第八章 基础支护工程
土钉支护(土钉墙):采用土钉加固的基 坑侧壁土体与面层等一起组成的加固结构。 (包括:土钉、土钉范围内被加固土体、 面层等三部分) 土层锚杆:由设置于钻孔内、端部深入稳 定土层中的钢筋、钢绞线与孔内注浆体组 成的受拉杆体。 支撑体系:由围檩、支撑(或锚杆)、立 柱等结构组成的用于支撑基坑侧壁的结构 体系。 冠梁(圈梁):设置在支护结构顶部的钢 筋混凝土连梁。
基坑支护:为保证基坑施工、主体地下结 构的安全和周边环境安全,对基坑侧壁和 周边环境采样的支挡、加固和保护措施。 排桩:以某种桩型按照队列式排列布置形 成的基坑支护结构。 桩锚支护:排桩、圈梁、锚杆、腰梁、桩 间护壁结构等组成的基坑支护结构。 水泥土墙:有水泥土桩相互搭接形成格珊、 壁状等的重力式挡土结构。 地下连续墙:机械施工成槽,浇灌钢筋混 凝土形成的地下墙体。
(6)土钉墙是一种原位土体加筋技术。将基坑 边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固,边坡表 面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边 坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造 为设置在坡体中的加筋杆件(即土钉或锚杆) 与其周围土体牢固粘结形成的复合体,以及面 层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。 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。对于二、三级基坑工程, 可直接采用土钉墙进行支护,适用于水位较低 的粘土、砂土和粉土,基坑深度一般在12m一 下。
三级
注:从一级开始,有二项或二项以上,最先符合该基坑等级标准者,即可定位该等级
《高层建筑岩土工程勘察规范》 (JGJ 72-2004)基坑等级确定说明: 1、基坑环境条件:指临近既有建(构)筑物、管线、道路的重要性、邻近程度、 荷载大小、基础类型和埋深、变形控制要求等;
2、破坏后果:包括对本工程或周边环境的破坏后果;
1、基坑支护的目的 (1)确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺 利; (2)确保基坑临近建筑物或地下管道正常使 用; (3)防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。 2、基坑支护的作用 挡土、挡水、控制边坡变形。 3、基坑工程的基本技术要求 (1)安全可靠性; (2)经济合理性; (3)施工便利性和工期保证性。
基坑周边环境:基坑开挖影响范围内的建(构) 筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体、地 下水体等的简称。包括: 1)影响范围内的建筑物结构类型、层数、基础 类型、卖身、基础荷载大小、上部结构现状。 2)基坑周边各类地下设施,如上下水、电缆煤 气、污水、雨水、热力管线或管道等分布和性状。 3)基坑周边和邻近地区地表水和地下水汇流排 泻情况、地下水管渗漏情况、对基坑开挖和支护 的影响程度。 4)四周道路距离、车辆载重等。 5)相邻基础施工。 6)周边的边坡、河渠及其与基坑关系。 7)其他基坑堆载(包括临时材料、车辆、土体、 住房等堆载)
基坑等级与重要性系数
一、基坑等级: 一般根据基坑环境、破坏后果、基坑深度、工程地质和地下水条件等划分。 各地规范划分标准不一。 基坑侧壁安全等级和重要性系数γo(JGJ120-99) 破坏后果 支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及 地下结构施工影响很严重。 支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及 地下结构施工影响一般。 支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及 地下结构施工影响不严重。
嵌固深度:排桩结构在基坑坑底以下的埋 置深度。 嵌固深度设计值:根据基坑侧壁安全等级 和支护结构验算条件确定的支护结构嵌入 深度的设计值。 地下水控制:为保证支护结构施工、挖土、 地下室施工和基坑周边环境安全而采取的 排水、降水、截水或回灌措施。 截水帷幕:用于阻截或减少基坑侧壁基坑 地地下水流入基坑而采用的连续止水体 (包括悬挂式、落底式、全封闭式)
基坑支护工程的特点
1、一般情况下都是临时结构,安全储备相对较小,
风险性大;
2、具有很强的区域性和个案性; 3、是一项综合性很强的系统工程;
4、具有较强的时空效应;
5、对周边环境产生较大影响。
8.1.1 基坑支护结构的类型及适用条件
一、基坑工程分类 按开挖深度分:深基坑和浅基坑 按开挖方式分:放坡开挖和支护开挖 按功能用途分:楼宇坑基、地铁站坑基、市 政工程坑基和工业地下厂房坑基。 按支护结构形式分:支护型和加固型 按安全等级分:一、二、三级,按表8.1选用 相应的侧壁安全等级及重要性系数。
腰梁:设置在支护结构顶部以下,传递支 护结构、锚杆或内支撑支点力的钢筋混凝 土梁或钢梁。 支点:锚杆或内支撑对支护结构的水平约 束点。 支点刚度系数:锚杆或内支撑对支护结构 的水平反作用力与其位移的比值。 组合式支护结构:由排桩、地下连续墙、 土钉墙、重力式挡土墙、放坡等多种支护 结构组合在一起形成的支护结构。
(7)墙前被动区土体加固法:对于软土地基深大基坑, 为控制挡墙侧向位移,降低护桩的入土深度,在基坑开 挖前用深搅桩、旋喷注浆法或静压注浆法对墙前土体进 行加固,加固深度3~6m,宽度5~9m。如图8.4
(8)逆作法;(9)沉井法;(10)地下连续墙逆作 法;(11)组合型支护。 两种以上的支护方法组合起来使用,既能保证支 护结构的安全又降低成本。如上部放坡,下部桩墙 锚杆支护;锚杆与土钉组合;深搅桩与灌注桩排组 合;深搅桩中打入H钢桩组合支护等。
高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅 拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积 小、机动性强、占地少,并且施工机具的振 动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带 来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于 空间较小处,但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 。
一级
二级
支护结构破坏或过 大变形对基坑周边 环境影响一般;对 地下结构施工影响 严重。 支护结构破坏或过 大变形对基坑周边 环境和地下结构施 工影响不严重。
三级
H<6m,且周围3H范围内无特殊要求保护的建 (构)筑物、管线和道路等市政设施。
基坑等级
上海市《基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)基坑等级 等级 一级 重要性 1)支护结构作为主体结构的一部分; 2)基坑深度H ≥10m; 3)2H范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要 管线等需严加保护。 除一、三级以外的基坑。 H<7m,且周围环境无特殊要求时。
水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对 较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间 加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次 是厚度较大,只有在周围环境允许时才能采 用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止 影响周围环境。
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。
第八章 基础支护工程
对建筑基础坑洞边坡的支撑与保护
8.1 概述
一、与基坑工程有关的一些基本概念: 基坑:为进行建筑物(构筑物)基础与地下室的 施工所开挖的地面以下的空间。(地下室、私下 车库、地铁车站等) 基坑工程:为保证基坑施工、主体地下结构的安 全和周边环境不受损害而采取的支护结构、降水 止水、土方开挖和回填等工程的简称。包括勘察、 设计、施工、监测等。 基坑侧壁:构成基坑周边土体主动变形的一侧。
无围护放坡开挖
(2)桩墙支护: 它由桩墙结构及支护结构两部分组成,桩墙结构 有钢板桩、板桩墙、灌注桩排、地下连续墙; 支护结构类型有内支撑式、外拉锚杆式、地面锚 定式、无锚式等。其中悬臂式结构在软土中的支护 深度不宜大于5m。
地下连续墙
通常连续墙的厚度为600mm、800mm、 1000mm,也有厚达1200mm的,但较少使用。 地下连续墙刚度大,止水效果好,是支护 结构中最强的支护型式,适用于地质条件
(4)中央开挖施工法:先施工基坑四周排桩,桩 内放坡开挖后施工中央部分基础工程,待完工后再 挖除排桩内侧土体,边挖边用支撑杆将支护排桩与 中央部分基础工程支撑起来,最后再施工周边基础 工程,如图8.2。
(5)开槽施工法:与中央开挖施工法施工正好相 反,先在坑内周边挖槽,用内支撑板桩墙法修筑周边 的基础工程,形成一道重力式挡土墙,再挖除挡土墙 内的全部土体,构筑中央部分的基础工程。如图8.3
二、特点: 1、建筑趋向高层化,基坑深度越大; 2、基坑开挖面积大,给支撑系统带来较大 难度; 3、软土基坑位移、沉降大,影响周边环境; 工程地质条件越来越差,尤其是沿海地区, 填海、填湖、淤泥、泥潭、沼泽等,地质 条件十分复杂。 4、深基坑施工周期长、场地狭窄、降雨、 重物堆放对基坑稳定不利;
二级 三级
基坑位于:
地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内; 城市生命线工程;
对位移有特殊要求的精密仪器使用场所;
等建筑物附近的基坑工程按照市府有关文件和规定执行。 多为一级。
2、常见基坑支护结构的类型
(1)无围护放坡开挖:适用于三级基
坑,基坑深度较浅,周围场地开阔, 周围无重要建筑物,只要求稳定,位 移控制要严格不要求,价钱最便宜, 回填土方较大。
人工降水:人为降低基坑及周边一定范围 内的地下水位。 信息施工法:根据施工现场的地质情况和 监测数据,对地质结论、设计参数进行验 证,对施工安全性进行判断并及时修改施 工方案的施工方法。 动态设计法:根据信息施工法和现场勘察 反馈资料,对地质结论、设计参数、设计 方案进行再验证,如果确认与原设计条件 变化较大,及时补充、修改原设计的设计 方法。 逆作法:自上而下分阶开挖于支护的一种 施工方法。
安全等级 一级
γo
1.1 1.0 0.9