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深基坑支护常用的支护方法

现阶段,我国深基坑支护常用的支护方法有哪些?如何选择合适的深基坑支护方式呢?深基坑的定义: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。

小编通过相关内容梳理,深基坑支护常用的支护方法内容如下:

1、锚喷支护:这是几种技术相似的支护方式的统称,它包括锚喷支护、喷射混凝土支护、锚、喷联合支护以及锚、喷与钢筋网联合支护。

2、排桩支护:排桩支护是指将柱列式间隔布置的钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。

3、地下连续墙:地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构,又是拟建主体结构的侧墙,如支撑得当,且配合正确的施工方法和措施,可较好地控制软土地层的变形。在基坑深(一般h>10m)、周围环境保护要求高的工程中多采用此技术。

现今地下连续墙施工主要有三大成墙工艺,即等厚度水泥土地下连续墙(TRD工法)、超深多轴水泥土搅拌桩(SMW工法)和水泥土地下连续墙基坑止水帷幕(CSM工法)。另外还有两种:旋挖钻机引孔成槽技术和液压抓斗施工工艺,由于成槽难度较大,在地下连续墙施工中应用已渐少。

1)TRD工法:全称等厚度水泥土地下连续墙工法,首创于日本,由其生产的TRD工法机进行施工。它的工作原理是将满足设计深度的附有切割链条以及刀头的切割箱插入地下,在进行纵向切割横向推进成槽的同时,向地基内部注入水泥浆已达到与原状地基的充分混合并凝固,从而形成地下连续的墙体。这样连筑而成的墙体具有垂直精度高、无接缝、等厚度、挡土和防渗等优点,如在浇注时插入工字钢芯材,还可将连续墙作为承重墙使用。

2)SMW工法:SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H型钢,亦有插入拉森式钢板桩、钢管等),将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。SMW工法连续墙在近年应用以来,普遍认为其性能良好,造价适宜。SMW工法常用的是三轴型钻掘搅拌机,现在已朝着多轴方向发展。目前我国已能生产。

3)CSM工法源于德国宝峨公司双轮切铣技术,它是结合现有液压铣槽机和深层搅拌技术进行创新的岩土工程施工新技术。通过对施工现场原位土体与水泥浆进行搅拌,可以用于防渗墙、挡土墙、地基加固等工程。与其他深层搅拌工艺比较,CSM工法对地层的适应性更高,可以切削坚硬地层(卵砾石地层、岩层)。

双轮铣槽机设备(以宝峨双轮铣为例)主要由三部分组成:重设备、铣槽机、泥浆制备及筛分系统等。主要工作部位为铣刀架,高12m、重36t带有液压和电气控制系统的钢制框架,下部安装3个液压马达,水平向排列,两边马达分别驱动两个装有铣齿的铣轮。铣槽时,两个铣轮低速转动,方向相反,其铣齿将地层围岩铣削破碎,中间液压马达驱动泥浆泵,通过铣轮中间的吸砂口将钻掘出的岩渣与泥浆混合物排到地面泥浆站进行集中除砂处理,然后将净化后的泥浆返回槽段内,如此往复循环,直至终孔成槽。

4、桩锚支护:桩锚支护结构中预应力锚杆分为自由段和锚固段,通过施加锚杆预应力加强基坑边壁稳定性,锚杆预应力直接作用于排桩上,使基坑侧移受到限制;土钉支护结构中土钉全长锚固,通过基坑边壁侧移以部分释放土压力,并使土钉产生拉力,优势滑裂面前后土钉拉力平衡并直接作用于土体,限制土体边壁的继续变形,形成基坑边壁的支护结构。因此桩锚与土钉是两种受力机理不同的支护结构,将土钉与桩锚作为一个整体共同抵抗荷载和变形,关键是土钉和桩锚支护结构的选型设计,通过受力变形分析合理决策联合支护结构,使二者均能充分发挥其技术优势。桩锚支护的一般设计步骤为:(1)选择支护桩类型和锚杆层数,即支护方案设计;(2)初选支护结构各细部尺寸和材料参数,即细部结构设计;(3)进行计算分析,包括桩的嵌固深度验算、锚杆承载力验算、桩身内力计算、配筋计算等,通过计算对各细部初选参数做出修改和调整。

深基坑支护常用的支护方法选择:

从技术角度上讲,支护方案的选择不仅要求保证边坡的稳定,而且要满足变形控制的要求,以确保基坑周围的建筑物、道路等的安全。

基坑支护形式的合理选择,是基坑支护设计的的首要工作,应根据地质条件,周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等因素,通过综合评判来加以选择。一般当地质条件较好,周边环境要求较宽松时,可以采用柔性支护,如锚喷支护、土钉墙等。锚喷支护早应用于地下岩石工程,到上世纪中期,随着土层锚杆的出现和发展,使它作为一种支护形式慢慢发展起来。建于70年代的北京国际信托大厦的基坑工程就是应用的土层锚杆,如今在许多土质条件较好的地方已被广泛采用。据北京地区统计,采用土层锚杆与挡土结构物联合支护的占62%,沈阳地区近几年施工的深基坑,几乎都采用土层锚杆与挡土结构联合支护的方式,而在大连市,近年还出现了不少单独采用锚喷支护的基坑;当周边环境要求较高时,应采用较刚性的支护型式,以控制水平位移,如排桩或地下连续墙等。同样,对于支撑的形式,当周边环境要求较高而地质条件较差时,如采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全,故应采用内支撑形式为好;当地质条件特别差,基坑深度较深,周边环境要求较高时,可采用地下连续墙加逆作法这种强的支护方式。基坑支护重要的首先是要保证周边环境的安全,然后再充分考虑建筑物自身的安全。

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