2012年一級(jí)《市政工程》：深基坑支護(hù)及蓋挖法施工

　　深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工要求

　　板墻有懸臂式、單撐式、多撐式。支撐的目的是為板墻結(jié)構(gòu)提供彈性支撐點(diǎn)，以控制墻體的彎矩至該墻體斷面的允許范圍，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的工程要求。

　　深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用較多的有鋼板樁、預(yù)制鋼筋混凝土樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁、深層攪拌樁、旋噴樁、地下連續(xù)墻、鋼筋混凝土支撐、型鋼支撐、土層錨桿以及逆筑法、沉井等特種基坑支護(hù)新工藝、新方法。

　　一、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型

　　基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要承受基坑開(kāi)挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐，是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。

　　圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型可歸納為6種，見(jiàn)73頁(yè)

　　1、主要維護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，見(jiàn)73頁(yè)。

　　二、支撐結(jié)構(gòu)類型

　　基坑的支撐結(jié)構(gòu)可分為內(nèi)支撐和外拉錨兩類；內(nèi)支撐一般由各種型鋼撐、鋼管撐、鋼筋混凝土撐等構(gòu)成支撐系統(tǒng)；外拉錨有拉錨和土錨兩種型式。

　　在軟弱地層的基坑工程中，支撐結(jié)構(gòu)是承受圍護(hù)墻所傳遞的土壓力、水壓力的結(jié)構(gòu)體系。

　　支撐結(jié)構(gòu)體系包括圍檁、支撐、立柱及其他附屬構(gòu)件。

　　支撐結(jié)構(gòu)擋土的應(yīng)力傳遞路徑是圍護(hù)墻一圍檁（冠梁）一支撐，在地質(zhì)條件較好的有錨固力的地層中，基坑支撐可采用土錨和拉錨。

　　在深基坑的施工支護(hù)結(jié)構(gòu)中，常用的支撐系統(tǒng)按其材料可分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐體系和鋼支撐體系兩類，見(jiàn)表1K413011-2.

　　見(jiàn)75頁(yè)

　?。ㄐ≠Y料）

　　高壓噴射樁就是利用工程鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)處理的深度后，用高壓泥漿泵，通過(guò)安裝在鉆桿（噴桿）桿端置于孔底的特殊噴嘴，向周圍土體高壓噴射固化漿液（一般使用水泥漿液），同時(shí)鉆桿（噴桿）以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升，高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，并強(qiáng)制與固化漿液混合，凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體。

　　SMW是SoilMixingWall的縮寫(xiě)。SMW工法連續(xù)墻于1976年在日本問(wèn)世，該工法是以多軸型鉆掘攪拌機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)向一定深度進(jìn)行鉆掘，同時(shí)在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑而與地基土反復(fù)混合攪拌，在各施工單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為其應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無(wú)接縫的地下墻體。SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機(jī)，其中鉆桿有用用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機(jī)型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場(chǎng)合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

　　三、支撐體系的布置形式

　　支撐體系布置設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下要求：

　?。?）能夠因地制宜合理選擇支撐材料和支撐體系布置形式，使其技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)得以優(yōu)化。

　?。?）支撐體系受力明確，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理

　?。?）支撐體系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方開(kāi)挖和主體結(jié)構(gòu)的快速施工要求。

　　四、基坑變形現(xiàn)象

　　基坑開(kāi)挖引起周圍地層移動(dòng)的主要原因是坑底的土體隆起和圍護(hù)墻的位移。

　?。ㄒ唬w的變形

　　1．墻體水平變形

　　當(dāng)基坑開(kāi)挖較淺，還未設(shè)支撐時(shí)，均表現(xiàn)為墻頂位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。隨著基坑開(kāi)挖深度的增加，剛性墻體繼續(xù)表現(xiàn)為向基坑內(nèi)的三角形水平位移或平行剛體位移，而一般柔性墻如果設(shè)支撐，則表現(xiàn)為墻頂位移不變或逐漸向基坑外移動(dòng)，墻體腹部向基坑內(nèi)突出。

　　2．墻體豎向變位

　　特別是對(duì)于飽和的極為軟弱的地層中的基坑工程，當(dāng)圍護(hù)墻底下因清孔不凈有沉渣時(shí)，圍護(hù)墻在開(kāi)挖中會(huì)下沉，地面也隨之下沉。

　?。ǘ┗拥撞康穆∑?/p>

　　在開(kāi)挖深度不大時(shí)，坑底為彈性隆起，其特征為坑底中部隆起最高。當(dāng)開(kāi)挖達(dá)到一定深度且基坑較寬時(shí)，隆起量也逐漸由中部最大轉(zhuǎn)變?yōu)閮蛇叴笾虚g小的形式，但對(duì)于較窄的基坑或長(zhǎng)條形基坑，仍是中間大，兩邊小分布。

　　（三）地表沉降

　　根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在地層軟弱而且墻體的人土深度又不大時(shí)，墻底處顯示較大的水平位移，墻體旁出現(xiàn)較大的地表沉降。墻體人土較深或人土部分處于剛性較大的地層內(nèi)時(shí)，墻體的變位類同于梁體的變位，此時(shí)地表沉降的最大值不是在墻旁，而是位于距離墻一定距離的位置上。

　　（四）基坑工程監(jiān)控量測(cè)

　　基坑工程的量測(cè)監(jiān)控內(nèi)容有：坑周土體變位、圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形及內(nèi)力、支撐結(jié)構(gòu)軸力、土壓力、地下水位及孔隙水壓力等。對(duì)于一級(jí)和二級(jí)基坑，還必須對(duì)周圍建（構(gòu)）筑物和地下管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　?。ㄎ澹┥罨涌拥追€(wěn)定處理方法

　　深基坑坑底穩(wěn)定的處理方法可采用加深圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度、坑底土|來(lái)源體注漿加固、坑內(nèi)井點(diǎn)降水等措施。

　　五、地鐵及軌道工程常見(jiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)

　?。ㄒ唬┕ぷ咒摌秶o(hù)結(jié)構(gòu)

　　作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體的工字鋼，一般采用50號(hào)、55號(hào)和60號(hào)大型工宇鋼。樁間距一般為1.0～1.2m.

　　工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用于黏性土、砂性土和粒徑不大于100mm的砂卵石地層；當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，必須配合人工降水措施。打樁時(shí)，施工噪聲一般都在100dB以上，大大超過(guò)環(huán)境保護(hù)法規(guī)定的限值。因此，這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般宜用于郊區(qū)距居民點(diǎn)較遠(yuǎn)的基坑施工中。

　?。ǘ╀摪鍢秶o(hù)結(jié)構(gòu)

　　鋼板樁強(qiáng)度高，樁與樁之間的連接緊密，隔水效果好，可重復(fù)使用。

　　鋼板樁常用斷面型式，多為U形或Z形。我國(guó)地下鐵道施工中多用U形鋼板樁，其沉放和拔除方法、使用的機(jī)械均與工字鋼樁相同，但其構(gòu)成方法則可分為單層鋼板樁圍堰、雙層鋼板樁圍堰及屏幕等。由于地下鐵道施工時(shí)基坑較深，為保證其垂直度且方便施工，并使其能封閉合龍，多采用屏幕式構(gòu)造。

　　（三）鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)

　　鉆孔灌注樁一般采用機(jī)械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機(jī)、沖擊式鉆機(jī)和正反循環(huán)鉆機(jī)等。對(duì)正反循環(huán)鉆機(jī)，由于其采用泥漿護(hù)壁成孔，故成孔時(shí)噪聲低，適于城區(qū)施工，在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應(yīng)用。

　?。ㄋ模┥顚訑嚢铇稉跬两Y(jié)構(gòu)

　　深層攪拌樁是用攪拌機(jī)械將水泥、石灰等和地基土相拌合，從而達(dá)到加固地基的目的。作為擋土結(jié)構(gòu)的攪拌樁一般布置成格柵形，深層攪拌樁也可連續(xù)搭接布置形成止水帷幕。

　?。ㄎ澹㏒MW樁

　　結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在止水性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度，施工速度快，型鋼可以部分回收、重復(fù)利用。

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