六種基坑支護類型簡介,一看就懂

2021-01-12 騰訊網

基坑支護工程是指在基坑開挖時,為了保證坑壁穩定,保護主體地下工程施工時的安全以及周圍環境不受損害所採取的工程措施。一般基坑支護形式的選取主要取決於基坑挖深、場地條件、周邊環境(鄰近既有建構築物、市政道路、管線)、場地水文地質條件、項目工期要求等因素,應綜合分析合理選取。

一般同等條件下支護形式的造價從低至高依次為:放坡開挖<土釘牆(複合土釘牆)<水泥土重力式擋牆<型鋼水泥土攪拌牆(SMW工法)<排樁<地牆

一、放坡開挖

圖 1 放坡開挖實景照

1、坡率應根據土層性質、挖深確定,挖深大於4m應採用多級放坡,多級放坡應設置平臺;土質條件較好的地區,應優先選用天然放坡;軟土地區大面積放坡開挖的基坑,邊坡表面應設置鋼筋網片護坡面層;

圖 2 多級放坡示意(註:開挖面在地下水位之下需要設置降水井)

2、若開挖面在地下水位之下,坡頂和平臺處應採取井點降水措施,提高坡體穩定性;坡頂設置擋水坎或排水溝,防止坑外積水流入坑內,侵蝕坡體;

3、坡腳附近如有局部深坑,坡腳與局部深坑的距離應不小於2倍深坑落深,如不能保證,應按深坑的深度驗算邊坡穩定。

二、土釘牆(複合土釘牆)

若場地條件限制無法滿足大放坡開挖的需要,可採用土釘牆支護,減少放坡範圍。

圖 3 土釘牆實景照

1、土釘形式有鋼管土釘和鋼筋土釘,坡面採用鋼筋網片噴射混凝土面層;

2、當土釘牆後存在滯水時,應在含水層部位的牆面設置洩水孔或採取其他疏水措施,減小牆背後的水壓力,提高土釘牆穩定性;

3、當採用預應力錨杆複合土釘牆時,預應力錨杆應採用鋼絞線錨杆,且錨杆應布置在土釘牆的較上部位;當用於增強面層抵抗土壓力的作用時,錨杆應布置在土壓力較大及牆背土層較軟弱的部位。

三、 水泥土重力式擋牆

圖 4 水泥土重力壩實景照

1、重力式擋牆形式:一般選用雙軸或三軸水泥土攪拌樁,攪拌樁可按搭接施工,搭接長度控制在150mm~200mm,擋牆頂面宜設置混凝土面板;

2、一般土層條件下,攪拌深度小於16m的應優先選用造價更低的雙軸,超過16m的應選用三軸,遇到淤泥等軟弱土層,水泥摻量適當提高;

3、水泥土攪拌樁應按格柵布置,建議格柵布置形式如圖所示(以雙軸為例)。

圖 5 雙軸攪拌樁重力式擋牆平面布置示意圖

四、型鋼水泥土攪拌牆(SMW工法)

圖 6 SMW工法實景照

1、一般選用雙軸或三軸攪拌樁,攪拌樁兼作止水帷幕應按套打一孔施工,確保止水效果;

2、一般型鋼租賃期應控制在6個月以內,當租賃期超過6個月,型鋼租賃成本較高,目前租賃市場主要型鋼類型為H400×400、H500×200、H700×300、H800×300等,可選用插一跳一、插二跳一、密插形式,牆體剛度依次增強;

圖 7 型鋼布置形式

3、型鋼應做減小阻摩處理,方便地下室結構完成後型鋼拔除回收。

五、 灌注樁排樁圍護牆

圖 8 圍護排樁實景照

1、當基坑開挖面涉及地下水時,應在灌注樁外側設置隔水帷幕;

2、帷幕選型:若隔水帷幕深度小於16m,建議採用造價較低的雙軸;若帷幕深度超過16m或者淺層存在深厚密實砂層,建議採用止水效果更好的三軸;

3、帷幕深度:對於僅需坑內疏幹降水的基坑,軟土地區粘性土弱透水層中隔水帷幕深度應控制在基坑基底以下6~7m即可(如上海地區項目);若遇粉性、砂性土等(較)強透水層,且含水層厚度適中、底埋深不深,可考慮帷幕隔斷該含水層(如南通、武漢沿江地區);若基坑基底承壓水穩定性不滿足要求需降承壓水,且承壓含水層厚度不厚、層底埋深不深,隔水帷幕也應儘量隔斷承壓含水層,以減少降壓降水對周邊環境的沉降影響;

圖 9 不同土層條件止水帷幕剖面示意

4、為避免支護結構的浪費,可利用原本在基坑完成後通常廢棄的圍護排樁作為正常使用階段主體地下結構一部分,形成「樁牆合一」,圍護樁可承擔大部分的土壓力,減小地庫外牆受力,可有效減小地下室外牆厚度、邊樁數量,增大地下室建築面積,實現節能降耗,具有較好的經濟效益。

左 圖 10 「樁牆合一」剖面示意圖

右 圖 11 採用「樁牆合一」地庫效果照

六、地下連續牆

軟土地區三層地下室以上的基坑採用「兩牆合一」地牆較排樁方案較為經濟。所謂「兩牆合一」即在基坑工程施工階段地下連續牆作為圍護結構,起到擋土和止水的目的;在結構永久使用階段作為主體地下室結構外牆,通過設置與主體地下結構內部水平梁板構件的有效連接,不再另外設置地下結構外牆。地下連續牆的常用厚度為600mm、800mm、1000mm、1200mm。

左 圖 12 「兩牆合一」地牆剖面示意圖

右 圖 13 「兩牆合一」地牆實景照

1、地牆兩側應設置鋼筋混凝土導牆;

2、當淺層分布有粉性土或砂性土較厚時,地牆兩側可適當採用水泥土攪拌樁進行槽壁預加固。原則上攪拌樁深度只需覆蓋粉性土或砂土層即可,避免在無加固條件下進行地牆槽段成槽施工(否則在無槽壁加固條件下進行成槽施工,容易造成地牆充盈係數過大而大量增加混凝土澆灌量,後續超灌混凝土的鑿除量較大也會增加成本);

圖 14 地牆槽壁加固示意圖

3、地牆成槽泥漿護壁:應優先選用自然造漿泥漿護壁成槽,若自然造漿無法滿足成槽要求,再選用人工造漿;

4、地牆槽段施工槽段外側可設置高壓旋噴樁進行接縫加強止水,牆內側應設置扶壁柱、排水溝結合構造砌體牆的防滲構造措施。

圖 15 地牆防滲採用扶壁柱結合磚砌內襯磚牆方案

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