地下工程支護施工技術(shù)論文(共10頁)

1、PAGE PAGE 11地下工程支護施工(sh gng)技術(shù) 自我國改革開放來，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，高層建筑的數(shù)量巨增，深基礎(chǔ)日趨增多，基坑(j kn)開挖越來越深，土體支護技術(shù)被廣為重視，理論研究已達較高水平，工程實踐也取得不少成功經(jīng)驗。根據(jù)近年來我在多、高層施工中遇到的各種地基情況(qngkung)下的地下工程，采用不同支護技術(shù)，簡介如下。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同功能要求，地下工程一般都在地面以下310M，個別則達3050M。這些工程大都建造在市區(qū)或近郊，場地狹小，土方施工大多不宜選用大放坡開挖方案。因此就有對土體臨空進行防護的問題。加之地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)差異和地下水的影響，給地下工程的設(shè)計和施工帶來不少技術(shù)

2、處理復(fù)雜、難度增大的問題，耗資比例也較高，一般約為地下工程結(jié)構(gòu)費用的1050%，特殊者還要更高。地下工程施工中，降低地下水位和基坑開挖土體支護是施工中最為關(guān)注的重大技術(shù)問題。而土體支護又是地下工程施工中的共性問題。土體支護是一種臨時結(jié)構(gòu)，作用主要是，在地下工程土方開挖至主體結(jié)構(gòu)完成整個過程中保證基坑周邊土體穩(wěn)定不致坍塌影響施工的正常進行；對鄰近建筑物不會造成嚴重沉降影響正常使用，甚至危及安全等。施工中的土體支護實質(zhì)是使土體穩(wěn)定的護坡工程。支護結(jié)構(gòu)型式板樁支護（1）木樁 適用于土質(zhì)松軟易于施打，基坑面積不大，且開挖深度3M以內(nèi)?？捎脠A木或枋木單排或雙排疏、密布置均可，頂部輔以拉、撐設(shè)施效果更佳。

3、重復(fù)使用性小，價格較低，工期較快，但近年來木材禁伐，不宜在現(xiàn)場使用。（2）鋼板(gngbn)樁 一般常用日產(chǎn)FSPIIIVL拉森鋼板(gngbn)樁，或H鋼樁，大型槽鋼。配以角樁、嵌板樁。軟土地區(qū)使用較多，效果甚好。鋼板樁即可擋土還可擋水，施工速度快，工期短。一般定位除留設(shè)一定的支撐余地外，應(yīng)盡量減小與地下工程結(jié)構(gòu)之間的距離（1.52.0M），并須封閉。采用機械施打，噪音(zoyn)大。由于可拔出重復(fù)使用，較為經(jīng)濟，但耗鋼量大，貨源受限。基坑開挖深度大于10M，須增大截面模量，采取措施提高其剛度。（3） 鋼筋混凝土板樁為 預(yù)制鋼筋混凝土企口板，（見圖1）一般寬度500600mm,厚度20030

4、0mm，長度1217mm。計算配筋C30級混凝土。用機械施打，較鋼板樁經(jīng)濟，為工程常用支護結(jié)構(gòu)型式之一。（圖1）2、 樁體支護 采用密排具有與連續(xù)墻相同的作用。工程實例證明樁體支護是很有效的，特別開挖深度大于10M以上更為有利。（1）、挖孔灌注樁 用于土層土質(zhì)較好，無水或降水后土層基本綱穩(wěn)定(wndng)，采用人工成孔，一般須護壁以防塌孔。配筋澆C20級混凝土。具有使用機具(jj)少，無噪音，無震動，不污染環(huán)境，適用各種情況，造價低等優(yōu)點。但遇流砂、流動性淤泥土、地下水較豐富者不宜采用。施工時要抓好預(yù)防坍方、孔內(nèi)送風(fēng)防中毒、防漏電電擊事故等安全措施。一般(ybn)直徑10001400mm，樁頂

5、部設(shè)水平聯(lián)系梁與錨拉支護效果好。（2）鉆孔灌注樁 適宜于地下水位較高、飽和、非飽和軟土地區(qū)土層，采用機械成孔，泥漿護壁，反循環(huán)清孔下鋼籠，水下澆注混凝土工藝施工。具有開挖支護布置靈活、機具簡便、成樁快、價格低。擋土阻水等優(yōu)點?？讖?51000mm。應(yīng)用多處，效果較好。（3）預(yù)制鋼筋混凝土樁 除用于工程樁基礎(chǔ)外，亦可用于支護工程。（4）樹根樁 這是一種小直徑（150250mm）鉆孔灌注群樁，一般作為托換技術(shù)處理，在地下工程土方開挖中位樁木復(fù)合體用作擋土結(jié)構(gòu)，可以承受較大的水平荷載。適量配筋，壓噴混凝土形成樁身，由不同程度的斜樁組成緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，樁身具有土釘效應(yīng)，形成較為理想的塊體，以穩(wěn)定邊坡。

6、在工程中應(yīng)用，基坑開挖深度達6M，近鄰建筑物仍保持完好，經(jīng)濟效果良好（見圖2）這種由無數(shù)根小直徑樁交織組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，摩阻面大，有良好的握裹效應(yīng)，因此對滑動(hudng)、傾斜、地基失穩(wěn)等現(xiàn)象有較好效果，均可按普通土墻的計算方法進行設(shè)計（見圖3） （圖2） （圖3）另外，鋼管樁、H鋼仗等支護(zh h)結(jié)構(gòu)剛度都比鋼板樁好，效果也較顯著，工程施工中常被施工單位采用。3、墻體支護(zh h)（1）地下連續(xù)墻 是軟土地區(qū)地下深坑開挖的一種常見支護型式?？膳c地下工程墻體結(jié)構(gòu)合一進行設(shè)計比較經(jīng)濟。作支護結(jié)構(gòu)時一般置于工程結(jié)構(gòu)外側(cè)，入土深度達20M以至更深。根據(jù)不同地質(zhì)情況考慮支撐條件。連續(xù)墻設(shè)計時主要考

7、慮入土深度、墻體內(nèi)力及變形。平面布置，槽段劃分以及支撐系統(tǒng)均應(yīng)計算確定。連續(xù)墻的入土深度對整個支護工程的費用，周圍土體沉降，基坑施工均有很大影響。具體設(shè)計時尚應(yīng)驗算整體抗滑、抗傾、抗土體隆起及槽壁穩(wěn)定等各種穩(wěn)定安全度。地下連續(xù)墻是在成槽段內(nèi)直接澆注混凝土而成。施工工藝：液壓抓斗成槽；泥漿護壁；反循環(huán)清底置換泥漿；安放片式鋼筋籠；水下澆注混凝土；接頭施工；頂部連梁施工。墻厚一般為600800mm（視抓斗寬度而定），混凝土C20級。為增加連續(xù)墻剛度，可相隔一定距離設(shè)置肋墻構(gòu)成肋形連續(xù)墻，提高支護抗力效果。（2）水泥土（石）擋墻 在粘土(zhn t)、砂卵石地基，地下水滲透系數(shù)不大，可在欲支護位置上

8、用鉆孔機械按一定距離（0.51.0M）小直徑成孔，通過導(dǎo)管慮孔壓注水泥漿，使管內(nèi)漿體體面向四周噴射進入土層中、凝固后形成水泥土（石）擋墻，增強土體強度和穩(wěn)定性，這是一種以水泥漿作固化劑的加固方法，適宜于開挖深度較淺（3M內(nèi)）而又不可能被放坡大開挖的基坑支護。（3）地下水泥旋噴樁幕墻 開挖深度在5M以內(nèi)，一般有較好的水平擋土和防水能力。深度最大可到10M。幕墻內(nèi)至開挖地基(dj)應(yīng)保持11.5坡度，面層用5080mm厚，鋼筋混凝土護壁作防護層。否則應(yīng)在內(nèi)側(cè)砌筑擋墻來滿足這一坡度要求（見圖4）。 （圖4）4、薄層(bo cn)支護土層較好，坑壁較淺，可以(ky)采用分層開挖，分層支護及適當(dāng)放坡多臺

9、階支護，一般較經(jīng)濟（見圖5）。（1）砌體(q t)（磚、石、混凝土）護壁。240370mm厚，圖5中a、c、h1、h2根據(jù)土質(zhì)(t zh)中b值計算選定。（2）草包袋裝土體疊砌護壁。一般較方便實用。（3）50100mm厚鋼絲網(wǎng)水泥或C15級混凝土護壁。（4）預(yù)制混凝土人字型砌塊護壁（見圖6）。其中（1）、（4）均可拆除回收重復(fù)使用。 （圖5） （圖6） 二、支護技術(shù)中應(yīng)考慮的問題1、支護體一般屬于承受側(cè)土壓力的結(jié)構(gòu) 設(shè)計計算中除地質(zhì)土層結(jié)構(gòu)特性影響外，還受其支護體本身剛度，撐錨布置形式、鄰近建筑物荷載、地面荷載、地下水及開挖方法等多種因素的影響，比較復(fù)雜，很難尋求精確的計算方法，一般情況都簡化

10、認為土層基本是均勻的，可用郎金公式計算，應(yīng)符合其假定條件。亦可用經(jīng)驗公式計算校核。計算內(nèi)容為擋土強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、水平變形（位移）等。但由于深基坑支護體大多是封閉形，因此設(shè)計時要考慮這一因素。懸臂式支護結(jié)構(gòu)一般在5M內(nèi)較經(jīng)濟，大于5M宜撐、錨。懸臂式對土質(zhì)條件的變化較敏感，易產(chǎn)生較大位移。如鋼板樁擋土，應(yīng)采用不排水快剪理論(lln)進行計算，以減少位移。2、支護撐錨應(yīng)用技術(shù) 對支護結(jié)構(gòu)進行(jnxng)合理撐錨，確保土體穩(wěn)定，減少支護結(jié)構(gòu)厚度（直徑），節(jié)省費用，滿足后續(xù)施工要求都有極其重要餓作用。因此，撐、錨技術(shù)大多與支護結(jié)構(gòu)同時考慮和廣為采用。（1）錨拉式 這種方法簡單較省，工期短，但要有足夠

11、的錨拉場地(chngd)。錨拉安全系數(shù)K=1.5,錨樁與支護結(jié)構(gòu)應(yīng)有一定的距離（見圖7）。一般按下式計算：SLtg（450+ /2）式中，L錨樁長度。（2）支撐式 深坑支撐體系設(shè)計和架式的可靠程度是影響工程進度、基坑土體穩(wěn)定和造價的關(guān)鍵因素。支撐式大多適用于場地狹小平面規(guī)矩，開挖程度小于12M且深度較深的，以內(nèi)支撐為宜。頂部設(shè)置一道水平剛度較大的鋼筋混凝土環(huán)形梁加強整體性，有效控制變形。厚度為300500mm，寬度為1.02.0M，構(gòu)成封閉式水平框架。支撐材料以鋼管為宜，縱向設(shè)連系桿件確保支撐的雙向穩(wěn)定，轉(zhuǎn)角處應(yīng)設(shè)角撐?？缍容^大者中部設(shè)立柱支承，整個支撐系統(tǒng)應(yīng)有(yn yu)足夠的強度和剛度，

12、以抵抗變形（見圖8）。平面形狀復(fù)雜，跨度大于12M不宜用支撐式。 （圖7） （圖8）（3）土錨 用旋轉(zhuǎn)式鉆孔機套鉆進，穿入錨桿后用千斤頂拔管、灰漿泵壓入水泥砂漿注入錨桿底部四周土體，使之形成擠壓區(qū)凝固體，以摩擦力形式傳遞荷載。在淤泥質(zhì)軟土地區(qū)應(yīng)進行二次壓注水泥漿使之?dāng)U徑，從而提高錨桿于土壤之間的抗剪于端承強度，增加錨拉力。軟土地基進行錨拉施工要盡量(jnling)縮小臨空面，加快錨拉進程，與土方開挖工作密切配合，使土體穩(wěn)定，支護體不致產(chǎn)生較大位移。土錨有單層、多層錨，有水平和傾斜錨多種形式，拉桿(lgn)材料有鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼鉸線等。一般直徑 90180mm，間距按設(shè)計（12M），長度1825M

13、，多層錨可以更長。土錨經(jīng)工程實踐，極限抗拔力較高，既實用方便而且又效益良好，土錨技術(shù)將會得到更好的應(yīng)用不斷提高和發(fā)展。3、位移問題 支護結(jié)構(gòu)變形不僅與支護體剛度、支撐剛度、土體作用有關(guān)，且與土方開挖(ki w)方式、開挖速度及時間均有緊密的聯(lián)系。根據(jù)有關(guān)工程試驗，產(chǎn)生位移與主動土壓和被動土壓均有一定的關(guān)系。土質(zhì)不同位移值亦不同。作為臨時結(jié)構(gòu)的支護體后面的土體位移只要在規(guī)定范圍內(nèi)，又能保證在地下工程施工期間土體仍保持穩(wěn)定，滿足施工安全應(yīng)當(dāng)是允許的，但應(yīng)嚴格控制其位移量。懸臂式支護結(jié)構(gòu)只要入土深度夠，開挖深度在34M，實踐經(jīng)驗可以不驗算其位移。如果懸臂鋼板樁（見圖9），土方開挖較深，上端位移較大，

14、可以用卸荷處理或在板樁內(nèi)部(nib)留設(shè)一定高度的土體，盡量減少懸臂長度，這樣位移即可控制。 （圖9）拉錨式支護體，上端的位移在非入土部分深度的3%以內(nèi)，一般不會(b hu)影響施工安全。開挖45M深度的基坑可以不驗算其位移值。4、支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測在地下工程深基坑土方開挖，特別是城市建筑密集地區(qū)施工，對支護結(jié)構(gòu)、土體穩(wěn)定性進行現(xiàn)場監(jiān)測有著極其重要的意義。一般最簡單的監(jiān)測方法是簡單的儀器在支護頂部設(shè)多個觀測點測定(cdng)位移變化情況，測量相鄰建筑物、道路、地下管網(wǎng)系統(tǒng)有否定位，根據(jù)相鄰直接間接觀測得到的數(shù)據(jù)資料及時進行分析，就可以掌握支護結(jié)構(gòu)本身和環(huán)境的變化情況，提供施工動態(tài)信息，可以針對其具體問題采取響應(yīng)的措施確保各項設(shè)施的正常運行和安全使用。土體支護方案對地下工程施工是一項極為重要的技術(shù)工作。隨著建設(shè)的發(fā)展規(guī)律，技術(shù)水平的提高，新的支護技術(shù)相繼出現(xiàn)，選用什么方案最為合理(hl)，最為經(jīng)濟，不能一概而論。要根據(jù)(gnj)具體工程對象、開挖深度、施工要求、工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)及施工方法等多因素而定，方案的技