8种基坑支护方式,常见的8类基坑支护类型是什么(六种基坑支护类型简介)
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1、六种基坑支护类型简介,一看就懂
基坑支护工程是指在基坑开挖时,为了保证坑壁稳定,保护主体地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。一般基坑支护形式的选取主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境(邻近既有建构筑物、市政道路、管线)、场地水文地质条件、项目工期要求等因素,应综合分析合理选取。
一般同等条件下支护形式的造价从低至高依次为:放坡开挖<土钉墙(复合土钉墙)<水泥土重力式挡墙<型钢水泥土搅拌墙(SMW工法)<排桩<地墙。
一、放坡开挖
图 1 放坡开挖实景照
1、坡率应根据土层性质、挖深确定,挖深大于4m应采用多级放坡,多级放坡应设置平台;土质条件较好的地区,应优先选用天然放坡;软土地区大面积放坡开挖的基坑,边坡表面应设置钢筋网片护坡面层;
图 2 多级放坡示意(注:开挖面在地下水位之下需要设置降水井)
2、若开挖面在地下水位之下,坡顶和平台处应采取井点降水措施,提高坡体稳定性;坡顶设置挡水坎或排水沟,防止坑外积水流入坑内,侵蚀坡体;
3、坡脚附近如有局部深坑,坡脚与局部深坑的距离应不小于2倍深坑落深,如不能保证,应按深坑的深度验算边坡稳定。
二、土钉墙(复合土钉墙)
若场地条件限制无法满足大放坡开挖的需要,可采用土钉墙支护,减少放坡范围。
图 3 土钉墙实景照
1、土钉形式有钢管土钉和钢筋土钉,坡面采用钢筋网片喷射混凝土面层;
2、当土钉墙后存在滞水时,应在含水层部位的墙面设置泄水孔或采取其他疏水措施,减小墙背后的水压力,提高土钉墙稳定性;
3、当采用预应力锚杆复合土钉墙时,预应力锚杆应采用钢绞线锚杆,且锚杆应布置在土钉墙的较上部位;当用于增强面层抵抗土压力的作用时,锚杆应布置在土压力较大及墙背土层较软弱的部位。
三、 水泥土重力式挡墙
图 4 水泥土重力坝实景照
1、重力式挡墙形式:一般选用双轴或三轴水泥土搅拌桩,搅拌桩可按搭接施工,搭接长度控制在150mm~200mm,挡墙顶面宜设置混凝土面板;
2、一般土层条件下,搅拌深度小于16m的应优先选用造价更低的双轴,超过16m的应选用三轴,遇到淤泥等软弱土层,水泥掺量适当提高;
3、水泥土搅拌桩应按格栅布置,建议格栅布置形式如图所示(以双轴为例)。
图 5 双轴搅拌桩重力式挡墙平面布置示意图
四、型钢水泥土搅拌墙(SMW工法)
图 6 SMW工法实景照
1、一般选用双轴或三轴搅拌桩,搅拌桩兼作止水帷幕应按套打一孔施工,确保止水效果;
2、一般型钢租赁期应控制在6个月以内,当租赁期超过6个月,型钢租赁成本较高,目前租赁市场主要型钢类型为H400×400、H500×200、H700×300、H800×300等,可选用插一跳一、插二跳一、密插形式,墙体刚度依次增强;
图 7 型钢布置形式
3、型钢应做减小阻摩处理,方便地下室结构完成后型钢拔除回收。
五、 灌注桩排桩围护墙
图 8 围护排桩实景照
1、当基坑开挖面涉及地下水时,应在灌注桩外侧设置隔水帷幕;
2、帷幕选型:若隔水帷幕深度小于16m,建议采用造价较低的双轴;若帷幕深度超过16m或者浅层存在深厚密实砂层,建议采用止水效果更好的三轴;
3、帷幕深度:对于仅需坑内疏干降水的基坑,软土地区粘性土弱透水层中隔水帷幕深度应控制在基坑基底以下6~7m即可(如上海地区项目);若遇粉性、砂性土等(较)强透水层,且含水层厚度适中、底埋深不深,可考虑帷幕隔断该含水层(如南通、武汉沿江地区);若基坑基底承压水稳定性不满足要求需降承压水,且承压含水层厚度不厚、层底埋深不深,隔水帷幕也应尽量隔断承压含水层,以减少降压降水对周边环境的沉降影响;
图 9 不同土层条件止水帷幕剖面示意
4、为避免支护结构的浪费,可利用原本在基坑完成后通常废弃的围护排桩作为正常使用阶段主体地下结构一部分,形成“桩墙合一”,围护桩可承担大部分的土压力,减小地库外墙受力,可有效减小地下室外墙厚度、边桩数量,增大地下室建筑面积,实现节能降耗,具有较好的经济效益。
左 图 10 “桩墙合一”剖面示意图
右 图 11 采用“桩墙合一”地库效果照
六、地下连续墙
软土地区三层地下室以上的基坑采用“两墙合一”地墙较排桩方案较为经济。所谓“两墙合一”即在基坑工程施工阶段地下连续墙作为围护结构,起到挡土和止水的目的;在结构永久使用阶段作为主体地下室结构外墙,通过设置与主体地下结构内部水平梁板构件的有效连接,不再另外设置地下结构外墙。地下连续墙的常用厚度为600mm、800mm、1000mm、1200mm。
左 图 12 “两墙合一”地墙剖面示意图
右 图 13 “两墙合一”地墙实景照
1、地墙两侧应设置钢筋混凝土导墙;
2、当浅层分布有粉性土或砂性土较厚时,地墙两侧可适当采用水泥土搅拌桩进行槽壁预加固。原则上搅拌桩深度只需覆盖粉性土或砂土层即可,避免在无加固条件下进行地墙槽段成槽施工(否则在无槽壁加固条件下进行成槽施工,容易造成地墙充盈系数过大而大量增加混凝土浇灌量,后续超灌混凝土的凿除量较大也会增加成本);
图 14 地墙槽壁加固示意图
3、地墙成槽泥浆护壁:应优先选用自然造浆泥浆护壁成槽,若自然造浆无法满足成槽要求,再选用人工造浆;
4、地墙槽段施工槽段外侧可设置高压旋喷桩进行接缝加强止水,墙内侧应设置扶壁柱、排水沟结合构造砌体墙的防渗构造措施。
2、8种基坑支护方式:常见的8类基坑支护类型是什么
1、放坡开挖
(1)优势:只要求稳定,价钱最便宜。
(2)劣势:回填土方较大。
(3)适用:场地开阔,周围无重要建筑物的工程。
2、围护墙深层搅拌水泥土
(1)深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
(2)优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。
(3)劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。
(4)适用:闹市区工程。
3、高压旋喷桩
(1)高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。
(2)优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。
(3)劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
(4)适用:施工空间较小的工程。
4、槽钢钢板桩
(1)这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m ,型号由计算确定。
(2)优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。
(3)劣势:不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,支护刚度小,开挖后变形较大。
(4)适用:多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。
5、钻孔灌注桩
(1)钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工,因其所选护壁形成的不同,有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
(2)优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。
(3)劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。
(4)适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。
6、地下连续墙
(1)优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护形式。
(2)劣势:造价较高,施工要求专用设备。
(3)适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。
7、土钉墙
(1)土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。
(2)优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
(3)劣势:土质不好的地区难以运用。
(4)适用:主要用于土质较好地区。
8、SMW工法
(1)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,亦有插入拉伸式钢板桩、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。 优势:施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料,则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。
(2)适用:可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。
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