深基坑支护范文（精选12篇）
深基坑支护 第1篇
由于城市化的高速发展,已达到超饱和的城市人口,已极其有限的地上土地资源,城市绿地减少和建筑空间拥挤,导致我国的高层建筑如雨后春笋,拔地而起。从发展趋势看,我国正在建设越来越高的高层建筑,越来越深的向地下发展,同时周围复杂的地下设施、超深度的基坑、密集的建筑群都带来一定的难度给基坑施工,提出了严峻的挑战这对基坑工程。
2 深基坑工程的特点
基坑工程规模、分布、数量急剧增加,主要特点如下:
2.1 综合技术与众多因素相关的是基坑工程,例如场地勘察,基坑监测、设计、施工,相邻场地施工,现场管理相互影响等。
2.2 趋向高层化的建筑,给支撑系统带来较大的难度,像正向大面积、大深度方向发展的基坑工程,有的宽度和长度多达百余米。
2.3 随着旧城改造的推进,基坑工程不但场地狭窄,而且邻近常
有必须保护的市政公用设施和永久性建筑,不能放坡开挖,还对位移控制和基坑稳定的要求很严。
2.4 越来越差的工程地质条件。
2.5 施工周期长的基坑工程,地面以下的全部隐蔽工程从开挖
到完成,常需经历周边堆载、振动、多次降雨等,以致对基坑稳定性不利。
2.6 具有多样性的基坑支护型式,同时也各有其优缺点和适用
范围,可以采用几种不同的支护结构型式在相同的地质条件下,可以从中选取最合适的作为基坑支护从各方面相互比较得出。
2.7 基坑工程事故多,无论基坑的深浅、无论地质条件的优劣,都经常发生工程事故。
3 基坑支护类型
基坑支护包括两个主要的功能:一是止水,二是挡土。传统的施工方法是板桩锚拉系统或板桩支撑系统,材料可以回收是其优点,但却存在着诸多致命的弱点。目前工程所采用的支护结构型式多样,通常可分为重力式支护体系和桩(墙)式支护体系两大类;根据具体情况和不同的工程类型这两类又可派生出各种支护结构型式,并且也有多种分类方法。
4 基坑支护结构的方案优选
4.1 选择基坑支护结构类型的基本依据通过分析众多发生深
基坑支护工程事故的原因,其中最主要的还是基坑工程考虑的因素不够全面,结构选型不合理。选择支护结构类型的基本依据如下:(1)基坑场地的深度、宽度和形状,基坑的尺寸等。(2)基坑支护结构所受的荷载:竖向荷载、地震荷载、风载、地面超载、侧向荷载等。(3)水文地质及工程地质条件:测试方法及勘探资料内容;地下水情况及地表水位、分布、承压气体、承压水层等。(4)环境条件:对基坑施工的特殊要求及基坑所处地区特殊状况;基坑周围道路状况及交通状况;基坑周围地下构筑物及管线状况、公用设施分布;基坑周围水域(河流)状况;基坑周围建筑物状况;基坑周围的地区性质等。(5)建筑物的上部结构及基础结构对支护结构的要求。(6)基坑排水及开挖等方法。(7)对基坑支护结构施工(振动、地面污染、噪音)的要求。(8)基坑场地周围类似基坑支护结构的形式或已有基坑支护结构形式,在施工中的教训、失败或成功原因。(9)现已应用的各种支护技术的适用范围与特点。(10)相应基坑支护设计规范规程指南等。
4.2 深基坑支护结构选型的步骤深基坑支护结构不同于上部
结构的施工与设计。除地下水位的高低外,地基土类别的不同、周边环境及土的物理力学性质指标等,都直接与支护结构的选型有关。而且,为达到方案的优化,通过对国内外大量深基坑支护工程选型的实例总结,有时根据基坑周围环境以及地层土质的变化也可采用更为灵活的组合支护方案。
5 深基坑支护技术发展的展望
随着建筑层数的增加,随之不断增加还有基础埋深。地下埋深超过20m,出现了众多超高层建筑,各种深基坑支护的施工工艺与结构型式不断产生。对大量工程实例的研究发现,深基坑支护工程的发展方向可以概括如下:(1)大量实施土钉墙方案,使得喷射混凝土技术得以充分发展和运用。(2)基坑向着周围环境复杂、深、大的方向发展,难度愈来愈大对深基坑支护与开挖来说。受地下空间的限制,新型锚杆或内支撑将逐渐得以运用推广。(3)为保护地下水资源的需要,或出于减少基坑工程带来的环境效应问题,有时基坑进行支护采用帷幕形式,除地下连续墙外,一般采用深层搅拌桩或旋喷桩等方法构筑止水帷幕。(4)基坑降水时,可采用井点回灌技术,以减少对临近建筑物造成的影响或因降水引起的地面附加沉降的问题。(5)在软土地区,为避免基坑底部隆起、造成临近建筑物下沉和支护结构水平位移加大,可采用注浆技术或深层搅拌对基坑底部土体进行加固,即提高支护结构被动区土体强度的方法。(6)为减少坑壁土体的侧向变形,可以调整支撑的施工程序以及挖土进度可以施加预应力,对拉结(或支撑);还可以加固土体通过基坑内外双液快速注浆;等措施来限制基坑的侧向变形。
6 结语
同一基坑工程有多种不同的支护方案可供选择,是由于支护结构类型种类繁多,为得到最好的效果,就要对各种方案要进行分析比较,选最经济、最合理的支护方案,并采取综合性技术措施。要做到缩短工期、施工顺利和安全可靠,还能带来可观的社会与经济效益,那支护结构形式选择就要合理。决定着基坑工程成败的是支护设计方案是否合理。有两条标准来判断设计方案是否合理:(1)保证周围环境及基坑的安全;(2)工程造价最低。因此首先要求保证周围土体与基坑的稳定和整体结构的刚度、稳定和强度性;其次要求支护结构能使操作方便和施工合理;最后要求支护结构在人力投入和材料消耗、资金方面较经济,且保证工期。只要施工工艺不断完善,认真进行方案选择、方案论证,我国的深基坑工程将进入蓬勃发展的时期。
摘要：本文结合工作经验,对深基坑支护工程的发展概况、深基坑工程的特点、基坑支护类型基坑支护结构的方案优选及深基坑支护技术发展的展望等问题进行了探讨。
深基坑边坡支护合同 第2篇
甲方：
乙方：施工合同
工程施工合同
甲方：
乙方：
依照《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国建筑法》及其他有关法律、行政法律、行政法规，遵循平等、自愿、公平和诚实信用的原则，双方就本建设工程施工事项经协商一致订立本协议。
一、工程概况
工程名称：
工程地点：
工程内容：
资金来源：
二、工程承包范围及工程内容
承包范围及内容：
1、①锚索成孔、注浆、张拉、锚杆制作、安装； ②腰梁制作安装；③桩间挂网喷、土钉；④冠梁安装浇筑；⑤打降水井、抽水、安装管线、明排水。⑥资料收集；辅助机械设备（大清包、包工不包料、包机械设备、包工期、包质量、包安全文明施工措施、包验收合格）。
三、施工工期
1、开工日期：本工程开工日期以甲方或监理下发的开工令为准。
2、竣工日期： 开工日期加上合同工期总日历水工期）。
3、合同工期总日历天数：开挖支护天，降水暂定
4、如因政府停电，遇人力不可抗拒的自然灾害等原因时，如因台风、暴雨造成停工,导致乙方出现停工、窝工24小时以上,经双方协商，工期方可顺延。
5、因其他意外情况的停工，双方应共同查明原因，分清责任，其损失由责任方负担,由于停工，窝工原因而造成损失时，属甲方责任的，工期顺延，窝工24小时起开始签证，按现场签证时间为准，窝工补偿100元/工日/人，机械窝工费按实际产生费用补偿（参考市场价）；属乙方责任的，由乙方自行赶工，乙方原因造成工期拖延，每延迟一天处罚1000元。
四、承包方式
1、乙方包工不包料。
2、甲方应按照乙方提供的材料单进行购置材料。
五、质量标准
1、工程质量标准： 严格按照国家、地方颁布的现行最新的施工验收规范和有关的法规规定进行施工。
2、本工程原材料质量必须符合国家相关规范标准。
3、检验标准：本工程的施工标准及验收要严格按国家和省、市相关设计及施工验收标准、规范及规程执行，要求工程质量合格。
六、合同价款：
1、承包单价：锚索m，挂网喷元／m（工程量据实结算）。降水井元/米。
（本价格含辅材费、含各种工器具、设备的使用费、大型机械进出场
费，设备安拆费、设备临时基础费、人工费、税金以及合同工期内的赶工费、技术处理费、技术措施费（包括雨季、冬季及其他异常气候施工措施费等）、安全措施费、文明施工措施费、临时设施费及其他措施费、管理费和各种施工风险等相关的费用。）
3、工程量的确定：现场实际工程量为准。
七、付款方式及付款条件
付款方式：支护施工完成一半时支付已完工程量的50%，支护施工全部完成后经验收合格支付全部工程款的80%，地下室回填土完成后支付剩余20%工程款。
八、双方一般权利和义务
甲方责任:
1、甲方应委派人员驻工地负责工程质量进度进行监督签证。
2、按乙方施工要求搞好施工及进桩现场的“三通一平”,提供水源、电源到施工现场,保证施工场地人员、机器、材料进出畅通。
3、甲方负责以书面形式提供细线基点、±0.00标高;待乙方将轴线及桩位放好后,由甲方组织有关人员进行复核,如乙方所放轴线及桩位复核无误后作书面的确认。
4、甲方提供基坑支护图2份,工程地质勘查报告1份,组织有关部分进行图纸会审,乙方整理后各方盖章后,自存留底。
5、负责周边关系协调处理工作、环境安全保卫工作。
6、负责处理地下障碍，以及钻出的土方外运工作。
乙方责任:
1、乙方委派同志为现场代表及项目负责人。负责本工
程质量、进度、安全文明施工管理。
2、乙方必须严格按照设计图纸、方案、国家现场验收规范和质量评定标准、行业标准及甲方的要求进行施工，施工中因乙方责任造成的停工、返工、材料器材损失等费用均由乙方承担。施工中出现施工质量问题和安全事故均由乙方负责。若因乙方施工质量不合格造成基坑周边道路、房屋等公共设施出现开裂、不均匀沉降以及因施工导致地下各种公共设施和管线破损破坏等问题，均由乙方负责。
3、乙方须按照甲方的工期要求施工，组织各种机械进退场，开工前向甲方提供有关人员上岗证、企业资质、有关设备合格证及年审合格证等有关资料。
4、如实做好各种交工验收资料，及时向甲方或监理报送施工进度，认真做好自检工作，如发现问题应及时处理，采取有效的补救措施。
5、严格遵守并执行甲方及监理人员的现场管理及现场代表提出的各项意见及要求，及时组织机械及施工人员进场，做到安全、文明施工。
6、严格管控工程进度，不得拖延工期，按阶段及时向甲方提交工程进度证明资料及相关的工程资料。
7、乙方应注意施工安全，负责对工人进行安全教育，并为工人购买保险，现场应选派专职安全员负责现场安全文明施工，如发生工伤事故，均由乙方负责。
九、补充条款：
1、在施工中乙方严禁浪费混凝土，控制好设计标高。如发现乙方
无辜浪费混凝土甲方有权对乙方进行处罚。
2、钢筋损耗率按0.5％、混凝土充盈系数按1.08。
3、因图纸变更、地质报告不符等其它因素造成的工程进度较慢，产生的误工、窝工，经监理工程师及甲方工程师核实后，应办理施工签证。
十、争议
甲乙双方在履行合同时发生争议，可以和解或要求有关主管部门调解，当事人不愿和解，调解或和解调解不成的，可以向仲裁委员会申请仲裁或施工当地法院提起诉讼。
十一、合同生效：
合同签订后甲乙双方共同遵守，若单方违约承担一切法律责任，1、本合同自双方签字盖章后生效。
2、本合同未尽事宜，双方另行协商，签署补充合同。
3、本合同一式五份，甲方执三份，乙方执二份，各份具有同等法律效力。
对深基坑支护的探讨 第3篇
关键词：支护结构优化设计与研究；工程实例
引言
深基坑是城市高层建筑的基础深基坑技术的发展水平，直接决定了城市高层建筑的地基质量。
一、深基坑支护工程的特点和要求
深基坑工程一项由岩土工程、结构工程、环境工程等多个学科相互交叉、相互影响的较为复杂的系统划的工程，是一门理论与实践有着很大发展空间，函待发展的新的综合技术学科[2]。受地质、水文等因素影响，深基坑工程区域性特征非常明显，不同的地质条件下，如工程地质和水文不同，深基坑工程区域的体现的多样性更为突出。
深基坑的工程建设周期长，在地面下，从开挖到结束过程中的所有的隐蔽工程，受许多不利影响，如经常遇到强降雨、周围地基地面堆载超负荷、地基处地面受施工、汽车行驶等导致的振动等，具有很大的随机性安全程度的保障，技术复杂性较高，远超永久性的基础结构或工程上部结构[3]。坑的深度，平面形状随时间变化和外部条件更迭，对稳定和变形的影响将会更大。
二、合理选择深基坑方案的支护方案
深基坑的支护方案主要包括下列几种：
1、设置在基坑周围的悬臂支护桩土，是使用钻孔灌注桩或打入式钢管桩的类型，其主要用于基坑工程的埋深较浅工程（约5到7米）。
2、采用逆作法施工。沿着地下室外墙，在间隔相同的距离，逐层往下进行逆作施工，同时设钻孔灌注桩或人工挖孔扩底桩。这个方案其最大的优势是将支护措施与地下工程的主要结构的组合，更经济，但施工困难，速度较慢的是逆作部分人工挖掘的部分。
3、没有锚隔阻了基坑外侧设闭合的挡土土拱圈。它是一种新型的挡土结构，由建研院地基发明。该结构能充分发挥，混凝土的抗压强度较好的材料特性。场地较大时宜优先采用。
4、设置在顶部的挡土桩内支撑或外拉杆，使悬臂桩顶自由端改变，变成铰支端，减小桩身弯矩及桩顶侧移。该基坑方案的使用范围受建筑工地的面积约束。
5、水泥土深层搅拌桩支护：其优点是利用重力式挡土墙，不需要支撑，在基坑内开挖方便，搅拌桩施工时没有环境污染，低成本和良好的防渗，适合3 ～ 6米的基坑开挖深度。
6、钢板桩：槽钢的正反扣搭接组成，或使用U型和Z型锁口钢板桩制成。用打入法打入土壤，支持任务完成后，可以回收再利用，适合3 ～ 10 m的挖掘深度。
7、钢筋混凝土板桩：桩的长度6 ～ 12米，打入地下后，上面浇注钢筋混凝土环梁，设置一道支撑或拉锚，用于基坑开挖深度3 ～ 6米。
8、钻孔灌注桩挡土墙：600 ～ 1000毫米直径，桩长度15～ 30米，组成排桩式挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，用于基坑开挖深度6 ～ 13米。
9、地下连续墙：支护结构施工期间，这个支护结构对环境影响较小，土层条件适应性强，墙体抗弯刚度、具有良好的防渗性能和完整性，但成本较高，适用于达到超过10米的基坑开挖深度或施工条件较困难的局面。
10：锚喷支护：我国最早用于地铁工程，1980年代初应用为高层建筑深基坑支护，在自然土壤，锚定方法以钻孔灌注为主，受拉杆件有粗钢筋、高强度钢梁和钢链等。
深基坑支护方案的选择，受多种因素影响，所以，一定要合理的选用安全可靠、技术先进又经济合理的方案。
三、某商住楼深基坑支护工程实例
1、工程概况
這一栋高层建筑，集地下车库、商业、住宅等功能于一身，工程是多元化的。同时由于工程紧邻湖泊项目土质情况非常复杂。工程坑大面设计较浅，开挖深度为地下6.2米，采用独立基础加筏板形式，基基坑局部角落较深，开挖深度达到地下9米，最大开挖深度可以达到地下12米，（最深处为基坑内四个电梯井）开挖土方总量超过32000立方米。
2、工程地质条件
根据地质报告，不良土质的素填土厚度为地下-0.8～-4.3米，而且场地不良土质的素填土带分布范围广泛。分布在素填土带下面，有大量分布全风化泥岩、全风化泥质粉砂岩，厚度为地下0.7米～3.2米，该土层虽土质纯净，但遇水变软、易崩坍；地质报告显示，对土层稳定性威胁较大，地下水位较高，水位平均在地下2.5米左右，必须进行支护加固。
深基坑支护要确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路的安全。同时需要确保边坡的稳定性，满足变形控制的要求。现在支护结构技术不断改善，出现了很多新的支护结构形式和边坡的稳定性的方法。
3、支护方案的选择
本工程设计采用土钉墙支护结构，它基于原位土壤强化、充分利用原位土壤自支持角色的能力一般比桩墙支护结构节省成本30%～ 60%，因此可以大大降低支持成本，同时又有施工周期短的优点。
支持方法稳定可靠，简单，施工方便，施工周期短，效果好，经济好的优点，具有显著的经济效益，适合实际情况。确保挡土墙稳定、整个基坑边坡从上到下全部采用土钉墙锚杆护壁，边坡的整体稳定性较好。
综上所述，考虑到施工现场条件，利用采用同济大学的“深基坑支挡结构分析计算软件FRWSv4.0”确认后计算，并根据环境和基坑开挖深度，需要采用不同的配置形式，用土钉墙对该基坑进行支护是完全可行的。普通水泥砂浆土钉，直径Φ为l00mm，土钉倾角为15°，内配一根Φ18Ⅱ级钢筋，放坡角度取10度，水平间距1200mm，面层混凝土板墙厚度为l00mm，有土钉处沿纵横向配置2Φ14同长加强筋（纵向配置2Φ16，L=200mm），强度等级为C20，内配6@200钢筋网。
4、施工工艺
（1）施工工艺流程
土方开挖→基坑边坡修整→放点→成孔（钻孔）→放人锚筋及注浆管→注浆→设置泄水孔→墙面布筋→喷射混凝土→养护。
（2）钻机定位成孔
成孔设备采用两套回转式钻孔机，是由地质矿产部重庆探矿机械厂生产的MGJ-50型。同时，为了满足土钉施工倾角的需要，还进行了钻机的改造配套工作。基坑采用分层开挖的方式，挖完第一层后设备立即进场进行土钉施工，避免土坡暴露时间过长。
（3）土钉锚钉的安装与孔内注浆
大部分土钉为1Φ22钢筋，长度L=7000～9000mm。
孔灌浆使用泥浆充填胶凝材料选择425普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45 ～ 0.5：1，使用压力灌浆方法，将注浆导管底端插入孔底后才开始注浆，待空口溢出水泥时再将导管以匀速缓慢撤出，以保证孔中气体能全部逸出，直至全孔灌注浆注满浆液为止。
（4）锚固端处理与喷射混凝土板墙
布置完面层钢筋网后，先在距锚钉端头200mm处采用穿孔塞焊一块150mm×150mm×8mm的钢板，然后在钢板外侧锚钉端部两侧沿锚钉长度方向焊上三根Φ12、长度为150mm的通长加强钢筋互相焊接，使所有土钉相互连接成一个整体。喷射混凝土配合比为水泥∶瓜米石∶中砂=1∶2∶2，内掺速凝剂及早强剂，要求混凝土强度达C20以上。
喷射前，先在边壁面上垂直打入短钢筋段作为标志，以保证施工时得喷射混凝土厚度达到规定值。100mm厚的板墙分两次喷射，每次厚道控制在50～60mm；120mm厚的板墙分3次喷射，每次厚度控制在40～50mm。在继续下步喷射混凝土工作时，要求工人仔细清除预留施工缝结合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之潮湿，待混凝土终凝后2小时，立即开始连续喷水养护5～7天。
（5）排水系统的设置
在基坑上边构筑排水沟，流至西南面的沉沙井后排入市政管网。并将施工场地做硬化处理。然后于土钉注浆完成后，在基坑侧面插入长度为500mm，直径为60mm的UPVC排水管，使其外端伸出支护混凝土板墙外50～60mm，管内填碎石做滤水层以利混凝土板墙后的积水排出。
四、深基坑支护优化设计
1、深基坑设计优化要求
鉴于深基坑在条件差、进度快、质量高、任务重等前提下进行实施，这对于设计人员和施工人员都是一个不小的难度，在设计与施工中的具体要求是设计先进、施工方便、安全可靠、经济合理。
2、深基坑支护结构设计计算法制
深基坑支护结构设计计算法则主要有两种，一是经历平衡法和等值梁法，一是弹性地基梁m法及弹塑有限单元法。
3、设计优化思路
如果对于基坑深度不大的支护工程，首先应该考虑悬臂式支护结构，其结构形式可以分成地下连续墙与桩排支护结构。它主要是利用地面下的土压力保持支护结构的平衡，当工程边坡土质比较良好以及地下水位比較低时久可以采用桩排支护结构。由于地下连续墙拥有良好的整体性、防水性和抗弯性，并且墙体的长度可以根据工程的需要进行调节，各种深度的基坑都可以运用，也可运用逆作法施工，所以在目前的运用比较广泛。如果基坑深度比较深，而且要求边坡变形比较高时，就应该考虑采用悬臂式支护结构增加内支撑结构，内支撑一般运用内支撑形式或者锚杆拉接方式和悬臂式支护结构组成混合式支护结构。
参考文献：
[1]肖武权，冷伍明；深基坑支护结构设计的优化方法[J]；岩土力学；2009。
[2]邵志超；建筑工程深基坑支撑式排桩支护结构施工技术的应用[J]；科技创新导报；2010。
深基坑支护的优化 第4篇
1.1 工程概况
天津大无缝元通不锈钢制品有限公司位于天津滨海经济技术开发区(保税区)TPCO工业园内,其退火酸洗线位于主厂房DE跨。退火酸洗线基础东西长368.07 m,南北宽20 m(最宽处29.86 m),基础埋深从-0.900 m～-9.300 m共18个标高,大部分埋深都在-5.700～-7.800之间。该工程地质情况复杂,地表为一层800厚的杂填土,下面为4 m～7 m厚的工业碱渣层。碱渣自身致密,渗透性差,承载力极低,在机械开挖时,受到振动会迅速坍塌。碱渣对混凝土及钢筋均有腐蚀性。
本工程地层情况从上至下为:①杂填土(表层800厚杂填土,其下4 m～7 m厚工业碱渣)、②1粘土、②2粘土、②3粉质粘土、③1粉土、③2粉质粘土、③3粉砂、③4粉质粘土、④1粉质粘土。场地赋存地下水,地下水的埋深-2.600 m左右,因碱渣影响,对混凝土及钢筋均有强腐蚀性。
1.2 不利因素
1)地质条件十分不利。
该工程地基情况复杂,地耐力严重不足,碱渣层深厚并有较强腐蚀性。
2)工程量大,工期紧。
整个基础体量巨大,长368.07 m,20 000多立方米混凝土,业主对工期有严格的要求,必须在40 d内施工完。
3)周边场地狭窄。
退火酸洗线基础周边的轧机基础、大部分柱基承台和大量的地面桩已施工完,轧机基础的支护桩距离退火酸洗线基础最近处1.98 m,还有未施工的⑧线柱基承台距退火酸洗线基础最近处1.15 m。因此退火酸洗线基础必须进行有效的支护,而且要兼顾周边工程。
2 基坑支护方案
2.1 支护方案的选择
根据支护习惯,本工程可采用地下连续墙、水泥土搅拌桩重力式挡墙、泥浆护壁灌注桩支护,地下连续墙支护方案因造价过高,施工周期长被否决,水泥土搅拌桩由于碱渣层太厚,置换率不确定,碱渣与水泥的固化可靠性得不到保证等原因也被否决。考虑到大面挖深-5.3 m,最大基坑挖深-9.300 m且位于基坑纵向中部,周边土台可以作为护坡被动土考虑,对整体基坑安全十分有利,最后确定采用泥浆护壁灌注桩加冠梁、一道内支撑的支护方案。
2.2 降水方案
本工程开挖深度范围内主要为工业碱渣层和粘土层,均为不透水层。为了加快施工进度,降低工程造价,结合以往施工经验,考虑到土层渗透系数小,降水井出水很少,研究决定取消止水帷幕,而是沿基坑周围设置降水井,起降水隔水作用,并在土方开挖前提前15 d～20 d降水,以保证挖土的顺利进行。挖土时在基坑内设置排水盲沟,遇明水及时排走。
本工程最大基坑挖深-9.300 m,大面挖深-5.3 m,坑底最宽处20 m,采用降水井间距为10 m,深20 m。在基坑内设3口观察井,井深15 m,随时了解地下水位。
2.3 方案设计
2.3.1 支护桩的布置
因为该工程属于边设计边施工的项目,周边地面桩布置图不能及时到位,给基坑支护桩的布置造成了很大障碍。为此将退火酸洗线基础与周围的建(构)筑物合成到一张图上,然后再根据合成的图纸合理布桩,避开工程桩。同时,⑧线承台与退火酸洗线基础距离太近,没有空间安排支护桩,为此将基坑扩大,将⑧线承台包含在基坑内,并将其埋深从-3.100降到与就近的退火酸洗线基础局部埋深一致的-6.000。而紧贴轧机基础的部位,利用轧机基础的支护桩,该桩也是灌注桩,可与新施工的支护桩协同工作。
2.3.2 结构计算
为了降低工程造价,灌注桩顶标高确定为-1.500,并对基坑周边挖土卸荷。支护结构使用上海交大启明星计算软件验算,采用水土合算的分析方法。根据不同的基底标高,最终确定灌注桩长为11 m～21 m不等,其中11 m的55根,15 m 395根,17 m 96根,18.5 m 103根,21 m 220根。并结合施工经验对软件计算的配筋进行了优化、统一,以便加快施工进度。经整体稳定性验算、抗倾覆验算及抗隆起验算,均满足要求。
2.3.3 水平支撑的设置
习惯做法是采用钢筋混凝土支撑,但是由于基坑平面尺寸较大,水平支撑长度达23 m～24 m,要满足长细比和稳定性的要求,断面需足够大,或在图1的圆圈位置设格构柱。存在以下几个不足之处:
1)格构柱须穿过设备基础底板,为满足抗渗要求必须焊止水板,但是格构柱内侧焊接止水板难度很大;
2)钢筋混凝土水平支撑施工周期长,拆除难度大,严重影响工程进度;
3)由于支护体系顶标高为-1.500,退火酸洗线基础顶标高都在±0.000以上,这样退火酸洗线基础侧壁及顶板就必须要等支撑拆除并换撑之后才能继续施工,一次浇筑的基础必须分多次浇筑,对设备基础的抗渗不利。
经过反复验算,最终采用ϕ800×10钢管支撑,取代混凝土支撑,并通过改变钢管支撑与冠梁的连接方式,取消了格构柱。具体连接方法为,将钢管支撑直接架在冠梁上,如图2所示,ϕ800×10钢管仅下面600 mm与冠梁接触受力,使钢管偏心受压以抵消下挠变形。图2中钢管上部330 mm搭在冠梁上,可承受钢管自重。
为了安装方便,在钢管和冠梁间留设30的缝隙,在安装时垫木丝板,既可保证钢管端面受力均匀,保护冠梁混凝土结构面不受破坏,又通过允许冠梁在承受一定载荷时产生一定程度的变形,发挥了强度作用后,再把载荷传递到水平支撑上,使得冠梁和水平支撑都充分发挥作用,改善钢筋混凝土水平支撑体系中支撑梁受力太大且过于复杂的情况。
2.3.4 换撑
为了在支撑梁拆除后,限制灌注桩的水平位移,必须在退火酸洗线基础底板施工完后,在基础和灌注桩之间浇筑一层素混凝土板,达到换撑的目的。土方开挖及基础底板施工阶段灌注桩受力简图见图3a)。本工程考虑到工期因素,也为了限制支护桩的变形,采用填充混凝土,填充高度1 m。该阶段灌注桩的受力如图3b)所示,这个阶段属于悬挑构件,经过验算灌注桩强度满足悬挑要求。为了防止填充混凝土和设备基础连接,从长期效应看影响设备基础的均匀沉降,在退火酸洗线基础外表面刷热沥青两道,不影响相互自由变形。实际施工过程中,有的班组在填充混凝土和基础间夹一层竹胶模板,效果也很好。
最终的支护方案,采用ϕ700@800泥浆护壁灌注桩,沿设备基础周圈布置,在2-12线和2-14线,与一号轧机的支护结合起来,桩顶标高-1.500,桩长根据基础埋深变化,从11 m～21 m不等;桩顶设b×h=1 600 mm×600 mm的冠梁;在东西方向间隔10 m设置ϕ800×10的钢管水平支撑,共计32道。基础高低变化处采用45°放坡挖土,然后浇筑造型混凝土,见图4。
3 土方开挖
基坑土方开挖,一般应遵循先短边后长边的原则,这样可以改善支撑体系的受力,有效的控制支撑变位。在本工程中,当观察井的水位降到-10 m时,自东向西进行开挖,分两层开挖到位,第一层挖-4.5 m以上部分,随挖随安装钢管水平支撑,同时由挖掘机接力将第二层土方挖出。最后在基础西边挖掘机退出,由长臂挖掘机清根。挖土过程中由人工配合挖坑底200 mm、修坡和清理,挖到位之后分段验槽,并及时浇筑垫层,然后再破除桩头。
在土方开挖过程中,定期对支护体系进行变位、沉降等监测。
4 实际效果
1)由于提前进行了降水,土方开挖后基坑内基本没有积水,因相邻基础施工破坏了降水井而产生的局部积水,通过基坑内明沟和集水井及时排出,没有影响工程进行。
2)灌注桩最大水平位移没有超过45 mm,相对灌注桩累计位移没有超过90 mm,考虑到在支撑两侧各有30 mm厚木丝板和钢管水平支撑受力后的回缩,灌注桩的水平位移是比较小的,基坑整体稳定、安全、有效。相邻建(构)筑物没有受影响。
3)因为采用了钢管支撑,减少了现场浇筑混凝土的工作,大大缩短了工期并且降低了现场的劳动强度。同时,因为取消了格构柱,基础底板进度加快且没有漏水隐患。
4)从整体经济效益来看,相对于地下连续壁而言节约的效果非常明显,并且施工周期大为缩短,为基础的施工争取了宝贵的时间。替换下来的水平支撑钢管在后续项目如轧机电气室、辅助间和厂区管廊的基坑施工中得到了多次利用,经济效益显著。
5 结语
1)基坑与相邻建(构)筑物的位置关系必须搞清楚,设计思路和意图都要做到心中有数,避免支护施工对已有工程造成破坏,还要避免支护工程成为后续项目的障碍。
2)进行多方案比较,选择最优方案,多采用钢构件,减少现场浇筑混凝土的工作量,可降低现场的劳动强度、明显加快施工周期,有利于节能降耗。
3)优化基坑降水,充分利用地层特性,可节约止水帷幕。
参考文献
[1]刘国彬,王卫东.基坑工程手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2009.
深基坑开挖支护现状分析 第5篇
1、存在的问题
近年来，城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，研究开发出许多好的措施。但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市，事故发生率更高。上海在一年之中就发生近四十例基坑事故，上海广东路某基坑事故，导致交通主干线广东路下陷1.8m，致使各种地下管线产生严重破坏，煤气泄露产生爆炸，当场熏倒二十多人，直接经济损失达五千多万元，造成了极坏的.影响；98年深圳某基坑工程，出现了严重的塌方事故，几名施工人员被埋，基坑周围几栋建筑物出现严重破坏，轰动全国。本文通过对深基坑开挖支护现状的分析，提出一些看法和建议，供设计和施工参考。
2、深基坑工程特点及现状
（1）基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。
（2）工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。
（3）基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
（4）基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。
（5）基坑工程的成功率较低。一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。
3、深基坑工程事故的分析
由于深基工程的上述特点，使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难题。通过工程事故实例的调查分析，对其原因提出如下看法：
3.1设计方案失误
（1）方案选择错误。此类工程事故出现较多，如济南某大厦工程，位于繁华市区，地上23层，地下3层，基坑深12m，场地狭窄，东、南、北三面距建筑物较近。施工单位提出，采用大直径灌注桩，设一土层锚杆，桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系，需费用约100万元。建设单位提出，部分采用800悬臂灌注桩，部分采用150钢管悬臂桩，部分放坡方案，费用40万元。结果按建设单位方案：西侧采用1∶0.3放坡。东、南、西北浇筑C30的800悬臂灌注桩57根，@1800，桩长18m，悬臂12m，入坑底6m.北部用150钢管悬臂桩7根，@1000，桩长15m，悬臂12m，入坑底3m.结果几次断桩，塌方来势凶猛，均在瞬间发生，共造成坑内土方堆积3000m3，断桩23根，桩倾斜2根，7根150钢管歪倒。可见，基坑支护必需认真对待，绝不能为节省费用，随便定个方案。经分析，原先施工单位提出的方案还是可行的，建设单位乱定方案，不科学办事，结果是浪费了投资，拖延了工期，欲速则不达。
（2）实施方案与设计方案不符。
（3）止水帷幕力度不当。如南京交通银行大楼，地上28层，地下室1层，基坑深6.7m。设计方案是：支护采用800悬臂灌注桩，@1000，桩长14m，在桩顶设800500mm圈梁，桩嵌入坑底8.8m；防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土，形成止水帷幕。坑东侧42m长，距房屋15m左右，采用1∶1放坡开挖。在坑内设3个深20m管井作为降水井。实施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，桩长改为13m，桩嵌入坑底5.6m。放坡面因场地限制改为1∶0.3～0.5。为抢进度，桩顶圈梁未施工即开始挖土，且一次挖到设计标高。基坑开挖后，东南角桩间出现大量涌泥和流沙，支护结构向基坑内侧移位达20cm以上，桩后形成5～10cm地面裂缝，放坡地段滑移失稳，降水井失效，以至东南面的和平电影院严重开裂破坏，被迫停止拆除，北侧湖南路路面开裂，被迫采用土层锚杆加固，直接经济损失100多万元。可见，不按原设计方案施工，灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。
3.2设计计算错误
（1）锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑，建筑面积10万多平方米，地上28层，地下4层，基坑深达20.5m，东西长120m，南北宽100m.基坑用600灌注桩，@1000，桩长20m，入土5m，混凝土强度为C25，配12根22的Ⅱ级钢筋，桩顶设帽梁，帽梁顶砌5.5m高370砖墙作护墙，墙内有构造柱及压顶圈梁。护壁桩设三道130锚杆：第一道锚杆长15.5m，@2021；第二道锚杆长20m，@1500；第三道锚杆长18m，@1000。用槽钢与护壁桩相结合。1993年9月12日，施工完西部坑底垫层，施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土，并有渗水现象，顶部砖墙外倾，顶部地面出现裂缝。9月15日西侧北部有部分腰梁槽钢脱落，部分锚杆螺母松动。施工人员将槽钢补焊接上，拧紧螺母。在坑顶局部挖土卸载。9月16日下午5时左右，基坑西部南北约50m的护壁结构迅速倒塌，折断钢筋混凝土桩48根，倒塌边缘距坑边约13m，护壁桩折成三段，折点分别在第二、三层锚杆处，第一层锚杆从土中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计计算错误所导致。
（2）支护桩嵌入深度不够。上海某工程基坑采用深层水泥搅拌桩做支护，基坑开挖深度5～7m，桩长12m，嵌入深度5m.开挖到5m时未发生事故，但开挖到7m时，发生管涌，涌砂涌水。由于大量砂土冒出，最终导致支护结构全部倒塌。仅加固费就增加投资30万元（原支护结构费80万元），工期延长2个月。经对管涌计算知，支护桩嵌入深度需7m.（3）安全系数偏小。许多基坑设计时，为单纯追求造价，而忽略许多因素，使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载，就导致基坑的失稳。
3.3未进行稳定验算
由很多工程事故可见，仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的，还必须进行稳定验算，以确保基坑的整体及局部稳定，特别是软土地区。
3.4施工管理方面的问题
（1）严重超挖，不遵守分层分段开挖原则；
（2）坑边过量堆载；
（3）管理混乱。
4、建议及对策
4.1坚持分层分段开挖与支护的原则
一般情况下，边坡破坏有一个从局部开始，逐渐扩大的过程。首先产生局部破坏的部位为突破点。当某部位土体应力达到或超过其强度时，突破点开始破坏，并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值，使破坏面扩大。城市高层建筑的发展，使基坑深度日益增大，边坡也越来越陡立（一般在80～90）。目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60左右建立的，与陡立边坡的初始受力状态有较大差异。边坡开挖后，破坏了原自然土体的三向受力状态，在开挖面附近产生一个高能区。其中一部分能量传给周围土体，一部就成为使土体变形的动力。对近于直立的边坡，若一次开挖深度太大，积聚的能量就很大，有可能成为破坏的突破点而产生塌方。所以施工中必须控制开挖面的长度与深度，并进行快速支护，使支护尽早发挥效能，达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放。前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位，有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位。当下一层段开挖后，就被后期开挖段吸收并释放。因此，分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程，最后总的开挖能量留在坡面的较少，这对整个破面的稳定是有利的。
边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容，在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位，这是划分层段的重要依据。据此绘出每一坡面的层段开挖图，作为施工依据，并在施工中根据具体情况进行调整。
4.2信息反馈是基坑施工的重要组成部分
所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面：一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈；二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈。其中，施工中发生侧移有以下原因：（1）土力学的模糊性：土的层面结构多变，影响因素多，物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性，不可能一次计算到位。
（2）外力作用下的变形。
（3）施工阶段的不稳定性。
4.3支护结构的革新
（1）从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护，都是将平面结构改变为空间支护结构，利用拱的作用，一方面减小土对桩的侧向压力，另一方面将结构受弯变为拱圈受压，充分发挥混凝土的受压特性，降低了工程费用。
（2）从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法，是将基坑支护桩和地下室墙合在一起，将地下室的梁板作为支护，从地下室顶往下施工，地下室外墙也施工。它的优点是节约投资，在地下水丰富、不易降低水位地区，尚须作防水帷幕。
（3）发展新的支护方法。近年来，喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用，并显示了显著的经济效益。它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑，完全抛弃了传统法及其被动支护概念，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系的一部分。它主动支护土体，并与土体共同工作，具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30～60天以上，工程造价低10%～30%。支护最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深达10m。
4.4进一步研究基坑支护理论
可以看到，随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程，基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题。因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论，尤其是新型支护方法的计算理论，乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。
4.5探讨基坑护壁抢险技术
深基坑支护施工安全管理 第6篇
一、深基坑工程的定义
根据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质【2009】87号）的有关规定，深基坑的定义如下：
1.开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。
2.开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。
深基坑工程为超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，工程勘察前，建设单位应对相邻设施的现状进行调查，并将调查资料（包括周边建筑物基础、结构形式，地下管线分布图等）提供给勘察、设计单位。调查范围以基坑、边坡顶边线起向外延伸相当于基坑、边坡开挖深度或高度的2倍距离。施工、监理单位进场后应熟悉设计文件，按照深基坑的定义，确定本工程是否属于深基坑的范畴，并做好深基坑施工的相关工作。
二、深基坑工程施工安全管理
（一）自然放坡
自然放坡适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物的深基坑工程，一般出现在郊区，安全风险相对较小，因占地大、回填量大而较少采用，在此暂不讨论。
（二）支挡式结构支护
支挡式结构具体形式有锚拉式支挡结构、支撑式支挡结构、悬臂式支挡结构。支挡式结构一般由排桩、地下连续墙、锚杆（索）、支撑杆件中的一种或几种组成。
1.排桩和地下连续墙施工安全管理
支挡式结构的排桩包括混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩、型钢混凝土搅拌桩等桩型。采用人工挖孔桩作业时，应注意以下事项：①人工挖孔桩应编制专项方案，超过16m的还应进行专家论证。②孔壁支护。第一次护壁，应高出自然地面30cm;开挖非岩石层时，每钻进1m左右时，立模浇筑混凝土护壁;如有渗水、涌水的土层，应每钻进50cm，进行混凝土护壁;如有薄层流沙、淤质土层时，应每钻进50cm甚至更浅的深度，采用钢筋混凝土护壁;地质情况恶劣情况下，采用钢护筒或者预制混凝土护筒进行扶壁支撑。③孔内送风，防止中毒。如云南省楚雄经济开发区内某药厂工地，在桩内下放钢筋笼时，因未提前通风，孔内二氧化碳含量超标70倍，致使下井人员4人死亡，3人受伤。故《建筑桩基技术规范》规定下孔前必须进行检测，井深超过10m时必须采用人工送风。④孔内设置防护板。为防止井内人员受物体打击伤害，应在作业层头顶2m左右的位置，设置孔截面1/3面积的防护板，并随作业深度的加深而逐渐下移。⑤安装防溅型漏电保护装置。对于地下水丰富土层，需要设置潜水泵排水的，应安装防溅型漏电保护器，且漏电动作电流应不大于15mA，原则上不得边排水边施工，防止触电。
对于机械成孔，地下连续墙施工过程中，可能发生机械伤害等主要事故类别。对此，机械施工应注意以下事项：①施工机械应有出厂合格证或年度检测合格报告、进场验收合格手续、安装验收。保证安全保险、限位装置齐全有效。②机械作业区域平整、夯实，保证施工机械安放稳定，不会因施工震动而倾斜、甚至倾覆。③当排桩桩位邻近的既有建筑物、地下管线、地下构筑物对地震动敏感时，应采取控制地基变形的防护措施。包括：间隔成桩的施工顺序，设置隔震、隔音的沟槽，采用震动噪音小的施工设备等措施。④作业人员施工前，开展安全教育和安全技术交底，并进行试桩作业。
2.锚杆施工安全管理
锚杆施工过程中，由于土方超挖、锚杆固结体强度未达到15MP且设计强度未达75%以上进行张拉锁定、锚杆抗拔承载力不符合设计和规范要求、操作平台不稳定等因素，可能发生基坑坍塌、操作人员高处坠落等主要安全事故。对此，锚杆施工应注意如下事项：
①严格按照设计文件和规范标准要求进行施工，严禁超挖。一般一次土方开挖深度控制在拟施工锚杆以下1m左右，留出适当的操作面，便于锚杆施工。②锚杆固结体强度达到15MP且设计强度达到75%以上方可进行张拉锁定，并进行锚杆抗拔力检测。只有当锚杆抗拔力检测值符合设计和标准要求后方可进行下层土方开挖施工。③搭设安全稳定的锚杆施工平台。平台底部平整、夯实、四周可根据情况设置支撑，平台周边设置防护栏杆。
3.内支撑杆件施工安全管理
内支撑杆件包括钢支撑、混凝土支撑、钢与混凝土支撑组合支撑。内支撑根据基坑的形状、大小而异，有水平撑、斜撑、角撑、环撑等形式，合理的内支撑方式是保证基坑围护结构稳定的重点。在安装（或浇筑）、拆除过程中，可能发生坍塌、高处坠落等主要类别的安全事故。
例：2001年8月，上海市某地铁试验工程基坑施工过程中，发生局部土方塌方，造成4人死亡，事故调查发现，该工程基坑开挖范围内基本上均为淤泥质土，而施工单位未按规范要求，采用连续式垂直支撑或钢构架支撑方式，因支撑方式不合理，致使发生坍塌事故。（文献，建设工程重大安全事故警示录，p7，四川出版集团·四川科学技术出版社）
对此，内支撑杆件施工过程中，应注意如下事项：
①内支撑结构施工应对称进行，保持杆件受力均衡。②对钢支撑，当夏季施工产生较大温度应力时，应及时对支撑采取降温措施;当冬季施工降温产生的收缩使支撑断头出现空隙时，应及时用铁楔或采用其他可靠连接措施。③内支撑结构的施工与拆除顺序，应与设计工况一致，必须遵循先支撑后开挖的原则。④土方开挖应分层均匀开挖，开挖过程中，基坑内不能形成较大的高差，造成围护结构、支撑杆件的不均布受力，形成应力集中。同时，土方开挖及运输过程中应避免土方机械碰撞内支撑杆件。⑤搭设安全稳定的锚杆施工平台。平台底部平整、夯实，四周可根据情况设置支撑，平台周边设置防护栏杆。6支撑拆除前应编制安全专项方案，应急救援预案等，采用爆破形式进行拆除的另应办理相关审批手续，拆除过程应注意成品保护，应力对称、逐级释放，确保拆除机械、人员安全。
（三）土钉墙支护
土钉墙一般由钢筋或钢管土钉、钢筋网、喷射混凝土面层组成。当正常情况下稳定的土体发生一定变形后，变形产生的侧压力通过喷射混凝土钢筋网、土钉，传给深层土体，保证边坡稳定，施工过程中，可能发生边坡坍塌、高处坠落、触电等主要安全事故，因此土钉墙应注意如下事项：
深基坑工程的支护 第7篇
关键词：基坑,支护
1 工程概况
基坑支护工程的内容一般包括以下几点。
1.1 岩土工程勘察与工程调查。
确定岩土参数与地下水参数;测定临近建筑物、周围地下埋设物 (管道、电缆、光缆等) 、城市道路等工程设施的工作现状并对其随地层位移的限值作出分析。
1.2 支护结构设计。
包括挡土墙围护结构 (如连续墙、柱列式灌注桩挡墙) 、支撑体系 (入内支撑、锚杆) 以及土体加固等;支护结构的设计必须与施工基坑工程的施工方案紧密结合, 需要考虑的主要依据有;当地经验, 土体和地下水状况, 四周环境安全允许的地层变形限值, 可提供的设施与施工场地, 工期与造价等。
1.3 基坑开挖与支护的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工组织设计与实施。
1.4 地层位移预测与周边工程保护。
地层位移既取决与土体和支护结构的性能与地下水的变化, 也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值, 应修改支护结构设计与施工方案, 必须要对周边的重要工程设施采取保护或加固措施。
1.5 施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息, 必要时进行反馈设计, 信息化指导下一步的施工。
2 深坑支护的技术
现代大城市的高层建筑具有深、打的特点, 挖深一般在15~20m之间, 宽度与长度达100m。基坑临近多有建筑物、道路和管线, 施工场地拥挤, 在环境安全上又有很高的要求, 所以过去对基坑支护的选型比较单一, 基本上均采用柱列式灌注桩挡墙或连续墙作为维护结构, 当用明挖法施工时照采用多道支撑 (多道内支撑或多道背拉锚杆) 。其他的支护形式如国内外广为应用的钢板挡土墙或桩板 (分离式工字钢加衬板) 挡墙由于刚度较弱、易透水以及打桩震动和挤土效应对城市环境的危害, 已很少用于建筑深基坑这类很深的基坑中。但是近年来兴起的土顶支护尤其是复合土钉支护, 在适合的地质条件下有望成为建筑深基坑的选型, 而逆作法施工在国内已日益趋成熟。
2.1 钢板桩支护
钢板桩支护是一种施工简单、投资经济的支护方法。它由钢板桩、锚拉杆 (或内支撑、锚碇结构、腰梁等) 组成。由于钢板桩本身柔性较大, 如支撑或锚拉系统设置不当, 其变形会很大。基坑深度达7m以上的软土地层, 基坑不宜采用钢板桩支护除非设置多层支撑或锚拉杆。
2.2 地下连续墙支护
地下连续墙支护是用特制的挖槽机械, 在泥浆护壁的情况下开挖一定的深度沟槽, 然后吊放钢筋笼, 浇筑混凝土。地下连续墙的形式多种多样, 一般集档土、承重、截水和防身于一体, 并兼做地下室外墙。其不足之外是要用专用设备施工, 单体施工造价高。对各种地质条件及复杂的施工环境适应能力较强。施工不必放坡, 不用支撑, 国内地下连续墙的深度达36m, 壁厚1m。
2.3 排桩支护
排桩支护是指列队式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻 (冲) 孔灌注桩, 作为主要的挡土结构, 其结构形式可分为悬臂式支护或单锚杆、多锚杆结构, 布桩形式可分为单排或双排布置。悬臂式支护适用于开挖深度不超过10m粘土层不超过8m砂性土层, 以及不超过5m的淤泥质土层。
2.4 深层搅拌支护
深层搅拌支护是利用水泥作为固化剂, 采用机械搅拌, 将固化剂和软土剂强制拌合, 是固化剂是软土剂之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化, 形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土挡墙, 作为支护结构, 适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层, 基坑开挖深度不宜大于6m。对有机质土、泥炭质土。宜通过试验确定。
2.5 土钉支护
土钉支护使用于土体开挖和边坡稳定的一种新的档土技术, 由于经济、可靠且施工快速简便, 已在我国得到迅速推广和应用。土钉是用来加固现场原位土体的细长杆件。通常采用钻孔, 放入变形钢筋并沿孔全长注浆的方法做成。他依靠与土体之间的粘结力或摩擦力, 在土体发生变形时被动承受拉力作用。它由密集的土钉群、被加固的土体、喷射混凝土面层形成支护体系。由于随挖随支, 能有效地保持土体强度, 减少土体的扰动和弱胶结砂土, 开挖深度为5~10m的基坑支护。土体墙不适用于含水丰富的粉细砂层、沙砾卵石层、饱和软弱土层。不适用于变形有严格要求的基坑支护。
2.6 锚杆或喷锚支护
锚杆与土钉墙支护很相似, 将锚杆锚入稳定土中, 外端与支护结构连接用以围护基坑稳定的受拉杆件, 并施加预应力。支护体喷射混凝土称喷锚支护。锚杆可与排桩、地下连续墙、土钉墙或其他支护结构联合使用, 不宜用于有机质土, 液限大于50%的粘土层及相对密度小于0.3的砂土。
2.7 拱圈支护结构
拱圈分闭合拱和非闭合拱, 拱圈形式包括圆拱、椭拱和二次曲线拱。这种拱圈档土能承受水平方向的土压力, 因拱的内力以受压为主, 弯矩很小, 能充分发挥混凝土抗压强度高的特性, 施工方便, 节省工期。施工场地要适合拱圈布置, 构造应符合圆环受力的特点, 拱脚的稳定性应予以足够重视, 并有可靠的保证措施。
2.8 逆作法
逆作法按施工不同程序可分为全逆作法、半逆作法或部分逆作法, 它以地下各层的梁板作支撑, 自上而下施工, 使挡土结构变形较小, 节省临时支护结构。适用于较深基坑, 对周边变形有严格要求的基坑, 要预先做好施工组织方案, 及各结构节点的处理。
3 深基坑支护结构方案优选
深基坑支护结构的设计与施工不同与上部结构, 除地基土类别不同外, 地下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周边环境条件等, 都直接与支护结构的选型有关。支护结构型式选择的合理, 就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期, 带来可观的经济与社会效益, 可见支护结构形式的优化选择是基坑支护发展的必然趋势。一般而言, 深基坑支护设计方案的优选宜遵从下图流程进行。放坡无支护开挖———复合支护方案 (上部放坡下部土钉) ———土钉———复合支护方案 (上部土钉下部桩) 。
此外为达到方案的最优化, 有事根据地层土质的变化、基坑周围环境, 也可采用更灵活的组合支护方案, 入内支撑+锚杆、单排桩+双排桩。
4 结论
基坑开挖时基础和地下工程施工中一个古老的传统课题, 同时又是一个综合性的岩土工程难题, 既涉及土力学中的典型强度问题, 又包含了变形问题, 同时还涉及到土与支护结构与共同作用, 基坑工程还是实用性、经验性极强的学科, 是随着土力学理论、计算技术、测试仪器及施工机械、施工工艺的进步与工程实践增加而逐步完善的学科。笔者相信, 随着我国经济建设的持续高速发展, 依靠工程界、学术界的共同努力, 我国的深基坑工程设计和施工水平必将日益提高, “深基坑工程学”必将日益完善。
参考文献
深基坑支护 第8篇
基坑支护的最重要使命,就是在工程基坑开挖后,确保周边的地质环境保持原状不发生形变,周边的建筑物质量不受基坑开挖的影响,杜绝可能存在的质量安全事故。
随着国内的高层建筑、超高层建筑越来越多,基坑越挖越深,与之相伴而生的基坑支护技术也越来越受到行政管理部门、建设单位、监理单位和相关专家学者的日益重视,并在长期的基坑支护施工实践中,通过不断地与理论相互印证,发明了越来越多更符合施工实际情况具有真知灼见的基坑支护技术,针对不同的地质条件,不同的施工环境和不同的开挖深度,形成了完整的基坑支护理论,促进基坑支护技术不断向前发展。如遇到周边的建筑不多或建筑物都是低层建筑,地质条件好的施工条件和施工环境时,可采用简单实用的喷锚土钉墙护壁就可以起到支护作用;如周边有高层建筑较多,而开挖深度不是很大时,可采用连续排桩支护或连续墙支护,以确保周边的地面不因基坑开挖发生形变位移、建筑物不因基坑开挖而引起开裂等现象;如周边都有高层建筑时,在地质条件允许的情况下,采用长镙旋钻灌桩加张拉钢绞线锚索的技术进行支护;地质条件太差,用打桩、锚杆、锚索等技术进行处理会影响到周边环境或可能造成土体扰动时,则可采用支撑支护的技术来进行技术处理。
因此,一个优秀的基坑支护体系,必定要综合考虑到地质条件及周边地上、地下建筑体的存在,基坑开挖后对其会造成哪些影响,如何防止因基坑垂直开挖导致地面下沉、崩塌或断裂等情况,确保基坑开挖后周边的建筑物及地形地貌能保持原状,然后综合已经成熟的基坑支护技术,逐项细分,既能应对可能会发生的状况,又能合理地节约基坑支护成本。
2 工程实例
某楼盘拟建11栋高层建筑,西面主楼设计高层54层,其余10栋均为34层,地下室整体分2层,结构类型为框剪结构。该楼盘东侧与某单位小高层住宅楼相隔3 m,北侧与南侧均是市政规划路(规划路的另一边都是高层住宅楼,拟建楼盘与两边的高层建筑直线距离为17 m,目前道路宽度为8 m),西侧是一条城区主干道。以位于该宗地中心的规划路为界,分3期开发,第一期是东南侧,第二期是西南侧,第三期是北侧。地下室整体基坑开挖深度为9 m。
3 基坑支护的设计依据
根据勘察单位的钻探勘查对土质进行鉴别及对取土样品进行试验成果分析显示,场地各岩土层主要由第四系杂填土,下伏基岩为古近系渐新新统北湖组(E3b)内陆湖相沉积形成的半成岩状态的泥岩组成,第四系土层与近古系地层为角度不整合接触,地基土从上至下分别为杂填土、淤泥、黏土、粉质黏土、圆砾、中砂、强风化岩、中风化岩,土层厚薄不一,分布不匀,属不均匀地基;粉质黏土往上的土层水渗透系数K值为0.5～1.0,膨胀土系数为I级。地下室开挖后,坑壁周围为杂填土、淤泥、黏土和粉质黏土形成的边坡,垂直深度约为7.5 m,稳定性较好,但由于周边建筑物及道路的影响,在坡顶荷载及日晒雨淋的影响下,容易造成边坡坍塌失稳,必须采取支护措施。
根据勘察报告,本工程的基坑支护可采用机械钻孔灌注桩+喷锚支护结构。
4 基坑采用的支护技术
考虑到本工程周边复杂的环境和分期开挖的实际情况,必须综合运用现在成熟的施工技术。
(1)桩墙支护。针对基坑东面而专门设计,东面与某单位的生活小区仅相隔3 m,属近距离、高难度施工。不但要确保在进行基坑开坑时不能影响到该小区的持力层,在作基坑支护时,也不能扰动到其基础,严防由于施工引起小区内出现开裂、塌陷、崩塌等问题。因此,在基坑开挖前采用了排桩进行有效支护,然后才进行下一步施工。螺旋钻孔灌注桩是目前较为先进的施工工艺,相对于其他同工种施工机械来说,其噪音小,对地基的扰动范围也较小,因此,比较合适在这种施工条件下作业。
(2)预应力锚索张拉。由于开挖深度达到9 m,为了确保基土不受扰动而影响到周边的建筑,排桩都配以预应力锚索进行张拉,确保基坑开挖后,所有的排桩不会发生位移。
(3)锚杆支护。南、西、北3面的楼房相对离本工程基坑较远,受到影响较小,从成本角度考虑,没有做排桩支护的必要性,但为了保证规划路和城市主干道不出现塌陷,必须采取相应的防护设施。经论证,采用了深锚杆支护施工。
(4)土钉墙支护。由于是深基坑,需要分层、分段开挖,且基坑使用分期开挖的施工方案,设计施工周期为1年,因此必须要做土钉和配有钢筋网的喷射混凝土面层保护。
5 技术要求
5.1 钻孔灌注桩
(1)钻孔灌注桩桩身直径为800 mm,桩间距为1 200 mm,冠梁高度为600 mm,宽度为1 000 mm。
(2)桩身、冠梁、腰梁均采用C25砼、HRB335钢筋,支护桩砼保护层厚度为45 mm,冠梁及腰梁砼保护层厚度为25 mm。
(3)钢筋笼受力筋为20Φ20 mm,加劲箍为Φ14 mm@2000 mm,螺旋箍为Φ10 mm@150 mm。桩梁的受力钢筋采用双面焊接,接头必须错开,且在45 d范围内不超过钢筋数量的50%。
5.2 预应力锚索
(1)预应力锚索的钻孔直径为130 mm,分2层对支护桩进行张拉,第一道从冠梁穿过,锚索的贯入深度L=25 000 mm,第二道贯入深度L=23 000 mmm。
(2)锚索使用3Φ15.24 mm,抗拉强度达到fptk=1 860MPa的钢绞线,隔离架和配扩张环配合使用,灌注材料为1:1的C45水泥砂浆,灌注压力不低于0.4 MPa;锚具采用OVM15型锚具,锚板为δ12 mm@200 mm×200 mm,腰梁采用2根10#槽钢连接。
(3)锚索采用二次高压注浆,第一次注浆的强度达到5 MPa后,进行第二次注浆,自由段长度为锚固强度和腰梁达到78%的设计强度后,才进行张拉。在上层锚索张拉锁紧之前,严禁进行下层土方开挖施工。
(4)在锚头处局部1 000 mm×1 000 mm范围内加厚喷射砼墙,双向配筋Φ18 mm@100 mm。
5.3 锚杆
(1)锚杆纵向排成6排,预留注浆钻孔径为100 mm。
(2)锚杆采用1Φ20 mm的Ⅱ级钢筋,从上至下贯入深度、间距分别为L=12 000 mm@1 500 mm、L=15 000 mm@1200mm、L=12000mm@1 200mm、L=12000mm@1 500mm、L=12 000 mm@1 500 mm。锚杆上内留500 mm,每隔1 500 mm点焊定位架(托架),基土外露150 mm,加焊120 mm同规格加强短筋,横向焊接2根Φ16 mm的加强筋,长度为60 mm。
(3)锚杆注浆为水泥浆,水灰比例为0.4,采用常压注浆,压力不低于0.35 MPa。
5.4 喷射砼墙
(1)基坑西、南、北面均按8:7的角度放坡,喷射砼墙采用C20细石砼喷射,钢筋网为I级钢,采用单层双向Φ8 mm@200 mm×200 mm。
(2)喷射砼层插入坑底不小于100 mm,坑顶护顶宽1 000mm,整体板厚80～100 mm。
(3)为防止内部渗水,可在砼层上预接4排Φ50 mm@400 mm泄水管,水平间距为3m。在基坑顶和基坑底的边上均布置300 mm×300 mm的排水沟。
(4)在基坑分期中,临时基坑边按10:13放坡,不做锚杆,增加Φ16 mm土钉,规格为L=1 500mm@2000mm×2000mm,内挂钢筋网为单层双向Φ8mm@300mm×300mm。
6 其他技术要点
(1)降水井。在基坑周边布置降水井,第一期21口,第二期16口,第三期21口。每一期的基坑中,均设4口观测井;所有降水井管径统一为200 mm,井深为进入圆砾层100 mm。
(2)基坑上方均做护栏,采用Φ45 mm@2 500 mm脚手架钢管搭设,L=1 200 mm,双排横杆,间距为400 mm。
(3)基坑从基坑中心开始往外渐挖,不得在基坑边5 m内堆放弃土及施工材料。
(4)做好基坑的位移、开裂及周边建筑物、基土的变形测量记录。
(5)各项施工、检测均应按照有关规范、规程严格执行。
7 综述
深基坑支护工作涉及目前几乎所有的支护技术,在本工程的基坑支护设计中,是通过对实地勘察资料的详细了解,充分考虑基坑周边的地理环境和实际建筑物情况,才最终定稿。由于评估充分、设计科学、施工严格,通过综合运用成熟的基坑支护施工技术,成功实现了科学实用、安全可靠、节约成本的预期,在整个工程的建筑过程中,没有观测到位移、下沉或周边建筑物开裂等异常情况。
摘要：一个优秀的基坑支护体系,必定要综合考虑到地质条件及周边地上、地下建筑体的存在,基坑开挖后对其会造成哪些影响,如何防止因基坑垂直开挖导致地面下沉、崩塌或断裂等情况,确保基坑开挖后周边的建筑物及地形地貌能保持原状,然后综合已经成熟的基坑支护技术,逐项细分,既能应对可能会发生的状况,又能合理地节约基坑支护成本。
关键词：基坑支护,分期,开裂,位移,张拉,喷砼
参考文献
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某工程深基坑支护设计 第9篇
某深基坑占地面积约8 000 m2, 开挖深度平均为8.0 m, 局部边坡开挖深度达9.5 m。基坑周围有与本基坑同时开挖的相邻工程的基坑, 且本基坑周边的人行道路面下有供水污水管道、电力、通讯等复杂的城市管网系统, 基坑周边的市政道路担负着正常通车的功能。
2 工程地质水文状况
2.1 地质状况
根据本工程地质勘探资料, 场地内地层由人工填土、淤泥质粉质黏土、黏土以及淤泥质黏土等地层组成, 各土层厚度及物理力学性质略。
2.2 场地自然地面标高及地下水位
场地自然地面标高为3.95 m～3.25 m。地下静止水位一般为0.80 m～1.10 m。
2.3 周边环境
基坑两侧有同时开挖的相邻工程的基坑, 另两侧人行道路面下有复杂的城市管网系统, 尤其西面地下管线密集。
根据以上情况, 基坑支护结构产生变形对基坑周边环境影响为一般, 根据JGJ 120-99建筑基坑支护技术规程基坑侧壁安全等级划分, 本工程基坑安全等级为二级。
3 支护结构选型
基坑开挖深度平均为8 m, 局部最大开挖深度为9.50 m。为保证基坑顺利开挖, 防止在开挖过程中产生的土体位移引起周边建筑物和地下管线的破坏, 应选择合适的基坑开挖支护方案。根据该基坑实际情况, 拟采用水泥土重力式挡墙作为基坑围护结构兼作止水帷幕。
基坑土质为黏土 (淤泥质黏土) , 根据水泥土搅拌桩的特点, 开挖基坑使用水泥土搅拌桩作支护结构是合适的。为了充分利用水泥土搅拌桩组成宽厚的重力式挡土墙, 将水泥土搅拌桩布置成格栅状。为了保证本工程水泥土墙的整体性, 根据地质条件, 规定土体置换率为0.7。基坑有地下管线的两侧采用墙后加设灌注桩的形式, 以减小土体水平变位。
因本工程基坑土质含水量较大, 在水泥土搅拌桩施工时, 加木质素磺酸钙, 以达到减水作用。
4 施工的两个关键要素
由于基坑的地下水较丰富, 必须采用有效的降水方案。同时为确保基坑开挖的安全, 要有合理的监测设计, 这是本项工程施工的两大关键要素。
4.1 降水方案
根据本工程的水文地质条件情况、基坑支护方式等情况综合考虑, 按照JGJ/T 111-98建筑与市政降水工程技术规范第6.2.1条要求:井点降水方法和设备选择, 应根据土层的渗透系数、要求降低水位的深度及工程特点, 作技术经济和节能比较后确定。经比较选用多级轻型井点降水方法, 井点作环状布置, 因基坑宽度大于40 m, 故在基坑内加设井点。由于环圈总长超过100 m～120 m, 按规定, 增设水泵系统抽吸, 并安装闸阀将总管断开。
4.2 基坑开挖监测方案设计
由于基坑自开挖就处于动的状态, 支护结构的受力状态、大小、位移变形都随着开挖深度的增加而增加, 而且由于软土的特殊性, 随着基坑暴露时间越久, 基坑支护体系的位移变形越大, 随时都可能会发生事先估计不到的事故。通过监测, 可以及时掌握降水、基坑开挖及施工过程中支护结构的实际状态及周边环境的变化情况, 做到及时预报, 为基坑边坡和周边环境的安全与稳定提供监控数据, 防患于未然;通过监测数据与设计参数的对比, 可以分析设计的正确性与合理性, 科学合理的安排下一步工序, 必要时可及时修改设计, 使设计更加合理, 施工更加安全, 做到工程可预控性;通过信息反馈, 总结工程经验, 促进基坑工程技术的进步。故进行基坑施工监测是很有必要的, 对于软土基坑更是如此。另外通过施工监测的结果, 可以指导现场施工, 确定和优化施工参数, 进行信息化施工。
基坑施工监测项目包括周边环境监测、支护结构变形监测, 以及周边建筑物、重要道路及地下管线等保护对象进行系统的监测。本工程基坑施工监测项目如下:
1) 支护结构顶部变形 (位移、沉降) ;
2) 基坑周边主要道路的沉降;
3) 管线的水平位移、沉降;
4) 地下水位变化监测。
本工程基坑安全等级为二级。基坑变形的监测控制按表1控制。
4.2.1 监测点布置
支护结构顶部变形 (位移、沉降) 观测点布置:顶部变形观测采用经纬仪进行观测, 基坑支护四边支护结构各设3个观测点。
基坑周边主要道路的沉降观测点布置:基坑外围主要道路分布于基坑南面及西面, 西面道路监测点布置5组, 监测点间距为15 m;南面道路监测点布置6组, 监测点间距为15 m。
管线的水平位移、沉降观测点布置:本工程基坑外围管线水平、沉降观测标志布置在管道上, 采用抱箍形式固定在相关管道上, 西面管线监测点布置5组, 监测点间距为15 m;南面管线监测点布置6组, 监测点间距为15 m。
地下水位变化监测点布置:采用电测水位计进行, 沿基坑外围水泥搅拌桩格栅内及基坑内三个不同标高地面布置, 共14个观测孔。水位观测孔的孔底标高根据位置不同而相应改变。水位观测孔系采用直径为50 mm的硬性聚氯乙烯塑料管。
4.2.2观测时间的确定
监测时间、频率, 一般应根据不同的施工阶段不同工况和监测项目确定。基坑工程监测一般分两个阶段:第一阶段为基坑开挖至基础底板完成;第二阶段为基础底板完成至地下室结构出±0.000后回填土。基坑开挖第一阶段, 一般应每天监测一次。如工况不变, 监测数据较稳定时, 可以适当降低监测频率, 为每周三次左右;当监测值达到报警值或变化速率加快或出现危险事故征兆时, 应增加观测频率。第二阶段, 监测频率可适当降低。
5结语
1) 作为二级基坑, 本项工程的开挖采用水泥土重力式挡墙作为基坑围护结构是可行和合理的, 并且也是较经济的支护方案;
2) 本项工程地下水比较丰富, 必须采用有效的降水方案, 经比较计算, 采用轻型井点降水方法是合理的, 井点的数量和布置方案是较优的, 地面的排水方案也是较合理的;
3) 基坑在施工开挖过程中, 必须保证安全, 所以必须设计合理的监测方案, 并且根据监测结果可以随时调整开挖方式, 优化施工参数, 做到信息化施工, 本次基坑开挖的施工监测设计是合理的, 观测的频率应根据现场施工的情况进行调整, 做到能正确指导开挖施工。
参考文献
[1]JGJ 120-99, 建筑基坑支护技术规程[S].
[2]GB 50007-2002, 建筑地基与基础设计规范[S].
浅谈深基坑支护模式 第10篇
1 基坑支护结构方式
基坑支护结构方式有板桩、灌注桩、深层搅拌桩、地下连续墙4种常见模式。
1.1 板桩支护
板桩可用于抵抗土和水产生的水平压力, 既挡土又挡水 (连续板桩) 。当开挖的基坑较深, 地下水位较高且有可能发生流沙时, 如果未采用井点降水方法, 则宜采用板桩支护, 使地下水在土中渗流的路线延长, 降低水力梯度, 阻止地下水渗入基坑内, 从而防止流沙产生。在靠近原建筑物开挖基坑 (槽) 时, 为了防止原有建筑物基础下沉, 通常可采用板桩支护。板桩的常用种类有木板桩、钢筋混凝土板桩、钢板桩、钢 (木) 混合板桩式支护结构等。
1.2 灌注桩支护
灌注桩支护作为深基坑时的土壁支护结构具有布置灵活、施工简便、成桩快、价格低等优点, 所以发展较快, 应用日趋广泛。灌注桩施工可采用人工挖孔灌注桩、干挖灌注桩、钻孔 (泥浆护壁) 灌注桩、螺旋钻孔灌注桩、沉管灌注桩等。
1.3 深层搅拌桩支护
深层搅拌桩是加固饱和软黏土地基的一种方法, 它利用水泥、石灰等作为固化剂, 通过深层搅拌机械就地将软土和固化剂 (浆液) 强制搅拌, 利用固化剂和软土间所产生的物理—化学反应, 使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基。当用作支护结构时, 可作为重力式挡土墙, 利用其自身重量挡土, 同时, 连续搭接形成的连续结构可兼作止水结构。
1.4 土层锚杆
当基坑开挖深度过大时, 可能造成悬臂式支护结构变形过大或所需截面过大而不经济, 此时通常采用支撑或土层锚杆来防止支护结构变形过大并改善其受力状况, 降低造价。
1.5 地下连续墙
地下连续墙是近几十年来在地下工程和深基础工程中发展起来并应用较广泛的一项技术。近年来, 高层建筑、地铁及各种大型地下设施日益增多, 其基础埋置深度大, 再加上周围环境和施工场地的限制, 无法采用传统的施工方法, 地下连续墙便成为深基础施工的有效手段。地下连续墙可以作为深基坑的支护结构, 亦可以既作为深基坑的支护结构又作为建筑物的地下室外墙, 后者更为经济。我国的广州白天鹅宾馆、花园饭店;北京的王府宾馆;上海的金茂大厦、国际金融中心, 地铁1号、2号线的各车站等基础工程和地下工程有效地采用了地下连续墙。地下连续墙的优点:刚度大, 既挡土又挡水, 施工时无振动, 噪声低, 可用于任何土质, 同时可用于逆作法施工。缺点是成本高, 施工技术复杂, 需配备专用设备, 施工中用的泥浆要妥善处理, 否则有一定的污染性。
2 深基坑支护选择的原则
深基坑在施工过程中, 对支护问题处理不当, 必然会对周围建筑物、市政地下设施造成一定的影响, 使得地下基坑施工不能正常进行, 造成不安全因素及经济上极大的损失。因此, 深基坑支护选择应以“安全、经济、高效”为原则。
3 实践分析
现就我市在即将进行的地下某工程中可能遇到的支护问题及处理方法进行粗浅分析。
某工程, 占地100 m×100 m, 地下开挖深度20 m, 建筑设计为100 m×100 m, 距西边路15 m, 距南边路20 m, 距东边建筑14 m, 场地环境类型按3类考虑, 地基土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋均不具有腐蚀性, 基坑侧壁安全等级为一级, 基坑侧壁重要性系数为1.1。综合考虑周边环境保护要求, 针对场地条件及工程地质条件, 实际提出支护方案, 基坑支护拟采用。
不同的施工方法将产生不同的结果, 也适用于不同地质和使用功能的项目。
主要依据:地面无交通要求, 是平坦的广场;工程要求较快施工, 因而适合大开挖方案;由于基坑支护造价较高, 可采用结构支护方案;采用部分逆作法完成基坑支护;要求基坑安全且经济。
由于基坑支护造价较高可采用结构支护方案, 采用部分逆作法完成基坑支护, 逆作部分可大大降低基坑支护的造价, 以达到安全支护的目的, 同时又能完成大部分结构体系, 顺作部分可加快施工周期, 因而达到施工快的目的。顺逆作工序可通过施工组织设计达到有些工况可同时进行, 达到安全、经济、快速的结果。
模式1:钢筋混凝土地下连续墙与主体结构共同作用正逆作法结合施工。
钢筋混凝土地下连续墙设计厚为800, 深28 m。 墙段宽度3.5 m～5.5 m (根据施工机具确定) 。采用气举反循环工艺施工。在层高处预留钢板以便进行钢筋混凝土腰梁和连接主体结构梁板, 槽段凹凸槽口连接。连接处又在施工中或主体结构竣工后, 附加内衬连接, 连接宽度为1 000 m。
自钢筋混凝土地下连续墙向内侧三排柱采用钢筋混凝土立柱桩, 桩长28 m, 桩径800, 随开挖过程按照设计工序与连续墙按照主体结构施工图连接 (逆作法施工) 。其余框架主体结构待周围逆作法施工完毕后自基础底面正作法施工至地面。
模式2:钻孔排桩+内支撑为基坑支护结构。
综合考虑周边环境保护要求, 场地条件及工程地质条件, 基坑拟采用钻孔排桩+内支撑为基坑支护结构, 利用部分逆作法施工的地下1层、地下4层楼板为钻孔排桩提供侧向水平支撑, 以达到控制支护结构的水平位移, 减少钻孔排桩桩身内力的目的地下1层以上范围采用土钉墙的支护方式以节省投资, 另外, 为方便施工, 尽量减少逆作法施工的工程量, 结合本工程地下室平面尺寸接近正方形的结构特点, 在地下室的中间范围留出一个直径约73 m的范围, 此范围的基础、柱、梁板均按正作法施工。
摘要：结合工程实践, 介绍了基坑支护的结构形式, 提出了深基坑支护选择的原则, 通过工程实例分析了基坑工程中可能遇到的支护问题及处理方法, 以积累深基坑支护经验, 保证工程施工的顺利进行。
关键词：深基坑,支护,模式,原则
参考文献
[1]赵文缙, 应惠清.建筑施工[M].上海:同济大学出版社, 2000.
[2]郭正兴.土木工程施工[M].南京:东南大学出版社, 2001.
建筑深基坑支护施工技术 第11篇
【关键词】建筑工程;深基坑;支护技术
1.深基坑工程施工特點
基坑工程是基础和地下工程施工中和一个传统课题,也是一个综合性的岩土工程难题,既涉及土力学典型强度问题和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的环节，而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键。为了设置建筑物的地下室需要开挖深基坑，所以深基坑开挖只是深开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。
目前，我国深基坑工程施工有下述特点：
基坑深度不断增加。为了使用方便、节约土地，为了符合城市管理规定及人防需要等，建筑不断向地下发展。过去建1～2层地下室，在大城市也不普遍，中等城市则更为少见。现在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已经很平常，5～6层也很多见。因此，基坑开挖深度多在10m～16m之间，深度在20m左右的也很多。
建筑工程地质条件越来越差，基坑周围环境复杂。在某些沿海经济开发区，建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中，高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而一般情况下，这些地方的原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。基坑支护方法多。现在，深基坑支护的方法越来越多，如混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等，还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护。
2.深基坑支护技术要求
因此，在具体的工程实践中，科学设计和处理深基坑支护结构，并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。工程深基坑支护结构的作用是在基坑挖土期间挡土又挡水，以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行，并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支护结构一般是临时性结构，基础施工完毕后，也就失去作用。一些支护结构（如钢板桩、型钢支护木挡板等）可以回收重复利用。更多的支护结构就永久埋在地下，其中有部分（如特殊用途的地下连续墙）在基础施工完毕后也考虑作为永久结构物的一个组成部分。因此，支护结构既要确保基础安全、顺利地施工，又要考虑方便施工、经济合理。深基坑支护的基本要求是：
技术先进，结构简单，受力可靠，确保基坑围护体系能起到挡土作用，使基坑四周边坡保持稳定；确保基坑四周相邻建(构)筑物，地下管线、道路等的安全，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，不因土体的变形、沉陷、坍塌或位移而受到危害；通过排水、降水、截水等措施，使基础施工在地下水位以上进行；经济上合理，保护环境，保证施工安全。
施工监测内容：地下水位、邻近建筑物和道路的水平位移、支护结构水平位移及坡顶沉降，预应力锚杆的预应力监测。在支护施工阶段，要每天监测1次，在完成坑开挖，变形趋于稳定的情况下，可适当减少监测次数，直到支护退出工作为止。在施工开挖过程中，基坑顶部的侧向位移与当时的开挖深度之此，如超过2%-5%数值时，应密切加强观察并及时对支护采取加固措施。当发现基坑顶位移超标，地面裂缝较大时，土钉墙部分应采用加密土钉或打预应力土钉的方法解决，桩锚支护部分采用补打锚杆的方法补救，严防事态扩大。
3.深基坑支护技术应用
3.1工程概况
某经济开发区分为生产区、动力区及辅助区、厂前区三个区域。各区内主要拟建物有:熔铸车间、板带车间、试验室、机修车间、制箱车间、净循环水泵站、浊循环水泵站、废水处理站、锅炉房、综合仓库、办公楼、职工倒班宿舍、职工食堂及浴室、生活污水处理装置、大门等。本次基坑围护仅针对板带车间。基础呈320m ×186m 长方形,面积约60000 h 左右。业主要求,基坑围护对象为相对标高在- 6. 50m 以下基础承台,因此整个场地分为三个小基坑。本工程±0. 00 相当于绝对标高+ 36. 00m。根据岩土工程勘察报告,拟建场地为整平后的空地,地势较平坦,自然地面绝对标高按34. 90m 考虑,即相对标高- 1. 10m。基坑承台底标高为- 7. 50m～ - 11. 50m ,承台垫层厚100mm ,按承台垫层底考虑。基坑总周长约800m 。
场地工程地质条件:根据地质报告,本区地形较平坦,浅层土为第四系全新统沉积土,主要由粉土、粘性土组成,厚度10m左右,其下为晚更新统沉积的粘性土、粉土等。
3.2支护桩的施工
3. 2.1三轴水泥土搅拌桩
⑴水泥搅拌桩采用P.042.5 级普通硅酸盐水泥,新鲜、干燥,无结块现象,水泥掺入比20 % ,水灰比1.7 ;搅拌桩28d 抗压强度不低于1.0MPa 。
⑵水泥搅拌桩搅拌头直径为850mm ,间距1200mm ,桩位误差不超过5cm ,桩头直径误差不超过1cm;垂直度偏差不超过0. 5 %。
⑶搅拌桩应连续施工,相临桩施工间隔不超过12h。
⑷搅拌桩垂直度偏差不大于1.0 %。
⑸搅拌桩提升速度不能大于1m/ min ,保证搅拌均匀。
⑹钻进时注浆量一般为额定浆量的70 - 80 % ,桩顶3m 区域应进行复搅。
⑺施工冷缝采取外包一幅。
⑻泥土搅拌桩施工后随即插H 型钢,型钢表面涂抹减摩剂。
⑼其他未尽事宜参考相关规范执行。
3.2.2加筋水泥土锚桩
⑴钻进速度严格要求在0. 3～0. 5m/ min ,回转速度20～50r/min ,防止速度过快引起旋喷搅拌不均匀,浆液过少。
⑵注浆用水、水泥及其添加剂应注意氯化物与硫酸盐的含量,以防对钢绞线的腐蚀。
⑶施工前应根据设计要求和土层条件,选择合理的施工工艺。
⑷钢绞线应除油污、除锈,严格按设计尺寸下料,每股长度误差不大于50mm。钢绞线应该按一定规律平直排列。
⑸注浆材料应根据设计要求确定。
⑹张拉前,应对张拉设备进行标定。锚固体养护时间应不少于72 小时,方可进行张拉。
张拉应按一定程序进行,锚桩张拉顺序,应考虑邻近锚桩的相互影响。
⑺施工参数:
①钻杆的钻进速度(0.3～0.5m/ min) ,退出速度(0.5～0.6m/ min) ;②钻杆(轴)的回转速度(20～50r/ min) ;③施工桩径(450mm、500mm) 、水平间距(1500～2400mm) ;④锚长(以设计长度为主) ;⑤水泥浆液配合比:水泥:水=1:0.55;⑥灰浆搅拌机内每次投入量:水泥量+水量=0.25t +0.1375 或0.25t ;⑦每根锚桩水泥浆液用量(每米水泥用量是50～75kg) 。
3.3基坑土方开挖
土方开挖由专人指挥，采取分层分段对称开挖，每层开挖长度不起过20米。下层土在上层土钉墙及喷锚网支护施工完毕一天后，才可继续开挖。并严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。当挖至标高接近基础底板标高时，边抄平边配合人工清槽，防止超挖，并按围护结构要求及时修整边坡及放坡，防止土方坍塌。桩体周围300土方采用人工清理，然后用挖机带走。
4.结束语
基坑工程是岩土工程中一个新的领域,本文对20 世纪基坑工程的兴起和发展作了简要回顾,对基坑支护的现有结构类型进行了分类,重点对基坑工程中目前存在的一些主要问题作了详细的讨论。相信在将来的工程实践中,随着理论的发展和技术的进步,基坑工程技术水平将不断提高和发展,以满足现代化建设的需要。■
【参考文献】
土钉深基坑支护技术 第12篇
河南省济源市中水回用工程的清水池位于河南省济源市污水处理厂一期东邻, 基坑下口长51.5m, 宽19.1m, 上口长58.5m, 宽26.1m, 基坑深度7.5m。
1 场地地质条件
基层场地土层分析:1) 杂填土层, 平均厚度1.78m, 褐黄色, 土质不均匀, 局部夹薄层粉质粘土或粉砂;2) 粉细砂, 平均厚度1.64m, 主要成份为石英、长石, 局部为中砂, 偶含砾石;3) 粉质粘土, 平均厚度2.63m, 灰黄色以软塑状为主, 局部可塑或流塑, 偶含蜗牛壳, 局部粉粒含量较高;4) 粉土, 平均厚度0.97m, 灰黄色, 含较多小粒钙质结核, 局部夹薄层砂土;5) 粉质粘土, 平均厚度4.14m, 灰黄色, 可塑, 偶含钙质结核。地下水埋深4.5m, 基坑降水后埋深10m。
2 基坑周围环境
基坑东面5m为围墙, 北面距在建变配电间、送水泵房仅2m, 西面距5m为施工通道, 要通行重型混凝土罐车, 南面为拟建转盘式微过滤器池、紫外线消毒池。
3 支护方案
基坑北侧的变配电间、送水泵房距清水池开挖边线2m, 且变配电间独立柱基埋深仅1.5m, 西侧为重型施工车辆通道, 东南侧场地狭小, 不具备放坡条件, 根据工程地质、水文地质条件及地区实践, 经专家评审, 采用土钉支护方案。
3.1 土钉
土钉上下4排, 土钉间距1.5m×1.4m, 土钉长度10.5m, 土钉配筋Φ22的螺纹钢, 孔径100㎜.
3.2 钢筋网
钢筋网按直径6㎜, 间距200, 纵横布置, 纵向钢筋一直拉到地面至坑边1.5 m范围内, 用12钢筋砸入地面下固定纵向钢筋, 网筋之间用扎丝扎牢, 挂于基坑上。
3.3 土钉加强筋
将土钉端部伸出孔口的一端弯折, 用Φ12的圆钢焊接。
3.4 喷锚混凝土
厚度为100㎜。
3.5 翻顶
混凝土面层应向上翻过边坡顶1.2 m, 并高出地面50㎜～100㎜。
4 土方开挖的要求
基坑土方开挖应分层开挖, 每层开挖深度不大于2m, 长度不大于20 m, 最大限度地减少对支护土层的扰动, 严禁边壁出现超挖或边壁土体松动, 坡面经机械开挖后采用小型机械或钢钎进行清破, 以使坡度及坡面平整度达到要求。
5 支护施工
土钉施工工艺流程:挖土→修坡→土钉定位→成孔→制安土钉→配制、灌注砂浆→绑扎钢筋网片→焊接加强筋及井字钢筋→配制混凝土→喷射混凝土→下层开挖。
土钉支护按设计要求自上而下分段分层进行, 逐层逐段开挖, 逐层支护。土方每层的开挖深度需与土钉布置深度相适应 (一般为土钉布置深度下0.5m) , 开挖坡面后加紧支护施工, 一层喷锚支护施工结束, 切忌立即向下开挖, 应养护1～2d才能向下开挖。
土钉成孔100㎜, 孔距纵向1.5m, 横向1.4m, 土钉成孔采用洛阳铲, 倾角1°。成孔后及时将土钉送入土中。推送土钉前, 应对孔进行检查, 若发现有碎土、杂物及泥浆及时清理, 推送过程中切勿转动土钉, 防止土钉插入孔壁土体。
注浆采用孔底注浆法。在距孔口200㎜～300㎜处设一止浆塞, 通过止浆塞上将注浆管插入到孔底250㎜～500㎜处, 边注浆边向孔口方向拔管, 直至注满或排气管停止排气为止。放松止浆塞, 将注浆管与排气管拔出, 用水泥浆填充孔口。注浆材料选用32.5水泥, 水灰比0.450.5, 注浆压力保持在0.4～0.6。
绑扎钢筋网, 钢筋按直径6间距200㎜纵横布置, 钢筋网片绑扎而成, 铺设钢筋网时每边搭接长度不小于200㎜。网于网之间用12钢筋 (长500㎜, 间距200㎜梅花状布置) 钉牢, 土钉钢筋通过井字加强筋直接焊接在钢筋网上。钢筋网与坡面之间要留一定的间隙 (一般为30mm) 。
喷射混凝土的配合比通过试验确定, 粗骨料粒径不大于12㎜, 喷射顺序应自下而上, 喷射时应控制用水量, 使喷射面层无干斑或流移现象。
为保证喷射混凝土厚度均匀, 在边壁上隔一定距离打入垂直短钢筋作为厚度标志, 喷射混凝土时, 喷枪应与受喷面垂直, 与受喷面间隔保持在1m～1.2m为宜, 防止因间隔过大而影响受喷面混凝土的密实度, 间隔过小而造成过多的骨料反弹而丧失。喷射机的工作风压为0.12～014MPa, 喷嘴处的水压为0.15MPa, 确保锚喷厚度100㎜。
喷射混凝土终凝2h后, 应喷水养护, 养护时间宜为3～7d。
6 排水设施的设置
水是土钉支护结构最为敏感的问题。在施工前即已作好基坑降排水工作, 沿基坑周围设六眼降水井, 并将喷射混凝土面层延伸到基坑周围地表, 构成喷射混凝土护顶, 防止近处的地表水向下渗透, 同时沿基坑边地面加高, 防止地表水流入基坑内。在基坑底部射排水沟, 将流到排水沟里的水通过集水井排到基坑外。
7 基坑监测
在基坑支护过程中, 建立了监测系统, 进行全过程跟踪监控, 每隔5m布设一个仪器检测点。施工监测内容包括水平位移监测、沉降观测、基坑隆起观测、外观巡视和裂缝观测。