2012年一級《市政工程》：深基坑支護及蓋挖法施工

　　深基坑支護結(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，以控制墻體的彎矩至該墻體斷面的允許范圍，以達到經(jīng)濟合理的工程要求。

　　深基坑支護結(jié)構(gòu)在我國應(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新工藝、新方法。

　　一、圍護結(jié)構(gòu)的類型

　　基坑的圍護結(jié)構(gòu)主要承受基坑開挖卸荷所產(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擋墻結(jié)構(gòu)。

　　圍護結(jié)構(gòu)類型可歸納為6種，見73頁

　　1、主要維護結(jié)構(gòu)特點，見73頁。

　　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，見表1K413011-2.

　　見75頁

　　（小資料）

　　高壓噴射樁就是利用工程鉆機鉆孔至設(shè)計處理的深度后，用高壓泥漿泵，通過安裝在鉆桿（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。SMW工法連續(xù)墻于1976年在日本問世，該工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強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)力補強材，至水泥結(jié)硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機，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型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場合，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)濟合理

　　（3）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

　　基坑開挖引起周圍地層移動的主要原因是坑底的土體隆起和圍護墻的位移。

　?。ㄒ唬w的變形

　　1．墻體水平變形

　　當(dāng)基坑開挖較淺，還未設(shè)支撐時，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，墻體腹部向基坑內(nèi)突出。

　　2．墻體豎向變位

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

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　　在開挖深度不大時，坑底為彈性隆起，其特征為坑底中部隆起最高。當(dāng)開挖達到一定深度且基坑較寬時，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，但對于較窄的基坑或長條形基坑，仍是中間大，兩邊小分布。

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　　根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，在地層軟弱而且墻體的人土深度又不大時，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，墻體的變位類同于梁體的變位，此時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

　　基坑工程的量測監(jiān)控內(nèi)容有：坑周土體變位、圍護結(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。對于一級和二級基坑，還必須對周圍建（構(gòu)）筑物和地下管線進行監(jiān)測。

　　（五）深基坑坑底穩(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結(jié)構(gòu)入土深度、坑底土|來源體注漿加固、坑內(nèi)井點降水等措施。

　　五、地鐵及軌道工程常見圍護結(jié)構(gòu)的施工特點

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

　　工字鋼樁圍護結(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，必須配合人工降水措施。打樁時，施工噪聲一般都在100dB以上，大大超過環(huán)境保護法規(guī)定的限值。因此，這種圍護結(jié)構(gòu)一般宜用于郊區(qū)距居民點較遠的基坑施工中。

　?。ǘ╀摪鍢秶o結(jié)構(gòu)

　　鋼板樁強度高，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。

　?。ㄈ┿@孔灌注樁圍護結(jié)構(gòu)

　　鉆孔灌注樁一般采用機械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機、沖擊式鉆機和正反循環(huán)鉆機等。對正反循環(huán)鉆機，由于其采用泥漿護壁成孔，故成孔時噪聲低，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。

　　（四）深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)

　　深層攪拌樁是用攪拌機械將水泥、石灰等和地基土相拌合，從而達到加固地基的目的。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。

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　　結(jié)構(gòu)的特點主要表現(xiàn)在止水性好，構(gòu)造簡單，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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