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1、7基坑支護(hù)工程7.1概述7.1.1支護(hù)的目的與作用1、基坑支護(hù)的目的(1)確?;娱_挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工安全、順利;(2)確保基坑臨近建筑物或地下管道正常使用;(3)防止地面出現(xiàn)塌陷、坑底管涌發(fā)生。2、基坑支護(hù)的作用擋土、擋水、控制邊坡變形。3、基坑工程的基本技術(shù)要求(1)安全可靠性;(2)經(jīng)濟(jì)合理性;(3)施工便利性和工期保證性。7.1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件(1)無圍護(hù)放坡開挖;(2)樁墻支護(hù):它由樁墻結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成,樁墻結(jié)構(gòu)有鋼板樁、板樁墻、灌注樁排、地下連續(xù)墻;支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有內(nèi)支撐式、外拉錨桿式、地面錨定式、無錨式等。(3)重力式支護(hù)結(jié)
2、構(gòu):軟土地基可用深攪樁、旋噴樁、樹根樁等形成重力式的擋土結(jié)構(gòu)。(5)開槽施工法:與中央開挖施工法施工正好相反,先在坑內(nèi)周邊挖槽,用內(nèi)支撐板樁墻法修筑周邊的基礎(chǔ)工程,形成一道重力式擋土墻,再挖除擋土墻內(nèi)的全部土體,構(gòu)筑中央部分的基礎(chǔ)工程。(6)墻前被動區(qū)土體加固法:對于軟土地基深大基坑,為控制擋墻側(cè)向位移,降低護(hù)樁的入土深度,在基坑開挖前用深攪樁、旋噴法對墻前土體進(jìn)行加固,加固深度3~6m,寬度5~9m。7.1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件(4)中央開挖施工法:先施工基坑四周排樁,樁內(nèi)放坡開挖后施工中央部分基礎(chǔ)工程,待完工后再挖除排樁內(nèi)側(cè)土體,邊挖邊用支撐桿
3、將支護(hù)排樁與中央部分基礎(chǔ)工程支撐起來,最后再施工周邊基礎(chǔ)工程。7.1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件(7)逆作法;(8)沉井法;(9)土釘墻支護(hù);(10)組合型支護(hù)。兩種以上的支護(hù)方法組合起來使用,既能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全又降低成本。如上部放坡,下部樁墻錨桿支護(hù);錨桿與土釘組合;深攪樁與灌注樁排組合;深攪樁中打入H鋼樁組合支護(hù)等。7.1.3支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇根據(jù)場地、地層、基坑深度、設(shè)備等條件選擇支護(hù)的方法,并力求做到支護(hù)方案的優(yōu)選及設(shè)計計算的正確,具體參考建議:(1)粘性土、粉質(zhì)粘土等強(qiáng)度較高的地基,當(dāng)基坑深度H<6m時,放坡開挖或懸臂樁(單、雙排)墻支護(hù);
4、當(dāng)H>6m時,用土釘支護(hù),若地下水位高,進(jìn)行降水或施工防滲墻配合來土釘使用;也可采用錨桿樁墻支護(hù)的方案,錨桿層數(shù)不宜超過四層。(2)淤泥質(zhì)或飽和粘性土等軟弱地基,當(dāng)H<7m時,且只考慮邊坡穩(wěn)定時,優(yōu)先選用水泥土攪拌樁等重力式支護(hù)方案;當(dāng)基坑較深時,可采用地下連續(xù)墻內(nèi)支撐支護(hù)的方案或逆作法施工。(3)對于松散的砂土層或粉細(xì)砂土層,可用化學(xué)注漿加固與樁墻支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方案;其次為土釘支護(hù)及地下連續(xù)墻的施工方案,也可考慮用插筋補(bǔ)強(qiáng)及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹根樁的支護(hù)方案。7.1.3支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇(4)對于防滲止水要求嚴(yán)格的基坑工程,護(hù)樁間土體宜采用高壓旋噴(或定噴、擺
5、噴)注漿進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)加固;也可用地下連續(xù)墻(內(nèi)支撐、逆作法)或沉井法施工的方案。(5)為節(jié)約投資,基坑較深時應(yīng)多采用組合式的支護(hù)方案,對于直立性較好的土體,上部放坡開挖(坡深3~4m),下部樁墻支護(hù),以減少錨桿層數(shù);亦可采用土釘與錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案。(6)對于大型基坑(平面尺寸及深度都較大)工程,可采用中央開挖施工法、開槽施工法等支護(hù)方案;每個邊坡的支護(hù)方法可以不同。7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力及破壞形式7.2.1支護(hù)板樁的受力性狀(1)懸臂式板樁:插入土體部分視為固定端,上部為自由端;即看作懸臂梁結(jié)構(gòu)。(2)淺埋單錨式板樁:插入土體部分視為固定鉸,上部錨拉作
6、用點為活動鉸;即看作簡支梁結(jié)構(gòu)。(3)深埋單錨式板樁:插入土體部分視為固定端,上部錨拉作用點為活動鉸;即看作靜不定梁結(jié)構(gòu)。(4)多層錨拉式板樁:插入土體部分視為固定端,上部各個錨拉作用點為活動鉸;即看作連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。7.2.2支護(hù)板樁的側(cè)向土壓力計算1、側(cè)向土壓力計算模式關(guān)于基坑樁墻側(cè)向土壓力計算模式很多,主要采用的有以下兩大類:(1)以Rankine、Coulomb等理論公式計算的土壓力;使用時應(yīng)注意地基土的c、φ的取值。計算時還應(yīng)考慮地面荷載、地面不規(guī)則幾何形狀等對樁墻側(cè)土壓力的影響。土壓力與水壓力可分開計算,也可合并計算;合并計算時地下水以下土的重度
7、取飽和含水重度,降水后土層按稍濕狀態(tài)考慮。對于粘性土,可忽略粘聚力,適當(dāng)增加內(nèi)摩擦角來計算。(2)由土壓力計等測定換算的實測值為基礎(chǔ)的土壓力分布模型(圖示法)或側(cè)壓系數(shù)法,亦稱用表觀土壓力系數(shù)計算的土壓力,圖示法中采用較多的是Terzaghi-Peck所建議的土壓力分布模型法。7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力及破壞形式砂土軟——中硬粘土硬粘土7.2.2支護(hù)板樁的側(cè)向土壓力計算2、基坑底樁前土壓力計算取值基坑底樁前土抗力常采用的是Rankine公式計算,由于計算出來的被動土壓力是以極限狀態(tài)為前提的,當(dāng)被動土壓力達(dá)到理論計算值時,其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形位移將很大,一般達(dá)到坑深
8、或樁墻高度的5%,這么大的變形位移是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所不能允許的。因此,對于基坑支護(hù)