[分享]大型深基坑支护施工新技术大搜罗，一网打尽，值得收藏！

作者：我有一颗大萝卜时间: 2020-09-22 14:51 阅读: 次大中小

　　一、我国基坑工程的开展概略

　　上一世纪九十年代以来我国基坑工程技术长足开展。

　　1、基坑工程技术的开展进程——

　　第一阶段：上一世纪80年代末到90年代末，研讨、探究阶段;

　　第二阶段：新世纪初的十多年，开展阶段。

　　1)两个阶段的标志——

　　第一阶段：2000年前后基坑工程的国度行业规范和中央规范的公布;

　　第二阶段：2009年《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497)的公布、一批相关的标准全面修订。

　　2)基坑工程设计理念的改动——

　　早期：设计常常以满足公开工程施工为主。或以经历为主;或以理论为主。

　　现今：满足环境维护已成为设计施工的根本动身点。理论和经历相分离。

　　3)基坑设计办法——

　　极限均衡法:卜鲁姆法、盾恩法、相当梁法等 ;

　　弹性支点法:处理变形剖析问题;

　　有限元法:平面、空间;土体与构造共同作用;思索土的弹塑性等

　　4)对基坑稳定性的认识——

　　基坑事故主要是岩土类型的毁坏方式。整体滑动稳定性、抗隆起稳定性等在软土中特别注重。

　　二、基坑工程的新型支护构造

　　常用的基坑支护构造

　　土体加固类——放坡、土钉墙、重力式水泥土墙等。

　　支挡、拉锚式——围护墙：排桩、公开连续墙;支锚体系：拉锚式，内支撑。

　　围护墙

　　支锚体系：拉锚和锚杆

　　1、复合土钉墙

　　土钉支护构造的优点——施工便当、设备简单、经济效益显著等。

　　土钉支护构造的主要问题——适用有一定限制，仅适用于非软土场地。软土地域：稳定性。

　　土钉支护构造的主要问题——软土地域：稳定性

　　复合土钉墙——采用水泥土搅拌桩、预应力锚杆、微型桩等的一类或几类构造与土钉墙复合而成的支护构造。

　　软土地域的应用——以水泥土搅拌桩、微型桩等“超前支护”，

　　处理：隔水性;土体的自立性(加大自立高度和持续时间、进步稳定性)。

　　非软土地域的应用——经过微型桩、预应力锚杆等对限制土体的位移。预应力锚杆复合土钉墙，加大预应力可使位移减少40%~50%。使其顺应的基坑开挖深度有所增加。复合土钉墙使开挖深度有所增加(12~15m)。

　　复合土钉墙构造设计中应留意的问题——可计入复合体的共同作用，但复合体的作用：不可过高估量;原位土层、土钉对构造稳定性的奉献：应占有主要的份额。

　　2、双排桩构造

　　双排桩构造——由前、后两排支护桩和梁衔接成的刚架及冠梁组成的支挡式构造。

　　双排桩构造的特性——构造：有较大的侧向刚度，无需支撑或拉锚

　　施工：顺应性广、工艺简单、与土方开挖无穿插作业、施工工期短等。

　　双排桩的设计——

　　嵌固稳定性验算：以构造前后排桩与桩间土的整体剖析，但嵌固段被动土的抗力作用在总抵御力矩中占主要局部。

　　刚架构造受力剖析：

　　1)前、后排桩的受力前排受压;后排受拉，并惹起前、后排桩竖向位移和桩身弯矩。

　　2)前、后排桩之间土体：思索其的反力与变形关系(桩间土看作程度向单向紧缩体，按紧缩模量肯定刚度系数)

　　思索开挖后应力释放惹起的初始压力(按桩间土自重占滑动体自重的比值肯定)

　　3)桩顶梁

　　3、型钢水泥土搅拌墙

　　型钢水泥土搅拌墙——由水泥土墙和内插的型钢组成的复合支护构造。

　　特性——支护性能好、造价低、环保(型钢可回收)等。我国于2010年公布了《型钢水泥土搅拌墙技术规程》JGJ/T199 ，标志了该技术已较为成熟。

　　型钢和水泥土作用——型钢：作为挡土构造;

　　水泥土：作为截水帷幕。

　　型钢水泥土搅拌墙的工作特性——

　　墙体变位较小时：水泥土对进步墙体的刚度有相当奉献;

　　墙体的抗弯承载力验算：不应思索水泥土的作用;

　　型钢间水泥土的受剪：包括型钢间水泥土的错动受剪和最弱截面处的部分受剪。

　　型钢水泥土搅拌墙的桩身强度——这是目前工程中矛盾比拟集中的问题。

　　设计请求：普通强度为1.0MPa左右，以至更高;

　　实践状况：常常难以到达设计请求;

　　取芯检测：28d强度值普通在0.4MPa左右。

　　如何肯定水泥土搅拌墙的桩身强度?

　　工程实践：鲜有因强度较低而形成毁坏的事例;

　　理论剖析：请求水泥土28d抗压强度为0.5MPa左右;

　　标准倡议：采用不小于0.5MPa较为适合。

　　三、深基坑工程施工新设备和新工艺

　　施工中新设备和新工艺——公开连续墙、混凝土咬合桩排桩、超深多轴水泥土搅拌桩(SMW工法)、水泥土搅拌连续墙(TRD工法)、超大型环形支撑体系、十字钢支撑双向复加预应力技术、混凝土支撑的绳(链)锯切割法、锚杆的回收技术等。

　　1、公开连续墙成槽机械和工艺

　　常用的成槽机械——

　　铣削式成槽机——最大成槽深度可达150m，墙体厚度可达2.5m。

　　槽壁稳定——

　　粉土、粉砂土等易坍塌土层的技术措施：

　　① “夹心”公开连续墙(水泥土搅拌桩维护槽壁);

　　② 改进泥浆性能。

　　2、灌注桩施工新技术

　　1)旋挖钻孔灌注桩

　　旋挖成孔：经过桶状斗式钻头回转切削土体。

　　装土外运：直接将土装入钻斗，提升卸土。

　　泥浆护壁：易坍塌土层——采用静态泥浆护壁泥浆排量仅传统工艺的1/4~1/5);

　　不易坍塌土层——可采用干式或清水钻进工艺(无需泥浆护壁)。

　　2)钻孔咬合灌注桩：由距离布置的混凝土素桩和配筋桩互相咬合，构成的 “桩墙”。

　　咬合办法——旋挖钻机成孔、冲抓钻成孔、全套管成孔等。

　　性能——与距离式灌注桩排桩相比：截水性能良好、不需附加的截水帷幕。

　　与公开连续墙相比：功用根本相同，但施工烦琐、造价低廉。

　　素桩和配筋桩——

　　素桩的混凝土：(超缓凝)初凝时间不小于40~70h;3d强度不大于3MPa;8d强度不小于C15。

　　配筋灌注桩：素桩混凝土初凝阶段施工，咬合素桩。

　　全套管成孔——适用：除用于咬合桩外，还可用于：淤泥、流砂、公开水富集等不良地层;城市建筑物密集或有公开障碍的地域。

　　3、型钢水泥土搅拌墙施工工艺

　　1)多轴柱列式水泥土搅拌墙：SMW工法(Soil Mixing Wall)

　　搅拌桩施工机械：三轴(四轴或五轴)搅拌桩机械;桩径650~1000mm，最大深度可达60m。

　　型钢拔出机械：液压式拔桩机

　　关于水泥土水灰比的讨论：我国标准倡议水泥掺量高达20%左右;水灰比为1.5~2.0，砂砾土中为1.2~2.0。

　　高水灰比的必要性?

　　不用要——对水泥土强度并无好处;大量原土被置换，施工中难以完成(实践施工中常常呈现涌土时便中止注浆);置换排出的土为水泥含量较高的废土，形成污染。

　　基于水泥土强度0.5MPa可满足请求的前提，

　　倡议——水泥掺量取15%~18%; 水灰比取0.8~1.0。改用震动插入型钢的办法。

　　日本有关材料：水泥掺量15%左右，水灰比0.8~1.0之间。

　　型钢插入：

　　型钢插入时间?

　　标准规则：水泥土搅拌后30min内插入;

　　工程经历;水泥土搅拌后1~2h内插入，并无影响。

　　振动插入对型钢与水泥土的粘结力的影响?

　　在搅拌桩施工后1~2h内(水泥初凝前)，振动插入型钢不会影响粘结力。

　　2)水泥土搅拌连续墙：日本称TRD工法(Trench Cutting Re-mixing Deep Wall)

　　特性——与多轴柱列式水泥土搅拌墙相比：成墙连续;外表平整;深度大。

　　搅拌连续墙施工机械——

　　成墙：采用链锯式搅拌刀具;

　　成墙深：刀具用销栓衔接，深度可达数十米;

　　高度小：整体上下仅10m左右。

　　施工工艺——主机所带的链锯式搅拌刀具沉入地基土中并沿刀架挪动，作往复运动，并在深度方向灌入水泥浆液，与土体搅拌、混合成墙。

　　四、逆作法和应用“时空效应”的开挖技术

　　1、公开构造的逆作法建造

　　逆作法——公开工程由上向下施工的办法。

　　特别适用：超深公开构造、环境维护请求高。

　　优点——

　　①以主体构造作为“支撑”，刚度大，基坑变形较小;

　　②无需支撑，大大节约资源、降低能耗;

　　③可完成上、下构造同步施工，不同水平缩短工期;

　　④公开构造顶板较早构成，施工现场布置便当。

　　逆作的几种办法——

　　1)上下构造能否同步施工

　　2)平面区域能否全部逆作施工

　　3)顶板以下构造能否采用逆作

　　4)围护构造能否兼作主体构造外墙

　　逆作法的土方开挖——

　　2、软土地域应用“时空效应”的开挖技术

　　软土地域土的特性——含水率高、强度低，在开挖时有很大的流变性。开挖易惹起基坑过大变形，以至危及周边环境。

　　基坑工程的“时空效应”——基坑支护构造的变形和周边地层的变形：随时间推移而开展;因开挖的空间尺度、坑底暴出面积而不同。这在软土地基的条件下尤为突出。

　　应用“时空效应”的开挖技术——“分层、分块、对称、均衡、限时”。超大深基坑中，分块开挖是最根本的措施。

　　分块开挖典型方式之一 ——超长线性基坑

　　采用分段分层开挖办法，及时设置支撑、施工垫层。

　　在前区段的根底底板完成后停止后续区段的开挖。构成线性的流水作业。

　　分块开挖典型方式之二——无内支撑的大面积基坑

　　应用后浇带停止分块施工，在前一区块根底底板施工完成后停止后一区块的土方开挖。

　　各块之间可采用跳仓施工法以加快进度。

　　分块开挖典型方式之三——大面积采用内支撑的深基坑

　　采用分层盆式开挖或分层岛式开挖的方式。

　　分层盆式开挖示例

　　分层盆式开挖示例——竖向分层盆式开挖

　　分层盆式开挖示例——平面分块开挖

　　五、结语

　　我国基坑工程的新技术、新工艺、新设备不时涌现。

　　公开工程范围将向大面积、超深度方向开展——需求基坑工程技术的不时提升和创新。

　　基坑工程地域性、复杂性、综合性和不可预见性的特性——需求在设计与施工中给予加倍注重和精心。

　　来源：豆丁施工

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