基于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)的探討

1、<p>　　基于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)的探討</p><p>　　摘要：本文首先闡述了基坑支護(hù)的設(shè)計內(nèi)容，其次分析了基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則與方法，同時對支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的選型、支撐體系的選型和支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻計算這三個方面對深基坑支護(hù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有一定的參考價值。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；探討 </p><p>　　中圖分

2、類號：TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1.前言 </b></p><p>　　高層建筑上部結(jié)構(gòu)傳到地基上的荷載很大，為此多建造補(bǔ)償性基礎(chǔ)。為了充分利用地下空間，有的設(shè)計有多層地下室，所以高層建筑的基礎(chǔ)埋深較深，施工時基坑開挖深度較大，許多城市的高層建筑施工都需開挖深度較大的基坑，給施工帶來很多困難，尤其在軟土地區(qū)或城市建筑物密

3、集地區(qū)。施工場地鄰近的已有建筑物、道路、縱橫交錯的地下管線等對沉降和位移很敏感，不允許采用較經(jīng)濟(jì)的放坡開挖，而需在人工支護(hù)條件下進(jìn)行基坑開挖。支護(hù)結(jié)構(gòu)如何選型、進(jìn)行合理的布置和設(shè)計計算，這些會直接影響如何組織施工，以及施工過程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)等問題。 </p><p>　　2.基坑支護(hù)的設(shè)計內(nèi)容 </p><p>　　基坑支護(hù)的設(shè)計內(nèi)容一般包括：支護(hù)體系的方案比較和選型（擋墻和支

4、撐體系）；支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形驗(yàn)算。進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)考慮的荷載有：土壓力、水壓力、地面超載、影響范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生的側(cè)向荷載、施工荷載及鄰近基礎(chǔ)工程施工的影響。 </p><p>　　3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則與方法 </p><p>　　基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則為：安全可靠；經(jīng)濟(jì)合理；便于施工。根據(jù)現(xiàn)行國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式

5、進(jìn)行設(shè)計?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周圍環(huán)境破壞；正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已經(jīng)妨礙地下結(jié)構(gòu)施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承載力極限狀態(tài)的計算，計算內(nèi)容包括：①根據(jù)基坑支護(hù)形式及其受理特點(diǎn)進(jìn)行土體穩(wěn)定性計算②基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓、受彎、受剪承載力計算；③當(dāng)有錨桿和支撐時，應(yīng)對

6、其進(jìn)行承載力計算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。對于安全等級為一級和對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的二級建筑基坑側(cè)壁，尚應(yīng)對基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。 </p><p>　　4.支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的選型 </p><p>　　支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的選型，涉及技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素，要從滿足施工要求、減少對周圍的不利影響、施工方便、工期短、經(jīng)濟(jì)效益好等幾方面，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后加以確定。而且支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻選型要與支撐選型、地下水

7、位降低、挖土方案等配套研究確定。支護(hù)結(jié)構(gòu)中常用的擋墻結(jié)構(gòu)及其適用范圍如下：①鋼板樁。 </p><p>　　鋼板樁常用的有簡易的槽鋼鋼板樁和熱軋鎖口鋼板樁。其中熱軋鎖口鋼板樁的形式有U 型、z 型、一字型、H 型和組合型。我國一般常用者為U 型，即互相咬接形成板樁墻，只有在基坑深度很大時才用組合型。 </p><p>　?、阡摻罨炷涟鍢?。 </p><p>　　這

8、是一種傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，截面帶企口有一定擋水作用，頂部設(shè)圈梁，用后不再拔除，永久保留在地基土中，過去多用于鋼板樁難以拔除的地段。 </p><p>　?、坫@孔灌注樁排樁擋墻。 </p><p>　　常用直徑為600～1000mm，做成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁，設(shè)內(nèi)支撐體系。我國各地都有應(yīng)用，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的一種。 </p><p>　　灌注樁擋墻的剛度較

9、大，抗彎能力強(qiáng)，變形相對較小，在土質(zhì)較好的地區(qū)已有7～8m 懸臂樁，在軟土地區(qū)坑深不超過14m 皆可用之，經(jīng)濟(jì)效益較好。但其永久保留在地基土中，可能為日后的地下工程施工造成障礙。由于目前施工時難以做到相切，樁之間留有100～150mm 的間隙，擋水效果差，有時與深層攪拌水泥土樁擋墻組合應(yīng)用，前者抗彎，后者做成防水帷幕起擋水作用。 </p><p>　?、蹾 型鋼支柱、木擋板支護(hù)擋墻。 </p>&l

10、t;p>　　這種支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)，國外應(yīng)用較多，國內(nèi)也有應(yīng)用。如北京京城大廈深23.5m 的深基坑即用這種支護(hù)結(jié)構(gòu)，它將長27m 的488mm×300mm 的H 型鋼按1.1m 間距打入土中，用三層土錨拉固。H 型鋼支柱按一定間距打入，支柱間設(shè)木擋板或其他擋土設(shè)施，用后可拔出回收重復(fù)使用，較為經(jīng)濟(jì)，但一次性投資較大。 </p><p><b>　?、莸叵逻B續(xù)墻。

11、 </b></p><p>　　地下連續(xù)墻已成為深基坑的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻之一，國內(nèi)大城市深基坑工程利用此支護(hù)結(jié)構(gòu)為多，常用厚度為600～1000mm，目前也可施工厚度450mm 的，上海至今已完成100 多萬平方米地下連續(xù)墻。尤其是地下水位高的軟土地區(qū)，當(dāng)基坑深度大且鄰近的建(構(gòu))筑物、道路和地下管線相距甚近時，往往是首先考慮的支護(hù)方案。上海地鐵的多個車站施工中都采用地下連續(xù)墻。 </p>

12、<p><b>　?、尥玲攭?。 </b></p><p>　　土釘墻是一種利用土釘加固后的原位土體來維護(hù)基坑邊坡土體穩(wěn)定的支護(hù)方法。它由土釘、鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面板和加固后的原位土體三部分組成。該種支護(hù)結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、施工方便，是一種較有前途的基坑邊坡支護(hù)技術(shù)，適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的粘性土或密實(shí)性較好的砂土地層，基坑深度一般不大于15m。除上述者外，還有用人工挖孔樁(我國

13、南方地區(qū)應(yīng)用不少)、打入預(yù)制鋼筋混凝土樁等支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻。近年來SMW 法(水泥土攪拌連續(xù)墻)在我國已成功應(yīng)用，有一定發(fā)展前途。北京還采用了樁墻合一的方案，即將支護(hù)樁移至地下結(jié)構(gòu)墻體位置，軸線樁既承受側(cè)向土壓力又承受垂直荷載，軸線樁間增加一些擋土樁承受土壓力，樁間砌墻作為地下結(jié)構(gòu)外墻，收到較好的效果，目前亦得到推廣。 </p><p>　　5.支撐體系的選型 </p><p>　　當(dāng)基坑深度

14、較大，懸臂的擋墻在強(qiáng)度和變形方面不能滿足要求時，即需增設(shè)支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)分兩類：基坑內(nèi)支撐和基坑外拉錨?；油饫^又分為頂部拉錨與土層錨桿拉錨，前者用于不太深的基坑，多為鋼板樁，在基坑頂部將鋼板樁擋墻用鋼筋或鋼絲繩等拉結(jié)錨固在一定距離之外的錨樁上。土層錨桿錨固多用于較深的基坑。目前支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) </p><p>　　支撐兩類。鋼結(jié)構(gòu)支撐多用圓鋼管和H 型鋼。為減少擋墻的變形

15、，用鋼結(jié)構(gòu)支撐時可用液壓千斤頂施加預(yù)頂力。 </p><p>　　6.支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻計算 </p><p>　?。?）荷載與抗力計算 </p><p>　　作用于擋墻上的水平荷載，主要是土壓力、水壓力和地面附加荷載產(chǎn)生的水平荷載。要求精確計算土壓力是困難的，因?yàn)橛绊懸蛩馗?，它不僅取決于土質(zhì)，還與擋墻的剛度、施工方法、基坑空間尺寸、無支撐時間的長短、氣候條件等有關(guān)

16、?？筛鶕?jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，對荷載和抗力按所列公式進(jìn)行計算。 </p><p>　?。?）支護(hù)結(jié)構(gòu)計算 </p><p>　　對于較深的基坑，排樁、地下連續(xù)墻圍護(hù)墻應(yīng)用最多，其承受的荷載比較復(fù)雜，一般應(yīng)考慮土壓力、水壓力、地面超載、影響范圍內(nèi)的地面上建筑物和構(gòu)筑物荷載、施工荷載、鄰近基礎(chǔ)工程施工的影響(如打樁、基坑土方開挖、降水等)。作為主體結(jié)構(gòu)一部分時，應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)傳來的荷

17、載及地震作用，需要時應(yīng)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)考慮溫度變化影響和混凝土收縮、徐變引起的作用以及時空效應(yīng)。排樁和地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞，包括強(qiáng)度破壞、變形過大和穩(wěn)定性破壞。其強(qiáng)度破壞或變形過大包括：拉錨破壞或支撐壓曲,過多地增加了地面荷載引起的附加荷載，或土壓力過大、計算有誤，引起拉桿斷裂，或錨固部分失效、腰梁破壞，或內(nèi)部支撐斷面過小受壓失穩(wěn)。為此需計算拉錨承受的拉力或支撐荷載，正確選擇其截面或錨固體。 </p><p>&