2K313023《二建市政》深基坑支护结构和变形控制(2)

6.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、旋挖钻等。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时,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。

7.SMW工法桩(型钢水泥土搅拌墙)
SMW工法桩围护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。
型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥土搅拌桩的直径宜采用650mm、850mm、1000mm;内插的型钢宜采用H型钢。搅拌桩28d龄期无侧限抗压强度不应小于设计要求且不宜小于0.5MPa,水泥宜采用强度等级不低于P?O42.5级的普通硅酸盐水泥,材料用量和水胶比应结合土质条件和机械性能等指标通过现场试验确定。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土。
型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算确定,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。单根型钢中焊接接头不宜超过2个,焊接接头的位置应避免设在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处;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,且型钢接头距离基坑底面不宜小于 2m。

8.地下连续墙【重要】
地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类,通常地下连续墙一般指后者。
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,沿着基坑的周边,按照事先划分好的幅段,开挖狭长的沟槽。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。当成槽施工可能对周边环境产生不利影响或槽壁稳定性较差时,应取较小的槽段长度。必要时,宜采用搅拌桩对槽壁进行加固;地下连续墙的转角处或有特殊要求时,单元槽段的平面形状可采用L形、T形等。
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,且需要形成整体墙体时,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;在采取地下连续墙顶设置通长的冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时,也可采用柔性接头。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:在挖掘地下连续墙沟槽时,地表土松软容易坍陷,因此在单元槽段挖完之前,导墙起挡土作用。
②基准作用:导墙作为测量地下连续墙挖槽标高、垂直度和精度的基准。
③承重:导墙既是挖槽机械轨道的支承,又是钢筋笼接头管等搁置的支点,有时还承受其他施工设备的荷载。
④存蓄泥浆:导墙可存蓄泥浆,稳定槽内泥浆液面。泥浆液面始终保持在导墙面以下 20cm,
并高出地下水位1m,以稳定槽壁。
⑤其他:导墙还可防止泥浆漏失,阻止雨水等地面水流入槽内;地下连续墙距现有建(构)
筑物很近时,在施工时还起到一定的补强作用。
确定导墙形式时应考虑下列因素:开挖范围的地质条件,荷载情况,地下连续墙施工时对邻近建(构)筑物可能产生的影响,地下水状况。当施工作业面在地面以下(如在路面以下施工)时还要考虑对先施工临时支护结构的影响。
导墙的形式如图 2K313023-3所示,其中(a)、 (b)断面最简单,它适用于表层土质良好和导墙上荷载较小的情况;(c)、 (d)为应用较多的两种,适用于表层土为杂填土、软黏土等承载能力较弱的土层,因而将导墙做成倒“L”形或“][”形;(e)适用于作用在导墙上荷载很大的情况,可根据荷载计算其伸出部分的长度;(f)适用于相邻建(构)筑物一侧需加强的情况,以保护建(构)筑物;(g)适用于地下水位高的土层,须将导墙提高,以保持泥浆面距地下水位1m,导墙提高后两边要填土找平。
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。

9.重力式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙
水泥土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。采用格栅形式时,要满足一定的面积转换率,对淤泥质土,不宜小于0.7;对淤泥,不宜小于0.8;对一般黏性土、砂土,不宜小于0.6。由于采用重力式结构,开挖深度不宜大于7m。
对嵌固深度和墙体宽度也要有所限制,对淤泥质土,嵌固深度不宜小于1.2h(h为基坑挖深),
宽度不宜小于0.7h;对淤泥,嵌固深度不宜小于1.3h,宽度不宜小于0.8h。
水泥土挡墙的 28d无侧限抗压强度不宜小于0.8MPa。当需要增加墙体的抗拉性能时,可在水泥土桩内插入钢筋、钢管或毛竹等杆筋。杆筋插入深度宜大于基坑深度,并应锚入面板内。面板厚度不宜小于150mm,混凝土强度等级不宜低于C15。

二、支撑结构类型
(一)支撑结构体系
(1)内支撑一般有钢支撑和钢筋混凝土支撑,也可采用钢或钢筋混凝土混合支撑;外拉锚有土锚和拉锚两种形式。
(2)在软弱地层的基坑工程中,支撑结构承受围护墙所传递的土压力、水压力。支撑结构挡土的应力传递路径是围护(桩)墙→围檩(冠梁)→支撑;在地质条件较好的有锚固力的地层中,基坑支撑可采用土锚和拉锚等外拉锚形式。
(3)在深基坑的施工支护结构中,常用的内支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两大类。
Ⅰ.现浇钢筋混凝土
①截面形式:可根据断面要求确定断面形状和尺寸。
②布置形式:有对撑、边桁架、环梁结合边桁架等,形式灵活多样。
③特点:混凝土硬化后刚度大,变形小,强度的安全可靠性强,施工方便,但支撑浇制和养护时间长,围护结构处于无支撑的暴露状态的时间长,软土中被动区土体位移大,如对控制变形有较高要求时,需对被动区软土加固。施工工期长,拆除困难,爆破拆除对周围环境有影响。
Ⅱ.钢结构
①截面形式:单钢管、双钢管、单工字钢、双工字钢、H型钢、槽钢及以上刚才的组合。
②布置形式:竖向布置有水平撑、斜撑;平面布置形式一般为对撑、井字撑、角撑,也有与钢筋混凝土支撑结合使用的情况,但要谨慎处理变形协调问题。
③特点:装、拆除施工方便,可周转使用,支撑中可加预应力,可调整轴力而有效控制围护墙变形;钢结构施工工艺要求较高,如节点和支撑结构处理不当,或施工支撑不及时不准确,会造成失稳。
现浇钢筋混凝土支撑体系由围檩(圈梁)、对撑及角撑、立柱和其他附属构件组成。
钢结构支撑(钢管、型钢支撑)体系通常为装配式的,由围檩、角撑、对撑、预应力设备(包括千斤顶自动调压或人工调压装置)、轴力传感器、支撑体系监测监控装置、立柱及其他附属装配式构件组成。
【提示】
地下连续墙部分要求重点掌握。

相关文章