一、基坑的分級一級基坑:重要工程,支護結構與基礎結構合一工程,開挖深度>10m,臨近建築物、重要設施在開挖深度以内;開挖影響範圍内有曆史或近代優秀建築、重要管線需嚴加保護;
三級基坑:開挖深度<7m,且無特别要求的基坑;
二級基坑:不屬于一級或三級的其它基坑。
二、一般基坑的支護方式
深度不大的三級基坑,當放坡開挖有困難時,可采用短柱橫隔闆支撐、臨時擋土牆支撐、斜柱支撐、錨拉支撐等支護方法。
1、基槽支護
基(溝) 槽開挖一般采用橫撐式土壁支撐。可分為水平擋土闆及垂直擋土闆兩大類。前者擋土闆的布置又分為間斷式和連續式兩種。濕度小的粘性土挖土深度<3m時,可用間斷式水平擋土闆支撐。
對松散、濕度大的土可用連續式水平擋土闆支撐,挖土深度可達5m。對松散和濕度很高的土可用垂直擋土闆式支撐,其挖土深度不限。
連續式水平擋土闆支撐
間斷式水平擋土闆支撐
垂直擋土闆式支撐
2、簡易支護
放坡開挖的基坑,當部份地段放坡寬度不夠時,可采用短柱橫隔闆支撐、臨時擋土牆支撐等簡易支護方法進行基礎施工。
短柱橫隔闆支撐
僅适用于部分地段放坡不夠、寬度較大的基坑使用。
臨時擋土牆支撐
僅适用于部分地段下部放坡不夠、寬度較大的基坑使用。
3、斜柱支撐
先沿基坑邊緣打設柱樁,在柱樁内側支設擋土闆并用斜撐支頂,擋土闆内側填土夯實。适用于深度不大的大型基坑使用。
施工現場,基坑打設柱樁
斜柱支撐
4、錨拉支撐
先沿基坑邊緣打設柱樁,在柱樁内側支設擋土闆,柱樁上端用拉杆拉緊,擋土闆内側填土夯實。适用于深度不大、不能安設橫(斜)撐的大型基坑使用。
錨拉支撐
三、深基坑的支護方式深基坑支護的基本要求:
a、确保支護結構能起擋土作用,基坑邊坡保持穩定;
b、确保相鄰的建(構)築物、道路、地下管線的安全;
c、不因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害;
d、通過排降水,确保基礎施工在地下水位以上進行。
1、排樁支護
開挖前在基坑周圍設置砼灌注樁,樁的排列有間隔式、雙排式和連續式,樁頂設置砼連系梁或錨樁、拉杆。施工方便、安全度好、費用低。
鋼筋砼灌注樁的排列方式
北京神華大廈基坑的交錯相間排樁支護
直徑0.6~1.1m的鑽孔灌注樁可用于深7~13m的基坑支護,直徑0.5~0.8m的沉管灌注樁可用于深度在10m以内的基坑支護,單層地下室常用0.8~1.2m的人工挖孔灌注樁作支護結構。
2、土釘牆支護
天然土體通過鑽孔、插筋、注漿來設置土釘(亦稱砂漿錨杆)并與噴射砼面闆相結合,形成類似重力擋牆的土釘牆,以抵抗牆後的土壓力,保持開挖面的穩定。也稱為噴錨網加固邊坡或噴錨網擋牆。
土釘支護施工工藝
1)開挖工作面:土釘支護應自上而下分段分層進行,分層深度視土層情況而定,工作面寬度不宜<6m,縱向長度不宜<l0m。
2)噴射第一層砼:為防止土體松弛和崩解,須盡快做第一層噴射砼,厚度不宜<40~50mm。噴射砼水泥用量≮400kg/m3。
3)土釘成孔:土釘成孔直徑70~120mm、向下傾角15~200,成孔方法和工藝由承包商根據土層條件、設備和經驗而定。
4)安設土釘、注漿:土釘有單杆和多杆之分,單杆多為Φ22~32mm的粗螺紋鋼筋,多杆一般為2~4根Φ16mm鋼筋。采用灰漿泵注漿,土釘注漿可不加壓。
5)挂鋼筋網、噴射砼面層:鋼筋網通常直徑Φ6~10、間距200~300mm,與土釘連接牢固。鋼筋與第一層噴射砼的間隙≮20mm。設置雙層鋼筋網時,第二層鋼筋網應在第一層鋼筋網被覆蓋後鋪設。砼面闆厚度50~100mm。
3、錨杆支護
是在未開挖的土層立壁上鑽孔至設計深度,孔内放入拉杆,灌入水泥砂漿與土層結合成抗拉力強的錨杆,錨杆一端固定在坑壁結構上,另一端錨固在土層中,将立壁土體側壓力傳至深部的穩定土層。
适于較硬土層或破碎岩石中開挖較大較深基坑,鄰近有建築物須保證邊坡穩定時采用。
錨杆支護施工工藝
1)造孔:包括鑽機就位、施鑽成孔、清孔三個作業步驟。造孔用沖擊式鑽機、旋轉式鑽機或旋轉式沖擊鑽機,偏心鑽機跟進護壁套管方式鑽進,造孔須幹鑽,嚴禁水鑽;考慮沉渣厚度,孔底應超鑽30~50mm;成孔後高壓風清洗孔壁,以保證砂漿與孔壁的粘結力。
2)錨杆的制作與安裝
包括下料、除鏽防腐、焊接導向錐、綁紮、入孔六個步驟。拉杆常用鋼管、粗鋼筋或鋼絲束、鋼絞線制成的錨索。錨索預留長度為1- 1.5m,錨固段間隔1-2m設置隔離架和緊箍環,中心布置灌漿管;自由段外套塑料管,前端切實作好隔漿措施。
錨索入孔
制作完畢的錨索
3)灌漿
基坑錨杆常采用埋管式灌漿的一次灌漿法,即由孔底向上有壓一次性灌漿,壓力≮0.6~0.8MPa,砂漿至孔口溢滿為止,注漿管不拔出;當土體松散或岩石破碎易發生漏漿時采用二次灌漿法。
4)預應力張拉及封錨:與結構施工預應力張拉及封錨工藝相同。
4、擋土灌注樁與土層錨杆結合支護
樁頂不設錨樁、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距離向樁背面斜向打入錨杆,達到強度後,安上橫撐,拉緊固定,在樁中間挖土,直至設計深度适于大型較深基坑,施工期較長,鄰近有建築物,不允許支護、鄰近地基不允許有下沉位移時使用。
5、鋼闆樁支護
當基坑較深、地下水位較高且未施工降水時,采用闆樁作為支護結構,既可擋土、防水,還可防止流砂的發生。闆樁支撐可分為無錨闆樁(懸臂式闆樁)和有錨闆樁。常用的鋼闆樁為U型鋼闆樁,又稱拉森鋼闆樁。
U型鋼闆樁
鋼闆樁水上圍堰
1)無錨闆樁
從一角開始逐塊插打,每塊鋼闆樁自起打到結束中途不停頓。打法簡便、快速,但單塊打入易向一邊傾斜,累計誤差不易糾正,壁面平直度也較難控制。僅在樁長<10m、工程要求不高時采用。又稱單獨打入法。
2)有錨闆樁的雙層圍檩插樁法
是先沿闆樁邊線搭設雙層圍檩支架,然後将闆樁依次在雙層圍檩中全部插好,形成一個高大的闆樁牆。待四角封閉合攏後,再按階梯形逐漸将闆樁一塊塊打至設計标高。該打法可保證平面尺寸準确和闆樁垂直度,但施工速度慢。
6、地下連續牆支護
先建造鋼筋砼地下連續牆,達到強度後在牆間用機械挖土。該支護法剛度大、強度高,可擋土、承重、截水、抗滲,可在狹窄場地施工,适于大面積、有地下水的深基坑施工。
槽段的連接
7、擋牆+内撐支護
當基坑深度較大,懸臂式擋牆的強度和變形無法滿足要求、坑外錨拉可靠性低時,則可在坑内采用内撐支護。它适用于各種地基土層,缺點是内支撐會占用一定的施工空間。常用有鋼管内撐支護和鋼筋砼構架内撐支護。
大型深基坑的鋼管對撐支護
鋼筋砼構架式内撐支護
1)鋼管内支撐
鋼管支撐一般采用Φ609鋼管,用不同壁厚适應不同的荷載。鋼管支撐的形式為對撐或角撐,對撐的間距較大時,可設置腹杆形成桁架式支撐。
2 鋼筋砼内支撐
鋼筋砼内支撐剛度大、變形小,能有效控制擋牆和周圍地面的變形。它可随挖土逐層就地現澆,形式可随基坑形狀而變化,适用于周圍環境要求較高的深基坑。
平面尺寸大的内支撐應在交點處設置立柱,立柱宜為格構式柱,以免影響底闆穿筋,立柱下端插入工程樁内≮2m,否則應設置專用的樁基礎。
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