随着经济的发展和城市现代化进程的加快,现代城市高层建筑基坑也向深、大方向发展,深度达15至25米,宽度和长度超过100米。基坑附近有许多建筑物、道路和管道。周边环境复杂,施工场地拥挤,环境安全要求高。因此,过去基坑支护结构的选择非常简单。围护结构采用柱式灌注桩挡土墙或地下连续墙。采用明挖法施工时,照常使用多通道支撑(多通道内支撑或多通道后拉锚杆)。国内外广泛使用的钢板桩挡土墙或桩板(分离式工字梁加衬板)挡土墙等其他支护形式,由于刚度弱、易透水、打桩等,对城市环境造成危害。振动和挤土效应。 ,已很少用于建筑物的深基坑。
然而,近年来出现的预制钢结构基坑支护已成为适合地质条件下深基坑的选择,逆向施工方法在国内也日趋成熟。
深基坑支护的方法有很多种。这些支撑方法的原理和作用总结如下。
钢板桩支护
钢板桩是一种施工简单、投资经济的支护方法。它由钢板桩、锚杆(或内部支撑、锚固结构、腰梁等)组成。由于钢板桩本身比较柔韧,如果支撑或锚固系统设置不当,其变形会很大。
对于基坑深度超过7m的软土地层,除非设置多层支撑或锚杆,否则不宜采用钢板桩进行基坑支护。
地下连续墙支护
用专用开沟机挖沟至一定深度,同时用泥浆护墙,然后吊装钢筋笼,浇筑混凝土。地下连续墙的形状多种多样。一般集挡土、承重、截水、防渗于一体钢结构围护系统,也兼作地下室外墙。其缺点是施工需要专用设备,单次施工成本较高。
对各种地质条件和复杂施工环境的适应性强。施工不需要平整或模板。国内地下连续墙深度已达36m,墙厚1m。
桩支撑
排桩是指将钢筋混凝土挖孔(冲孔)灌注桩按一定间隔排列成队列。作为主要支护结构,其结构形式可分为悬臂支撑或单锚杆、多锚杆结构、打桩形式等。可分为单排或双排排列。
悬臂支护适用于开挖深度不超过10m的粘土层、不超过8m的砂土层、不超过5m的粉土层。
加筋水泥土深层搅拌支护
采用水泥作为固化剂,采用机械搅拌将固化剂与软土强制混合。固化剂与软土发生一系列物理、化学反应,逐渐硬化,形成完整、水稳、强度恒定的水泥土桩墙作为支护结构。
适用于粉土、粉质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于6m。对于有机土和泥炭土,应通过试验确定。
土钉墙支护
土钉是用于加固现场原位土壤的细长杆。通常是通过钻孔、放置带肋钢筋并沿孔的整个长度进行灌浆来制成的。它依靠与土体的粘结力或摩擦力来被动承受土体变形时的拉力。它由一组致密的土钉、加筋土和喷射混凝土面层组成支撑系统。由于边开挖边支撑,可有效保持土体强度,减少土体扰动。
适用于地下水位以上或人工降水后人工填土、粘土、弱胶结砂基坑支护,开挖深度5~10m。土钉墙不适用于富水粉质砂层、砾石卵石层、饱和软弱土层。不适合对变形要求严格的基坑支护。
锚杆或喷射混凝土支撑
锚杆类似于土钉墙支护。锚杆锚固于稳定土中,外端与支护结构连接钢结构围护系统,以维持基坑的稳定性。拉杆也有预应力。喷射混凝土的支护体称为喷射混凝土支护。
锚杆可与桩排、地下连续墙、土钉墙或其他支撑结构配合使用。它们不适用于有机土壤、液限大于50%的粘土层和相对密度小于0.3的沙质土壤。
拱形支撑结构
拱圈分为封闭拱和非封闭拱,拱圈的形式有圆拱、椭圆拱和二次曲线拱。这种拱圈挡土墙可以承受水平方向的土压力。由于拱的内力主要是压力,弯矩很小。可充分发挥混凝土高抗压强度的特点。施工方便,节省施工时间。
施工场地应适合拱圈的布置,结构应符合拱圈的受力特点,对拱脚的稳定性应给予足够的重视,并有可靠的保障措施。
逆向方法
根据施工程序不同,可分为全逆向施工法、半逆向施工法或部分逆向施工法。它采用地下层梁、板作为支撑,自上而下施工,围护结构变形小,节省临时支撑结构。
适用于深基坑及对周边变形要求严格的基坑。需提前编制施工组织方案和各结构节点的处理。