆可不加压。

(5)挂钢筋网、喷射混凝土面层:钢筋网通常直径6~10mm,间距200~300mm,与土钉连接牢固。钢筋与第一层喷射混凝土的间隙不小于20mm。设置双层钢筋网时,第二层钢筋网应在第一层钢筋网被覆盖后铺设。混凝土面板厚度50~100mm。

3、锚杆支护

在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度,孔内放入拉杆,灌入水泥砂浆与土层结合成抗拉力强的锚杆,锚杆一端固定在坑壁结构上,另一端锚固在土层中,将立壁土体侧压力传至深部的稳定土层。适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑,邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用。

(1)造孔:包括钻机就位、施钻成孔、清孔3个作业步骤。造孔用冲击式钻机、旋转式钻机或旋转式冲击钻机,偏心钻机跟进护壁套管方式钻进,造孔须干钻,严禁水钻;考虑沉渣厚度,孔底应超钻30~50mm;成孔后高压风清洗孔壁,以保证砂浆与孔壁的粘结力。

(2)灌浆:基坑锚杆常采用埋管式灌浆的一次灌浆法,即由孔底向上有压一次性灌浆,压力不小于0.6~0.8MPa,砂浆至孔口溢满为止,注浆管不拔出;当土体松散或岩石破碎易发生漏浆时采用二次灌浆法。

(3)预应力张拉及封锚:与结构施工预应力张拉及封锚工艺相同

4、挡土灌注桩与土层锚杆结合支护

桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度。适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护、邻近地基不允许有下沉位移时使用。

5、钢板桩支护

当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时,采用板桩作为支护结构,既可挡土、防水,还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩。常用的钢板桩为U形钢板桩,又称拉森钢板桩。

(1)无锚板桩:从一角开始逐块插打,每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。打法简便、快速,但单块打入易向一边倾斜,累计误差不易纠正,壁面平直度也较难控制。仅在桩长小于10m,工程要求不高时采用。

(2)有锚板桩的双层围檩插桩法:是先沿板桩边线搭设双层围檩支架,然后将板桩依次在双层围檩中全部插好,形成一个高大的板桩墙。待四角封闭合拢后,再按阶梯形逐渐将板桩一块块打至设计标高。该打法可保证平面尺寸准确和板桩垂直度,但施工速度慢。

6、地下连续墙支护

先建造钢筋混凝土地下连续墙,达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高,可挡土、承重、截水、抗渗,可在狭窄场地施工,适于大面积、有地下水的深基坑施工。

7、挡墙+内撑支护

当基坑深度较大,悬臂式挡墙的强度和变形无法满足要求、坑外锚拉可靠性低时,则可在坑内采用内撑支护。它适用于各种地基土层,缺点是内支撑会占用一定的施工空间。常用有钢管内撑支护和钢筋混凝土构架内撑支护。

(1)钢管内支撑:钢管支撑一般采用直径609mm钢管,用不同壁厚适应不同的荷载。钢管支撑的形式为对撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形成桁架式支撑。

(2)钢筋混凝土内支撑:钢筋混凝土内支撑刚度大、变形小,能有效控制挡墙和周围地面的变形。它可随挖土逐层就地现浇,形式可随基坑形状而变化,适用于周围环境要求较高的深基坑。平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱,立柱宜为格构式柱,以免影响底板穿筋,立柱下端插入工程桩内不小于2m,否则应设置专用的桩基础。


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