工程类别

基坑支护

发布者:君小豪


基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。精良的施工使得企业开启了口碑传承之路。参建了广州万科黄石鱼苗场项目、广东恒大第三金碧花园等基坑支护工程。



基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。



深基坑的定义:建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。




1、基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。 在开挖深基坑时候注意加强排水防灌措施,风险较大应该提前做好应急预案。
2、基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。
3、基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
4、基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
5、基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
6、基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。
7、基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变,导致周围地基土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响,严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
基坑工程是由地面向下开挖一个地下空间,深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构,围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板(桩)墙结构;板(桩)墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑结构是为了减小围护结构的变形,控制墙体的弯矩;分为内撑和外锚两种。


围护结构


(1)基坑围护结构体系
1、基坑围护结构体系包括板(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;
2、地铁基坑所采用的围护结构形式很多,其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异;因此,应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等,特别要考虑到城市施工特点,经技术经济综合比较后确定。

(2)深基坑围护结构类型:在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。

(3)工字钢桩围护结构:作为基坑围护结构主体的工字钢,一般采用i50号、i55号和I 60号大型工字钢。基坑开挖前,在地面用冲击式。打桩机沿基坑设计边线打入地下,桩间距一般为1.0~1.2m。若地层为饱和淤泥等松软地层也可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩。基坑开挖时,随挖土方随在桩间插入50mm厚的水平木板,以挡住桩间土体。基坑开挖至一定深度后,若悬臂工字钢的刚度和强度都够大,就需要设置腰梁和横撑或锚杆(索),腰梁多采用大型槽钢、工字钢制成,横撑则可采用钢管或组合钢梁。工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于l00mm的砂卵石地层;当地下水位较高时,必须配合人工降水措施。打桩时,施工噪声一般都在l00dB以上,大大超过环境保护法规定的限值。因此,这种围护结构一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。当基坑范围不大时,例如地铁车站的出入口,临时施工竖井可以考虑采用工字钢做围护结构。


(4)钢板桩围护结构:钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好,可重复使用。因此,沿海城市如上海、天津等地区修; 建地下铁道时,在地下水位较高的基坑中采用较多;北京地铁一期工程在木樨地过河段也曾采用过;钢板桩常用断面形式,多为U形或Z形。我国地下铁道施工中多用U形钢板桩,其沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同,但其构成方法则可分为单层钢板桩围堰、双层钢板桩围堰及屏幕等。由于地铁施工时基坑较深,为保证其垂直度且方便施工,并使其能封闭合龙,多采用帷幕式构造。


(5)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。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。


(6)深层搅拌桩挡土结构深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合,从而达到加固地基的目的。作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形,深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。


(7)SMW桩: SMW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挡墙,最后,在墙中插入型钢,即形成一种劲性复合围护结构。 这种围护结构的特点主要表现在止水性好,构造简单,型钢插入深度一般小于搅拌桩深度,施工速度快,型钢可以部分回收、重复利用。