隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市現(xiàn)代化步伐加快,現(xiàn)代城市的高層建筑基坑也向著深、大的方向發(fā)展,挖深15~25m之間,寬度與長(zhǎng)度達(dá)100m以上。臨近基坑有眾多建筑物、道路以及管線,周邊環(huán)境復(fù)雜,施工場(chǎng)地?fù)頂D,在環(huán)境安全上的又有很高的要求,所以過去對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型十分單一,基坑上采用柱列式灌注樁擋墻或地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu),當(dāng)用明挖法施工時(shí)照例采用多道支承(多道內(nèi)支撐或多道背拉錨桿)。其他的支護(hù)型式如國(guó)內(nèi)外廣為應(yīng)用的鋼板樁擋墻或樁板(分離式工字鋼加襯板)擋墻由于剛度較弱、易透水以及打樁振動(dòng)和擠土效應(yīng)對(duì)城市環(huán)境的危害,已很少用于建筑深基坑中。

但是近年來興起的裝配式鋼結(jié)構(gòu)基坑支護(hù)在合適的地質(zhì)條件下已成為建筑深基坑的選型,而逆作法施工國(guó)內(nèi)也已日趨成熟。

深基坑支護(hù)的方法很多,其支護(hù)方法的原理和作用已整理部分如下。

鋼板樁支護(hù)

鋼板樁是種施工簡(jiǎn)單、投資經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方法。它由鋼板樁、錨拉桿(或內(nèi)支撐、錨啶結(jié)構(gòu)、腰梁等)組成。由于鋼板樁本身柔性較大,如支撐或錨拉系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng),其變形會(huì)很大。

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基坑深度達(dá)7m以上的軟土地層,基坑不宜采用鋼板樁支護(hù),除非設(shè)置多層支撐或錨拉桿。

地下連續(xù)墻支護(hù)

用特制的挖槽機(jī)械,在泥漿護(hù)壁的情況下開挖一定深度的溝槽,然后吊放鋼筋籠,澆筑混凝土。地下連續(xù)墻的形狀多種多樣,一般集擋土、承重、截水和防滲于一體,并兼作地下室外墻。其不足之處是要用專用設(shè)備施工,單體施工造價(jià)高。

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對(duì)各種地質(zhì)條件及復(fù)雜的施工環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)。施工不必放坡,不用支模,國(guó)內(nèi)地下連續(xù)墻的深度已達(dá) 36m,壁厚1m。

排樁支護(hù)

排樁是指隊(duì)列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆(沖)孔灌注樁,作為主要的擋土結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)形式可分為懸臂支護(hù)或單錨桿、多錨桿結(jié)構(gòu),布樁形式可分為單排或雙排布置。

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懸臂式支護(hù)適用于開挖深度不超過10m的黏土層,不超過8m的砂性土層,以及不超過5m的淤泥質(zhì)土層。

加筋水泥土深層攪拌支護(hù)

利用水泥作為固化劑,采用機(jī)械攪拌,將固化劑和軟土強(qiáng)制拌和。使固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)而逐步硬化,形成具有整體性、水穩(wěn)定性和定強(qiáng)度的水泥土樁墻,作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。

適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土、粉土、素填土等土層,基坑開挖深度不宜大于6m。對(duì)有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土,宜通過試驗(yàn)確定。

土釘墻支護(hù)

土釘是用來加固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長(zhǎng)桿件。通常采用鉆孔,放入帶肋鋼筋并沿孔全長(zhǎng)注漿的方法做成。它依靠與土體之間的粘結(jié)力或摩擦力,在土體發(fā)生變形時(shí)被動(dòng)承受拉力作用。它由密集的土釘群、被加固的土體、用噴射混凝土面層形成支護(hù)體系。由于隨挖隨支,能有效地保持土體強(qiáng)度,減少土體的擾動(dòng)。

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適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、黏性土和弱膠結(jié)砂土,開挖深度為5~10m 的基坑支護(hù)。土釘墻不適用于含水豐富的粉細(xì)砂層、砂礫卵石層、飽和軟弱土層。不適用于對(duì)變形有嚴(yán)格要求的基坑支護(hù)。

錨桿或噴錨支護(hù)

錨桿與土釘墻支護(hù)相似,將錨桿錨入穩(wěn)定土體中,外端與支護(hù)結(jié)構(gòu)連接用以維護(hù)基坑穩(wěn)定的受拉桿件,并施加預(yù)應(yīng)力。支護(hù)體噴射混凝土稱噴錨支護(hù)。

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錨桿可與排樁、地下連續(xù)墻、土釘墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用,不宜用于有機(jī)質(zhì)土,液限大于50%的黏土層及相對(duì)密實(shí)度小于0.3的砂土。

拱圈支護(hù)結(jié)構(gòu)

拱圈分閉合拱和非閉合拱,拱圈形式包括圓拱、橢圓拱和二次曲線拱。這種拱圈擋土能承受水平方向的土壓力,因拱的內(nèi)力以受壓力為主,彎矩很小,能充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高的特性,施工方便,節(jié)省工期。

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施工場(chǎng)地要適合拱圈布置,構(gòu)造應(yīng)符合圓環(huán)受力的特點(diǎn),拱腳的穩(wěn)定性應(yīng)予足夠重視,并有可靠的保證措施。

逆作法

按施工不同程序可分全逆作法、半逆作法或部分逆作法,它以地下各層的梁板作支撐,自上而下施工,使擋土結(jié)構(gòu)變形較小,節(jié)省臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。

適用于較深基坑,對(duì)周邊變形有嚴(yán)格要求的基坑。要預(yù)先做好施工組織方案,及各結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的處理。