關(guān)于深基坑拉森樁支護(hù)的探討

1、    關(guān)于深基坑拉森樁支護(hù)的探討    葉迪摘要：基坑支護(hù)技術(shù)是建筑施工技術(shù)中的一種,在現(xiàn)在建筑領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。為了保證建筑的安全和施工的安全,在建筑施工中需要采用合理的深基坑支護(hù)技術(shù)。文章將就深基坑拉森樁支護(hù)技術(shù)進(jìn)行探討,闡述深基坑技術(shù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：深基坑、拉森樁支護(hù)abstract: the foundation pit supporting technology is one of the construction technology, now of architecture in a wide range of applicati

2、ons. in order to assure the construction safety and the safety of construction, in the construction of the need to reasonable deep foundation pit supporting technology. the article on the deep foundation pit larsen pile supporting technology are discussed, and expounds the design points of the deep

3、foundation pit technology.keywords: deep foundation pit supporting, larsen pile中圖分類號(hào)：tv551.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1、深基坑支護(hù)的方式深基坑是指開挖底面距地面深度超過(guò)5m的基坑，針對(duì)不同的土質(zhì)情況、地質(zhì)條件、安全等級(jí)、周邊環(huán)境、基坑深度等因素，有不同的支護(hù)方案及適用范圍，施工中應(yīng)本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、技術(shù)合理的原則進(jìn)行選擇?；拥闹ёo(hù)方式有水平板式支撐、垂直板式支撐、擋土板樁、擋土灌注樁、組合式擋土樁、地下連續(xù)墻、排樁、土層錨桿、水泥土墻、土釘墻、人工挖孔樁、逆作拱墻、井壁砼墻等。板式支撐適用于地下

4、水位低、較松散粘土類土的基坑支護(hù)，高層建筑有地下室的深基礎(chǔ)一般采用擋土灌注樁、排樁、地下連續(xù)墻、土層錨桿等方式，水泥土釘墻適用于一般粘土、砂土、深6m以內(nèi)的基坑。拉森樁是鋼板樁支護(hù)中的一種，因其具有強(qiáng)度高、密封性好、適用于各種土質(zhì)、各種深度，特別是在土質(zhì)松軟、地下水位高、周邊管線多、安全等級(jí)高的環(huán)境使用效果好，在目前的工程中應(yīng)用最為廣泛。2、拉森樁支護(hù)的特點(diǎn)拉森樁采用打樁機(jī)將其打入土中，形成一道連續(xù)封閉的墻，使用內(nèi)撐或拉錨來(lái)保護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，用以承受土體和地下水的水平推力。拉森樁既可作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，又可作為受力結(jié)構(gòu)，還可達(dá)到封水的目的，可保證基坑在無(wú)水狀態(tài)下作業(yè)。鋼板樁具有整體剛度大、防水性能好的特

5、點(diǎn)，在粘性土層深水河橋墩基礎(chǔ)施工中甚至不需要水下作業(yè)，可節(jié)省大量的現(xiàn)場(chǎng)加工構(gòu)件，具體一定的優(yōu)越性。2009初施工的滇池環(huán)湖東岸干渠截污工程基坑支護(hù)即使用拉森鋼板樁，取得了良好的效果。2010年在昆明呈貢大塘子水庫(kù)橋的深基坑施工中亦應(yīng)用了此方式，使用效果明顯，得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)及監(jiān)理的肯定。3、拉森樁支護(hù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)拉森鋼板樁的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1） 通過(guò)地勘報(bào)告提供的資料及現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行主、被動(dòng)土壓力計(jì)算；（2） 根據(jù)基礎(chǔ)及周邊環(huán)境初選支撐或拉錨方案；（3） 通過(guò)計(jì)算確定鋼板樁的型號(hào)、長(zhǎng)度，并以內(nèi)撐或拉錨進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)；（4） 驗(yàn)算基底隆起及涌水；（5） 確定基坑土的開挖方式及支護(hù)的方法。以上要點(diǎn)一般

6、不可能一次設(shè)計(jì)完成，需通過(guò)多次修改找出最佳方案。3.1、土壓力的計(jì)算土壓力的大小與土的天然重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力c、地面荷載有關(guān)，須通過(guò)試驗(yàn)確定。在計(jì)算取值時(shí)按地勘報(bào)告各土層的深度及土質(zhì)參數(shù)用加權(quán)平均的方法取定，進(jìn)行此項(xiàng)計(jì)算還應(yīng)與板樁的入土深度相適應(yīng)，一般應(yīng)進(jìn)行多次反復(fù)的計(jì)算，以期與板樁長(zhǎng)的取值搭配。計(jì)算土壓力分為主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力兩種，計(jì)算的方法有多種，常用的有朗金理論法和庫(kù)侖理論法兩種，針對(duì)不同的支護(hù)形式、基坑狀況也可兩種混合使用。朗金理論法計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，庫(kù)侖理論法計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏小，被動(dòng)土壓力則相反，為安全起見，應(yīng)針對(duì)墻背的垂直、水平、光滑情況綜合取定。3.2、支撐或拉錨初

7、選方案的確定基坑較淺、周邊工作面較寬時(shí)可采用拉錨方案，經(jīng)計(jì)算無(wú)須拉錨或支撐時(shí)可采用懸臂方案，基坑較深、計(jì)算后無(wú)法采用懸臂或受地形限制無(wú)法拉錨時(shí)則采用內(nèi)支撐方式。進(jìn)行此項(xiàng)選擇時(shí)還應(yīng)考慮基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸等因素，避讓主要受力構(gòu)件，避免影響受力結(jié)構(gòu)并達(dá)到操作方便、經(jīng)濟(jì)適用的目的。3.3、拉錨或支撐的計(jì)算懸臂板樁在板樁的頂不設(shè)支撐或錨桿，利用板樁本身具有的結(jié)構(gòu)受力、入土深度以達(dá)到支護(hù)的穩(wěn)定。單錨式板樁分淺埋和深埋兩種，其受力理論不同，受力計(jì)算也不一樣。多錨式板樁應(yīng)用較多，本文作主要敘述。多錨式板樁的布置按受力形式的可分為等彎矩布置和等反力布置兩種。計(jì)算的目的是確定板樁及支撐的規(guī)格尺寸和數(shù)量，如果計(jì)算

8、的支撐層數(shù)過(guò)多可過(guò)少，或者與基礎(chǔ)的主體結(jié)構(gòu)相沖突難以布置支撐，可以另外選擇板樁的規(guī)格，重新確定支撐的層數(shù)。為在保證基坑支護(hù)安全的前提下達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用的目的，可以先按懸臂板樁進(jìn)行計(jì)算，若計(jì)算后板樁自身的受力達(dá)不到要求，可按單錨板樁計(jì)算，漸次按多錨板樁計(jì)算。因?yàn)橹蔚脑O(shè)置用料較多，影響支護(hù)的造價(jià)明顯，在選擇時(shí)應(yīng)按步驟從造價(jià)低的方案選起，達(dá)不到受力要求時(shí)再選擇用量較多、投入較大的方案。在進(jìn)行支撐計(jì)算時(shí)，根據(jù)用料及布置方式的不同用不同的公式進(jìn)行計(jì)算，一般進(jìn)行壓應(yīng)力及壓桿穩(wěn)定計(jì)算，進(jìn)而確定支撐的規(guī)格及布置間距。鋼板樁的支撐常用內(nèi)撐，其分為圍囹及對(duì)撐兩部分。圍囹一般采用工字鋼、槽鋼，對(duì)撐一般采用無(wú)縫鋼管，為

9、保證內(nèi)撐的穩(wěn)定，在圍囹內(nèi)還需設(shè)角鋼斜撐、鋼牛腿等構(gòu)件。在安裝對(duì)撐時(shí)易出現(xiàn)支設(shè)不穩(wěn)或部分對(duì)撐受力部分失效的情況，此時(shí)可用鋼楔抵緊，也可設(shè)千斤頂施內(nèi)加應(yīng)力，使其充分發(fā)揮作用。圍囹的計(jì)算：按最大反力在基坑底中部的中層圍囹進(jìn)行計(jì)算。pn=(1/2) kad(hn+hn+1)上式中：pn-所求橫梁支點(diǎn)承受的土壓力；d-橫梁支點(diǎn)到板樁頂?shù)木嚯x；hn-橫梁支點(diǎn)至上一支點(diǎn)的跨度；hn+1-橫梁支點(diǎn)至下一支點(diǎn)的跨度。3.4、板樁入土深度的計(jì)算在防傾覆系數(shù)不小于2 的前提下按試算法、盾恩近似法、等值梁法計(jì)算板樁的入土深度。試算法懸臂板樁，盾恩近似法、等值梁法適用于單錨及多錨板樁。如單錨淺埋式的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：為保證

10、a點(diǎn)處m=0，則eaha-ephp=0，即ea 2 3(h+t)-ep(h+ 2 3t)=0t=(3ep-2ea)h2(ea-ep)將以上數(shù)據(jù)代入上式，即可求出t值。上式中:ea-主動(dòng)土壓力最大壓強(qiáng), ea=1(h+t)ka ；ep-被動(dòng)土壓力最大壓強(qiáng), ep=2tkp；ka-主動(dòng)土壓力系數(shù)，ka=tg2(45°- 12)；kp-被動(dòng)土壓力系數(shù)，kp=tg2(45°+ 22)；1、2-分別為主動(dòng)土、被動(dòng)土的內(nèi)摩擦角，以加權(quán)平均法分別取值；1、2-分別為主動(dòng)土、被動(dòng)土的天然重度，以加權(quán)平均法分別取值；h-基坑開挖深度，3.5、板樁的穩(wěn)定性驗(yàn)算板樁入土深度除保證本身的穩(wěn)定性外，

11、還應(yīng)保證基坑底部在開挖基坑及基礎(chǔ)施工期間不致出現(xiàn)隆起和管涌現(xiàn)象。在開挖深基坑時(shí)，若板樁背面的土柱重量超過(guò)基坑底面以下地基土的承載力時(shí)，地基的平衡狀態(tài)受到破壞，常會(huì)發(fā)生坑壁土的流動(dòng)，坑頂下陷、坑底隆起等現(xiàn)象（如下圖）。為避免此情況的發(fā)生，在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)地基進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。3.6、施打鋼板樁的方法拉森型鋼板樁用吊車就位后采用履帶式液壓機(jī)配液壓振錘打樁機(jī)施打。施打前一定要認(rèn)真放出準(zhǔn)確的支護(hù)樁中線。考慮到鋼板樁較長(zhǎng)，在施工中，鋼板樁容易向一邊傾斜，由于傾斜誤差積累不易糾正，難以控制鋼板樁的平直度，所以鋼板樁施工擬采用屏風(fēng)式打入法。屏風(fēng)式打入法不易使板樁發(fā)生屈曲、扭轉(zhuǎn)、傾斜和墻面凹凸，打入精度高，

12、易于實(shí)現(xiàn)封閉合攏。施工時(shí)，將1020根鋼板樁成排插入導(dǎo)架內(nèi)，使它呈屏風(fēng)狀，然后再施打。3.7、基坑的開挖方式根據(jù)不同的施工對(duì)象，基坑的開挖方式也不盡相同。深基坑有地下水或遇流砂等不穩(wěn)定土層時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用封底砼的方法，以策安全。若土質(zhì)情況較好時(shí)可在板樁打入時(shí)用長(zhǎng)臂挖機(jī)或門式吊車吊運(yùn)的方法開挖。無(wú)論采用何種方式，均應(yīng)邊開挖邊支撐，并隨時(shí)觀察支護(hù)的穩(wěn)定及周邊土的沉降或位移，確保安全。4、工程實(shí)踐在2009年的昆明市環(huán)湖截污工程中采用了拉森鋼板樁支護(hù)方案，其在有效支護(hù)、縮短工期方面發(fā)揮了極大的優(yōu)勢(shì)，2010年昆明呈貢大塘子水庫(kù)橋的深基坑中再次使用拉森樁，在地下水位高的水庫(kù)施工島內(nèi)打樁并配以無(wú)縫鋼管對(duì)撐和工字鋼圍囹，極大的發(fā)揮了拉森樁強(qiáng)度高、能封水、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，起得了很好的效果。結(jié)語(yǔ)