排樁支護的各種形式

1、排樁支護1. 目前國內(nèi)外研究綜述排樁支護是指由成隊列式間隔布置的鋼筋砼人工挖孔樁、鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、打入預(yù)應(yīng)力管樁等組成的擋土結(jié)構(gòu)。排樁支護是深基坑支護的一個重要組成部分，在工程中已得到廣泛應(yīng)用。它隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、隨著時代的需要而產(chǎn)生；隨著巖土工程，結(jié)構(gòu)工程，環(huán)境工程的不斷發(fā)展而發(fā)展：隨著工程力學(xué)，計算方法，材料科學(xué)的發(fā)展，其受力特性將更加明確，形式將更加多樣。為了把排樁支護結(jié)構(gòu)技術(shù)更好地應(yīng)用到工程中，人們對排樁的工作性能進行了深入的探討和研究。研究手段包括理論研究、數(shù)值分析和室內(nèi)外實驗研究等幾個方面，重點對排樁內(nèi)力、排樁變形、穩(wěn)定性和排樁相互作用及優(yōu)化設(shè)計等方面進行了分析探討和分析

2、。吳銘炳1根據(jù)福州軟土基坑應(yīng)用排樁支護結(jié)構(gòu)的原位測試結(jié)果,分析總結(jié)了排樁支護結(jié)構(gòu)實際受力變形特征,對比了不同理論計算結(jié)果與實測結(jié)果的異同,提出了，(1)控制排樁位移措施。(2)圍護樁為受彎構(gòu)件,樁身鋼筋應(yīng)力狀態(tài)主要與支護型式(懸臂或支撐)有關(guān),圍護樁采用雙面不對稱配筋,有利于發(fā)揮圍護樁強度。 (3)懸臂式排樁頂部位移最大,其大小主要受土層性質(zhì)控制,支(錨)撐式支護樁位移在開挖面附近達最大值,其大小主要受支護結(jié)構(gòu)本身剛度控制。 (4)鋼筋混凝土內(nèi)支撐松弛系數(shù):第一層支撐=0.91.0,第二層支撐=0.70.9,第三層支撐=0.50.7,應(yīng)盡量減少支撐層數(shù)。(5)目前常用的計算方法對(軟土地基)一

3、層支撐的排樁支護計算較為準確,二層以上支撐的排樁支護內(nèi)力應(yīng)采用考慮支撐設(shè)置滯后的m法計算,但由于軟土的特殊性位移計算仍不準確,在支護設(shè)計中應(yīng)采取相應(yīng)措施。Phili S K 2等分析了有樁頂約束的群樁效應(yīng)。Addenbroke 和 Dabee3 (2000)采用平面非線性有限元法，分析了 30 多個硬粘土中的深基坑開挖算例，基坑分析中假定土體不排水。在多支撐擋土墻設(shè)計中提出位移柔度系數(shù)的概念，用位移柔度系數(shù)( = EI /h5)控制深基坑設(shè)計。該文還分析了不同初始應(yīng)力和不同支撐剛度對基坑變形的影響。T.llyas46等在離心機上進行模型試驗，研究了在粘土中群樁的水平承載力。Lianyang Z

4、hang5等分析了無粘性土中樁的極限水平承載力。許錫昌，陳善雄，徐海濱6以矩形基坑懸臂排樁支護結(jié)構(gòu)為研究對象，通過分析現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和數(shù)值計算，歸納出了冠梁和支護樁的空間變形模式，建立了整個支護系統(tǒng)的能量表達式。利用最小勢能原理，推導(dǎo)了基坑中部樁頂最大位移的解析解，分析了各主要支護參數(shù)對該位移的影響。研究結(jié)果表明，樁頂最大位移隨坡頂超載和樁間距的增大基本呈線性增大趨勢；當嵌固深度系數(shù)逐漸增大時，樁頂最大位移也逐漸增大，但趨勢漸緩；基坑長度對其影響也較大，當基坑長度超過一定數(shù)值后，最大位移值趨于穩(wěn)定。最后利用所得的研究成果對某基坑進行了驗證，并與現(xiàn)場實測結(jié)果進行了對比，計算結(jié)果能夠滿足工程要求。得

5、到結(jié)論(1) 樁嵌固深度系數(shù) 對 0的影響較大。當嵌固深度逐漸減小時樁頂最大位移逐漸增大，但趨勢逐漸變緩； (2) 基坑長度 l 存在臨界值。當 l 小于該值時，0受其影響較大；當 l 大于該值時，0幾乎不再受其影響； (3) 超載 q 和樁間距 s 對樁頂最大位移0的影響較大，基本呈線性增長關(guān)系；工程實例驗證了本文方法是可行的。劉奮興7根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對單層支點排樁結(jié)構(gòu)的各種受力分析，應(yīng)用數(shù)據(jù)處理軟件excel，編制了一套專用的計算程序，解決了工程設(shè)計中需反復(fù)試算的大量計算量，準確計算了支護結(jié)構(gòu)支點力及嵌固深度。樁頂圈梁協(xié)調(diào)了樁與樁之間的協(xié)同工作，但盡將圈梁作為一種安全儲備造成一種浪費。何建明

6、白世偉8 以 圈 梁兩端固定為假設(shè)條件，建立了深基坑排樁一圈梁支護系統(tǒng)空間協(xié)同作用的計算模型與方法.計算結(jié)果表明:排樁一圈梁支護系統(tǒng)有明顯的空間協(xié)同作用，在工程設(shè)計和施工中，可以把圈梁作為排樁支護系統(tǒng)的第一道支撐考慮，并根據(jù)圈梁在不同部位所起的不同作用來合理配置受力筋，充分發(fā)揮圈梁的作用。莫海鴻 楊劍維 孫亮 姚朝軍9根據(jù)空間桿系有限元方法，建立了排樁支護結(jié)構(gòu)的計算模型.分析了切向平面內(nèi)圈梁對支護樁結(jié)構(gòu)變形，內(nèi)力的影響和法向平面內(nèi)基坑的幾何尺寸效應(yīng)。 林雪梅10結(jié)合具體工程探討軟土地基排樁支護的優(yōu)化設(shè)計并對監(jiān)測的結(jié)果進行分析，包括：方案優(yōu)選、支撐點位置的優(yōu)化、支撐結(jié)構(gòu)體系的確定、監(jiān)測排樁鋼筋應(yīng)

7、力、土壓力、排樁水平位移。總結(jié)出：軟土地基深基坑支護設(shè)計，應(yīng)根據(jù)場地情況和周邊環(huán)境，進行多種方案的經(jīng)濟技術(shù)比較，提出優(yōu)化設(shè)計方案。支撐梁的剛度和強度是控制基坑變形的關(guān)鍵，應(yīng)做到強支撐弱節(jié)點?；又ёo的現(xiàn)場監(jiān)測是基坑工程的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)做好信息反饋和分析工作。成就雖然取得了不少，但由于土體本身受力的復(fù)雜性，再加上工程條件的多樣性，排樁支護還是有很多待解覺的問題，如樁土的相互作用、排樁的計算模型、排樁的優(yōu)化設(shè)計等。值得注意的是由于各地區(qū)土質(zhì)條件的差異及各個工程施工環(huán)境的獨體性，排樁設(shè)計施工要做到具體問題具體分析。排樁支護的設(shè)計主要工作包括：1.1排樁支護結(jié)構(gòu)的基本理論及計算方法1.1.1 排樁支護結(jié)

8、構(gòu)的古典理論極限平衡理論極限平衡法是過去基坑設(shè)計計算應(yīng)用較多的古典計算方法。其基本原理是圍護結(jié)構(gòu)在開挖過程中受側(cè)向主動、被動土壓力作用而達到受力平衡狀態(tài)，計算時一般取圍護結(jié)構(gòu)受力達極限平衡狀態(tài)，即樁墻產(chǎn)生側(cè)向位移，使墻體被側(cè)土壓力達極限值主動土壓力，坑內(nèi)側(cè)土壓力達被動土壓力。通過極限平衡條件，計算圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，驗算圍護結(jié)構(gòu)插入深度是否滿足整體穩(wěn)定、抗隆起穩(wěn)定和抗管涌穩(wěn)定的要求1.1.2彈性抗力法彈性抗力法又稱土抗力法、彈性地基梁有限元法，是現(xiàn)行規(guī)范推薦的基坑支護結(jié)構(gòu)計算方法。彈性抗力法取單位寬度的擋墻作為豎直放置的彈性地基梁，一般采用圖 2-3 所示的兩種計算簡圖。在彈性抗力法中，基坑底面以

9、上圍護結(jié)構(gòu)作為彈性梁單元，基坑底面以下圍護結(jié)構(gòu)作為彈性地基梁單元，支撐或拉錨視為彈性桿單元；圍護結(jié)構(gòu)所受荷載為主動側(cè)的水土壓力，土壓力按古典土壓力理論計算，圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)被動區(qū)土體簡化為土彈簧。被動區(qū)由于圍護結(jié)構(gòu)位移而產(chǎn)生的土體抗力用彈簧模擬，彈簧的反力系數(shù)即水平抗力系數(shù)的確定一般有張有嶺法， K 法，m 法，C 法等。通常采用 m 法計算地基的水平抗力系數(shù)。1.1.3 有限元法在基坑變形及應(yīng)力場問題分析方法中，有限元法有很大的優(yōu)越性，它可以考慮多種因素對基坑變形的影響，因而在基坑開挖分析中得到越來越多的應(yīng)用?；娱_挖分析有限元法分為桿系有限元法、平面有限元法和空間有限元法。桿系有限元法在彈性抗

10、力法中得到應(yīng)用。平面有限元法和空間有限元法為連續(xù)介質(zhì)有限元法。1.2穩(wěn)定性驗算對深基坑進行全面的穩(wěn)定性驗算是深基坑設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一，目前對深基坑主要作以下驗算： 基坑整體穩(wěn)定性驗算圍護結(jié)構(gòu)踢腳穩(wěn)定性驗算基坑四周滲流穩(wěn)定性驗算基坑地突涌穩(wěn)定穩(wěn)定性驗算1.3 基坑變形計算2. 排樁支護各種形式、特點及應(yīng)用范圍由于其對各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性、施工簡單易操作且設(shè)備投入一般不是很大，在我國排樁式支護是應(yīng)用較多的一種。排樁通常多用于坑深715m的基坑工程，做成排樁擋墻，頂部澆筑砼圈梁，它具有剛度較大、抗彎能力強、變形相對較小，施工時無振動、噪音小,無擠土現(xiàn)象，對周圍環(huán)境影響小等特點。當工程樁也為灌注樁時，

11、可以同步施工，從而有利于施工組織、工期短。當開挖影響深度內(nèi)地下水位高且存在強透水層時，需采用隔水措施或降水措施。當開挖深度較大或?qū)吰伦冃我髧栏駮r，需結(jié)合錨拉系統(tǒng)或支撐系統(tǒng)使用。排樁支護依其結(jié)構(gòu)形式可分為懸臂式支護結(jié)構(gòu)、與（預(yù)應(yīng)力）錨桿結(jié)合形成樁錨式和與內(nèi)支撐(砼支撐、鋼支撐)結(jié)合形成樁撐式支護結(jié)構(gòu)。(1) 懸臂式排樁支護結(jié)構(gòu)懸臂式支護結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)基坑周邊的土質(zhì)條件和環(huán)境條件的復(fù)雜程度選用，其技術(shù)關(guān)鍵之一是嚴格控制支護深度。根據(jù)深圳地區(qū)的經(jīng)驗，懸臂式支護結(jié)構(gòu)適用于開挖深度不超過l0m 的粘土層，不超過5m的砂性土層，以及不超過4-5m的淤泥質(zhì)土層。 懸臂式排樁結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及適用范圍優(yōu)點：結(jié)

12、構(gòu)簡單，施工方便，有利于基坑采用大型機械開挖。缺點：相同開挖深度的位移大，內(nèi)力大，支護結(jié)構(gòu)需要更大截面和插入深度。適用范圍：場地土質(zhì)較好，有較大的c、值，開挖深度淺且周邊環(huán)境對土坡位移要求不嚴格。(2) 內(nèi)撐式排樁支護結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)由支護結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)撐體系兩部分組成。支護結(jié)構(gòu)體系常采用鋼筋混凝土樁排樁墻、SMW工法、鋼筋混凝土咬合樁等型式。內(nèi)撐體系可采用水平支撐和斜支撐。根據(jù)不同開挖深度又可采用單層水平支撐、二層水平支撐及多層水平支撐，分別如圖2.2a、b及d所示。當基坑平面面積很大，而開挖深度不太大時，宜采用單層斜支撐如圖2.2c所示。2.2 內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼

13、管或型鋼支撐兩種。鋼筋混凝土支撐體系的優(yōu)點是剛度好、變形小，而鋼管支撐的優(yōu)點是鋼管可以回收，且加預(yù)壓力方便。內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)適用范圍廣，可適用各種土層和基坑深度，如圖在空間結(jié)構(gòu)體系中的應(yīng)用。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)造價比錨桿低。但對地下室結(jié)構(gòu)施工及土方開挖有一定的影響。但是在特殊情況下，內(nèi)支撐式結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)點。樁撐支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及適用范圍（1）樁撐支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：施工質(zhì)量易控制，工程質(zhì)量的穩(wěn)定程度高；內(nèi)撐在支撐過程中是受壓構(gòu)件，可充分發(fā)揮出混凝土受壓強度高的材性特點，達到的經(jīng)濟目的；樁撐支護結(jié)構(gòu)的適用土性范圍廣泛，尤其適合在軟土地基中采用。（2）樁撐支護結(jié)構(gòu)的缺點：內(nèi)撐形成必要的強度以及內(nèi)撐的拆除都需占

14、據(jù)一定工期；基坑內(nèi)布置的內(nèi)撐減小了作業(yè)空間，增加了開挖、運土及地下結(jié)構(gòu)施工的難度，不利于提高勞動效率和節(jié)省工期，隨著開挖深度的增加，這種不利影響更明顯；當基坑平面尺寸較大時，不僅要增加內(nèi)撐的長度，內(nèi)撐的截面尺寸也隨之增加，經(jīng)濟性較差。（3）樁撐支護結(jié)構(gòu)的適用范圍：適用于側(cè)壁安全等級為一、二、三級的各種土層和深度的基坑支護工程，特別適合在軟土地基中采用；適用于平面尺寸不太大的深基坑支護工程，對于平面尺寸較大的，可采用空間結(jié)構(gòu)支撐改善支撐布置及受力情況；適用于對周圍環(huán)境保護及變形控制要求較高的深基坑支護工程 (3) 拉錨式排樁支護結(jié)構(gòu)拉錨式支護結(jié)構(gòu)由支護結(jié)構(gòu)體系和錨固體系兩部分組成。支護結(jié)構(gòu)體系同

15、于內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)，常采用鋼筋混凝土排樁墻和地下連續(xù)墻兩種。錨固體系可分為錨桿式和地面拉錨式兩種。隨基坑深度不同，錨桿式也可分為單層錨桿、二層錨桿和多層錨桿。地面拉錨式支護結(jié)構(gòu)和雙層錨桿式支護結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖2.4a和b所示。地面拉錨式支護結(jié)構(gòu)需要有足夠的場地設(shè)置錨樁，或其它錨固物。錨桿式需要地基土能提供較大的錨固力。錨桿式較適用于砂土地基或粘土地基。由于軟粘土地基不能提供錨桿較大的錨固力，所以很少使用。樁錨支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及適用范圍（1）樁錨支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：樁錨支護結(jié)構(gòu)的尺寸相對較小，而整體剛度大，在使用中變形小，有利于滿足變形控制的要求；與樁撐支護結(jié)構(gòu)相比，樁錨支護結(jié)構(gòu)的拉錨力與深基坑的平

16、面尺寸無關(guān)，在平面尺寸較大的深基坑工程采用樁錨支護結(jié)構(gòu)能凸顯它的這個優(yōu)勢；樁錨支護結(jié)構(gòu)的施工相對較為簡單，而且由于基坑內(nèi)沒有支擋，坑內(nèi)有較大的凈空空間，從而能確保土方開挖與運輸、結(jié)構(gòu)地下部分施工所需的作業(yè)空間，也為提高勞動效率、節(jié)省工期創(chuàng)造了前提性條件；樁錨支護結(jié)構(gòu)的造價相對較低，有利于節(jié)省工程費用。（2）樁錨支護結(jié)構(gòu)的缺點：樁錨支護結(jié)構(gòu)所占作業(yè)空間較大，錨桿的設(shè)立要求場地有較寬敞的周邊環(huán)境和良好的地下空間；需要有穩(wěn)定的土層或巖層以設(shè)置錨固體；地質(zhì)條件太差或土壓力太大時使用樁錨支護結(jié)構(gòu)，容易發(fā)生支護結(jié)構(gòu)的受彎破壞或傾覆破壞。（3）樁錨支護結(jié)構(gòu)的適用范圍：適用于周邊環(huán)境比較寬敞、地下管線少且沒有

17、不明地下物的深基坑支護工程；特別適用于平面尺寸較大的深基坑支護工程；對于使用錨桿作為外拉系統(tǒng)的樁錨支護結(jié)構(gòu)，宜運用在具有密實砂土、粉土、粘性土等穩(wěn)定土層或穩(wěn)定巖層的深基坑支護工程中。深華商業(yè)大廈位于深圳市羅湖區(qū)南湖路與嘉賓路交叉口的東北角，樓高110m,總建筑面積13萬平方米，設(shè)四層地下室，基坑開挖深度16.15m，局部17.85m.基坑南側(cè)、西側(cè)為交通繁忙的城市道路，北側(cè)緊鄰羅湖大酒店。無放坡余地，經(jīng)多方案比較，采用樁錨支護結(jié)構(gòu)，基坑?xùn)|側(cè)與余氏廣場同時施工挖通。該場地地質(zhì)條件在深圳羅湖區(qū)比較典型，地質(zhì)條件自上而下依次為人工填土層，厚約1.4m，埋藏植物層厚0.5m,第四紀沖洪積層，包括粘土層

18、，厚約4m,礫砂層，厚約4m,圓礫砂層，厚約3m,第四紀殘積層粉質(zhì)粘土，厚約2.5m.其下為硅化凝灰質(zhì)砂礫巖，地下水位埋深0.6-3.6m。具體支護方案為:考慮到場地地下水位高，水量豐富，基坑開挖深度大以及施工作業(yè)上的方便，在基坑周邊設(shè)降水井，降水井間距約10m;由于場地條件的限制，基坑南、北、西三側(cè)只能垂直開挖。護坡樁采用人工挖孔灌注樁，直徑1.2m，樁間距2.0m，護坡樁利用2-3排20m長預(yù)應(yīng)力錨桿作背拉處理。其典型剖面如圖1所示。施工 完 成 后，由于甲方資金原因，基坑暴露達三年之久，基坑監(jiān)測顯示護坡樁樁頂最大位移13mm，護坡樁鋼筋最大應(yīng)力為66.5MPa,鎖口梁鋼筋最大應(yīng)力59.6

19、5MPa,錨桿最大拉力為264.8kN，沒有出現(xiàn)任何安全問題。證明該工程采用樁錨支護方案是成功的。按支撐結(jié)構(gòu)的不同排樁支護結(jié)構(gòu)可分為：(1)拄列式排樁支護 當邊坡土質(zhì)尚好、地下水位較低時，可利用土供作用，以稀疏鉆孔灌注樁或挖孔樁支檔土坡，如圖2.5a所示。(2)連續(xù)排樁支護(圖2.5b) 在軟土中一般不能形成土拱，支擋樁應(yīng)該連續(xù)密排。密誹的鉆孔樁可以互相搭接，或在樁身混凝土強度尚未形成時，在相鄰樁之間做一根素混凝土樹根樁把鉆孔樁排連起來，如圖2.5c所示。也可以采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁，如圖2.5d、e所示。(3)組合式排樁支護 在地下水位較高的軟土地區(qū)，可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥土樁防滲墻

20、組合的形式，如圖2.5f所示。間隔鉆孔樁加鋼絲網(wǎng)水泥墻特點及適用范圍：在樁上必須筑鋼筋混凝土連梁以調(diào)整各樁間的位移變形，并增加整體性能。施工簡單，無振動噪音，基坑淺可懸臂，深時可用與撐桿或錨桿搭配。造價省。不抗?jié)B，地下水位高時需降水。適用于：粘土、砂土、粉土地下水位低地區(qū)。鋼板樁特點及適用范圍：鎖口U型Z型鋼板樁整體性，剛度好，一次投入鋼材多。能止水，能重復(fù)利用則造價省。難以打入砂卵石及礫石層，拔樁有孔洞需處理，重復(fù)使用要修整，施工有噪音。重復(fù)使用止水較差，如不能拔出則鋼材多造價高。適用于：軟土、淤泥質(zhì)土地區(qū)且水位高多用。H型鋼加橫檔板特點及適用范圍：整體性差，如各樁以型鋼拉結(jié)，則可克服樁與樁

21、之間變形不均，一般與錨桿配合拉結(jié)，效果好。H型鋼需拔出，造價省否則浪費大?？?jié)B不好，打樁有振動噪音，礫石層難施工，拔樁有孔洞需處理。適用于:粘土、砂土地區(qū)。從布樁形式分排樁又可分為單排布置和雙排布置 。雙排樁支護結(jié)構(gòu)體系屬于懸臂類空間組合支護體系。所謂空間組合，是指支護樁從平面上看可按需要采用不同的排列組合，前排樁頂用圈梁連接，前后排之間有連梁拉接，在沒有錨桿或內(nèi)支撐的情況下，發(fā)揮空間組合樁的整體剛度和空間效應(yīng)，并與樁土協(xié)同工作，支擋因開挖引起的不平衡力，達到保持坑壁穩(wěn)定、控制變形、滿足施工和相鄰環(huán)境安全的目的。本章將評述國內(nèi)己有雙排樁支護結(jié)構(gòu)體系分析方法。雙排樁支護結(jié)構(gòu)的布樁形式如前所述，雙

22、排樁支護結(jié)構(gòu)可以理解為將密集的單排臂樁中的部分樁向后移，并在樁頂用剛性聯(lián)系梁一連梁把前后排樁連接起來，沿基坑長度方向形成雙排樁支護的空間支護結(jié)構(gòu)體系，因此，雙排樁支護結(jié)構(gòu)的布樁形式就非常靈活，常見的形式有并列式也可稱其為矩形格構(gòu)式，梅花式，還有折線式，連拱式，雙三角式，丁字式等，其組合形式如下圖所示。雙排樁支護結(jié)構(gòu)體系的特點及其優(yōu)缺點雙排樁支護結(jié)構(gòu)體系的特點主要體現(xiàn)為在雙排樁支護結(jié)構(gòu)中，前后排樁均分擔主動土壓力，其中前排樁主要起分擔土壓力的作用，后排樁兼起支擋和拉錨的雙重作用雙排樁支護結(jié)構(gòu)形成空間格構(gòu)，增強支護結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和整體剛度充分利用樁土共同作用的土拱效應(yīng)，改變土體側(cè)壓力分布，增強支護

23、效果。與單排懸臂樁支護結(jié)構(gòu)相比，雙排樁支護結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點單排懸臂樁完全依靠彈性嵌入基坑土內(nèi)的足夠深度來承受樁后的側(cè)壓力并維持其穩(wěn)定性，坑頂位移和樁身變形較大。懸臂式雙排樁支護結(jié)構(gòu)因為有剛性連系梁將前后排樁連接而組成一個空間超靜定結(jié)構(gòu)，整體剛度大又因為前后排樁均能產(chǎn)生與側(cè)土壓力反向作用的力偶，使雙排樁的位移明顯減小，同時樁身的內(nèi)力也有所下降，并形成交變內(nèi)力。懸臂式雙排樁支護結(jié)構(gòu)為一超靜定結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜多變的外荷載作用下能自動調(diào)整結(jié)構(gòu)本身的內(nèi)力，使之適應(yīng)復(fù)雜而又往往難以預(yù)計的荷載條件，而單排懸臂樁為一靜定結(jié)構(gòu)將土壓力看作已知力作用于其上則不具備此種功能。當受施工技術(shù)或場地條件等限制時，如果基坑深度

24、條件合適，懸臂式雙排支護樁是代替樁錨支護結(jié)構(gòu)的一種好的支護形式。施工實踐證明，其施工簡便、速度快、投資省。雙排樁支護結(jié)構(gòu)體系的缺點是雙排支護樁的設(shè)計計算方法還不夠成熟，實測數(shù)據(jù)還不多，受力機理不夠清楚。基坑周邊要有一定空間，以利于雙排支護樁的布置和施工。在對深基坑擋土支護結(jié)構(gòu)的位移有限制的要求下，對于一般粘性土地區(qū)來說，雙排支護樁是一種很有應(yīng)用價值的擋土支護結(jié)構(gòu)類型。地下水位較高的軟土地區(qū)采用雙排支護樁時，應(yīng)做好擋土、擋水，以防止樁間土流失而造成結(jié)構(gòu)失效，上海、杭州、寧波、福建、廣東等地區(qū)已經(jīng)有很多雙排樁擋土支護結(jié)構(gòu)的成功實例。3. 懸臂支護結(jié)構(gòu)及單支點結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計3.1懸臂式排樁結(jié)構(gòu)計算理

25、論 目前懸臂式結(jié)構(gòu)的計算理論，因考慮因素和假定條件的不同，也有多種計算方法，大致可以分為四類，見下表。在表中的四類計算方法，第一類最為簡單而近似，而第四類則比較精確，但計算復(fù)雜并有待于進一步發(fā)展。類別計算理論及方法方法的基本條件方法名稱舉例一較古典的板樁計算理論土壓力已知，不考慮墻體變形靜力平衡法二彈性地基梁法土壓力已知，考慮墻體變形桿系有限單元法；m法三共同變形理論（彈性）土體為彈性介質(zhì)，土壓力隨墻體變位而變化，考慮墻體變形彈性有限元法（包括土體介質(zhì)）四非線性變形理論考慮土體為非線性介質(zhì) ，考慮墻體變形非線性有限單元法3.1.1靜力平衡法懸臂式排樁支護的計算方法采用傳統(tǒng)的板樁計算方法。如圖3

26、.1所示，懸臂板樁在基坑底面以上外側(cè)主動土壓力作用下，板樁將向基坑內(nèi)側(cè)傾移，而下部則反方向變位即板樁將繞基坑底以下某點(如圖中b點)旋轉(zhuǎn)。點b處墻體無變位，故受到大小相等、方向相反的二力(靜止土壓力)作用，其凈壓力為零。點b以上墻體向左移動，其左側(cè)作用被動上壓力，右側(cè)作用主動土壓力；點b以下則相反，其右側(cè)作用被動土壓力，左側(cè)作用主動土壓力。因此，作用在墻休上各點的靜土壓力為各點兩側(cè)的被動土壓力和主動土壓力之差，其沿墻身的分布情況如圖3.1b所示，簡化成線性分布后的懸臂板樁計算圖式為圖3.1c，即可根據(jù)靜力平衡條件計算板樁的入土深度和內(nèi)力。HB1Mm又建議可以圖3.1d代替，計算入土深度及內(nèi)力。

27、下面分別介紹這兩種方法。圖3.1 懸臂板樁的變位及土壓力分布圖a）變位示意圖b）土壓力實際圖形c）懸臂板樁計算簡圖d）Blum計算簡圖首先，以均質(zhì)土層為例，主動土壓力及被動土壓力隨深度呈線性變化，隨著板樁的入土深度的不同，作用在不同深度上的各點的凈土壓力的分布也不同。當單位寬度板樁墻兩側(cè)所受的凈土壓力相平衡時，板樁墻則處于穩(wěn)定，相應(yīng)的板樁入土深度即為板樁保證其穩(wěn)定所需的最小入土深度，可根據(jù)靜力平衡條件即水平力平衡方程（H=0）和對樁底截面的力矩平衡方程（M=0）聯(lián)立求得。圖3.2靜力平衡法計算懸臂樁.21計算板樁墻前后的土壓力分布第n層土底面對板樁墻主動土壓力為 第n層土底面對板樁墻被動土壓力

28、為（考慮到墻面摩擦力，被動土壓力乘一提高系數(shù)，詳見深基坑工程施工手冊p102） 地面荷載傳送到n層土底面的垂直荷載(KNm2)； i層土的天然重度（KN/m3）i層土的厚度（m）；n層土的內(nèi)摩擦角（）n層土的內(nèi)聚力（KN/m2）對n層土底面的垂直荷載，可根據(jù)地面附加荷載、鄰近建筑物基礎(chǔ)底面附加荷載分別計算：1） 地面鋪滿均布荷載時，任何土層底面處；2） 與板樁墻平行 寬為B的條形荷載，離開板樁墻a時：當n層地面深度時=0當時，3） 作用在面積與板樁墻平行）的荷載，離開板樁墻的距離為a時：當n層地面深度時=0當時，2.建立并求解靜力平衡方程，求得板樁入土深度1)計算樁底墻后主動土壓力及墻前被動土

29、壓力，然后進行迭加求出第一個土壓力為零的點d，該點離坑底距離為u；2)計算d點以上土壓力合力Ea，求出Ea至d點的距離y；3)計算d處墻前主動土壓力及墻后被動土壓力4)計算樁底墻前主動土壓力和墻后被動土壓力5)根據(jù)作用在擋墻結(jié)構(gòu)上的全部水平作用力平衡條件和繞擋堵底部自由端力矩總和為零的條件可得H=0 ，M=0，整理后可得到t0的四次方程，求解可得板樁嵌入d點一下的深度t0值。為安全起見，實際嵌入基坑底面以下深度為 t=u+1.2t0 3.計算板樁的最大彎矩板樁最大彎矩作用點，亦即結(jié)構(gòu)端面剪力為零的點。例如對于非粘性土，設(shè)剪力為零的點在基坑底面下深度為b，即有 由上式可解得b后，即可求得最大彎矩

30、 對于有不同土層或有地下水時，計算原理相同。首先假定埋深d，然后計算主動土壓力和被動土壓力，并對樁底取矩。M=0則d值為臨界狀態(tài)。如果樁前側(cè)（基坑一側(cè)）的力矩大于樁背側(cè)的力矩時，板樁處于穩(wěn)定狀態(tài)。布魯姆（Blum）法布魯姆把板樁的計算簡圖用圖3.1d代替圖3.1c，即把原來柱腳出現(xiàn)的被動土壓力以一個集中力代替，計算簡圖如圖3.3所示。圖3.3 布魯姆計算簡圖a）作用荷載圖 b）彎矩圖 1.求樁插入深度對樁底C點取矩，Mc=0即 由上式可求得x值，板樁的插入深度為 t=u+1.2x最大彎矩的計算與前面介紹的相同。3.1.2 彈性線法（圖解法）彈性線法其基本原理與數(shù)解法相同，分析方法及步驟如下（圖

31、3.4）圖3.4 無支撐板樁圖解法1)選擇入土深度一般可根據(jù)經(jīng)驗初定t02)計算主動土壓力及被動土壓力，繪制土壓力圖形，再將此圖形分為若干小面積(一般可按高度分成0.51.0m一段)，并用相應(yīng)的集中力來代替，集中力作用在每一小塊的重心上；3)按圖解靜力學(xué)中索線多邊形的原理，作出力多邊形及索線多邊形。這時索多邊形就代表著比例縮小若干倍的彎矩圖。先以一定的比例選定極點0和極距及力的比例尺，然后作諸集中力的力多邊形及索線多邊形(圖3.4e，d)，t0的大小就由閉合線與索多邊形的交點來確定，若索線多邊形彎矩圖上最后根索線與閉合線的交點恰在壓力圖上代表最后一集中力的小面積的底邊線上時，說明所選用的板樁入

32、土深度是適當?shù)?。選擇兩三次逐次近似的t0值，即可滿足這個條件。4)根據(jù)力多邊形閉合的條件可求出值。求得后，可求得x，即可求得板樁的入土深度；5)板樁任一截的彎矩M等于極矩(力的比例尺)與索多邊形力矩圖上相應(yīng)的坐標y(距離的比例尺)的乘積，最大彎矩即為：Mmax=Ymax按此可求得所需板樁的截面及配筋3.1.3 彈性地基梁法用極力平衡法和圖解法都無法確定樁頂位移。但用彈性地基梁法可以同時計算排樁的內(nèi)力和位移。這里僅以位移計算說明彈性地基梁的應(yīng)用。懸臂式支護結(jié)構(gòu)位移計算采用如下假設(shè)：在坑底附近選一基點O，頂端位移由兩部分組成：O點以上部分作為懸臂梁計算，O點一下部分按彈性地基梁計算。具體表達式S=

33、+YS圍護樁頂端總位移；YO點以上長度；按懸臂梁計算（固頂端設(shè)在O點）頂端位移值；O點處樁的水平位移值；O點處樁的轉(zhuǎn)角；樁身變形如圖3.5所示對上下段結(jié)構(gòu)的分界點（O點）位置目前國內(nèi)有不同的處理方法：1、假定在基坑地面。2、假定在土壓力等于零處。3、假定在剪力等于零處。既然認為買入土中的部分可視為彈性地基梁，因此我們認為認為第1中假定較為合理，假定O點選取在坑底。值可按結(jié)構(gòu)力學(xué)虛位移原理（如圖乘法）進行計算、的計算：由于對橫向地基系數(shù)有不同的假定，因此、也有著不同的計算方法。如“常數(shù)法”、“m法”等。其中m法應(yīng)用較廣。M法的主要步驟：1.確定比例系數(shù)m。2.計算樁的變形系數(shù)。3.查表確定公式系

34、數(shù)。4.帶入公式求解截面內(nèi)力及位移。3.2 單支點排樁支護結(jié)構(gòu)頂端支撐(或錨系)的排樁支護結(jié)構(gòu)與頂端自由(懸臂)的排樁二者是有區(qū)別的。頂端支撐的支護結(jié)構(gòu)，由于頂端有支撐而不致移動而形成一鉸接的簡支點。至于樁埋入土內(nèi)部分，入上淺時為簡支，深時則為嵌固。下面所介紹的就是樁因入土深度不同而產(chǎn)生的幾種情況。1)支護樁入土深度較淺，支護樁前的被動土壓力全部發(fā)揮，對支撐點的主動上壓力的力矩和被動土壓力的力矩相等(圖3.6a)。此時墻體處于極限平衡狀態(tài)，由此得出的跨間正彎矩Mmax其值最大，但入土深度最淺為tmin 。這時其墻前以被動土壓力全部被利用，墻的底端可能有少許向左位移的現(xiàn)象發(fā)生。圖3.6 入土深度

35、不同的板樁墻的土壓力分布、彎矩及變形圖2)支護樁入土深度增加，大于tmin時(圖3.6b)，則樁前的被動土壓力得不到充分發(fā)揮與利用，這時樁底端僅在原位置轉(zhuǎn)動一角度而不致有位移現(xiàn)象發(fā)生，這時樁底的土壓力便等于零。未發(fā)揮的被動土壓力可作為安全度。3)支護樁入土深度繼續(xù)增加，墻前墻后都出現(xiàn)被動土壓力，支護樁在土中處于嵌固狀態(tài)，相當于上端簡支下端嵌固的超靜定梁。它的彎矩己大大減小而出現(xiàn)正負二個方向的彎矩。其底端的嵌固彎矩M2的絕對值略小于跨間彎矩M1的數(shù)值，壓力零點與彎矩零點約相吻合(圖3.6c)，4)支護樁的入土深度進一步增加(圖3.6d)，這時樁的入土深度已嫌過深，墻前墻后的被動土壓力都不能充分發(fā)

36、揮和利用，它對跨間彎矩的減小不起太大的作用，因此支護樁入土深度過深是不經(jīng)濟的。以上四種狀態(tài)中，第四種的支護樁入土深度已嫌過深而不經(jīng)濟，所以設(shè)計時都不采用。第三種是目前常采用的工作狀態(tài)，一般使正彎矩為負彎矩的110一115作為設(shè)計依據(jù)，但也有采用正負彎矩相等作為依據(jù)的。由該狀態(tài)得出的樁雖然較長，但因彎矩較小，可以選擇較小的斷面，同時因入土較深，比較安全可靠：若按第一、第二種情況設(shè)計，可得較小的入土深度和較大的彎矩，對于第一種情況，樁底可能有少許位移。自力支承比嵌固支承受力情況明確，造價經(jīng)濟合理。單支點的排樁計算方法有多種，包括平衡法、圖解法（彈性線法）、等值梁法、有限單元法等，本節(jié)我們主要介紹平

37、衡法和等值梁法。3.2.1自由端單支點支護的計算（平衡法）單支點自由端支護結(jié)構(gòu)如圖3.7，樁的右面為主動土壓力，左側(cè)為被動土壓力?？刹捎孟铝蟹椒ù_定樁的最小入土深度tmin和水平向所需支點力R。圖3.7 單支點排樁靜力平衡計算簡圖取支護單位寬度，對A點取矩，令MA=0；Z=0，則有MEa1+MEa2-MEP=0R=Ea1+Ea2-Ep式中 MEa1 、MEa2基坑底以上主動土壓力合力對A點的力矩； MEP 被動土壓力合力對A點的力矩；Ea1、Ea2基坑底以上及以下主動土壓力合力；Ep 被動土壓力合力；3.2.2等值梁法按一端嵌固另一端簡支的梁進行研究，此時單支撐擋墻的彎矩圖如圖3.8c，若在得

38、出此彎矩圖前已知彎矩零點位置，并于彎矩零點處將粱(即樁)斷開以簡支計算，則不難看出所得該段的彎矩圖將同整梁計算時一樣，此斷梁段即稱為整梁該段的等值梁。實際上單支撐擋墻其凈土壓力零點位置與彎矩零點位置很接近，因此可在壓力零點處將板樁劃開作為兩個相聯(lián)的簡支梁來計算。這種簡化計算法就稱為等值梁法，其計算步驟如下(圖3.8)：圖3.8等值梁法計算簡圖(1) 根據(jù)基抗深度、勘察資料等，計算主動土壓力與被動土壓力，求出土壓力零點B的位置，并計算B點至坑底的距離u值；(2) 由等值梁AB根據(jù)平衡方程計算支撐反力Ra。及B點剪力QB（3)由等值梁BG求算板樁的入土深度，近似計算將G點以下的樁上的土壓力合力簡化

39、成一作用于G點的集中力Ep。取MG0，則 由上式求得： 樁的最小入土深度：如土質(zhì)差時，應(yīng)乘1.11.2系數(shù)，得 （4）求剪力為零的點，計算最大彎矩Mmax。4.多支點支護結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計 目前多支點支撐結(jié)構(gòu)的計算方法有很多，一般有等值梁法（連續(xù)梁法）；支撐荷載的1/2分擔法；逐層開挖支撐力不變法；有限元法等。4.1連續(xù)梁法前已闡明等值梁法的計算原理，當多支撐時其計算原理相同，般可當作剛性支承的連續(xù)梁汁算(即支座無位移)，并應(yīng)對每一施工階段建立靜力計算體系。如圖4.1所示的基坑支護系統(tǒng)，應(yīng)按以下各施工階段的情況分別進行計算。圖4.1各施工段的計算簡圖1)在設(shè)置支撐A以前的開挖階段(圖4.1a)，可

40、將擋墻作為一端嵌固在土中的懸臂樁。2)在設(shè)置支撐B以前的開挖階段(圖4.1b)，擋墻是兩個支點的靜定梁，兩個支點分別是A及土中凈土壓力為零的一點。3)在設(shè)置支撐c以前的開挖階段(圖4.1c)，檔墻是具有三個支點的連續(xù)梁，三個支點分別為A、B及土中的土壓力零點。4)在澆筑底板以前的開挖階段(圖4.1d)，擋墻是具有四個支點的三跨連續(xù)梁。以上各工階段，擋墻在土內(nèi)的下端支點，己如上述取土壓力零點，即地面以下的主動土壓力與被動壓力平衡之點。計算方法與步驟；1按土的參數(shù)計算主被動土壓力系數(shù)(有摩擦)。2計算土壓力強度為零點距坑底的距離(該點假定為零彎矩點)。3將地面到樁底的受力剖面圖，作為相應(yīng)的連續(xù)梁支

41、點及荷載圖。4分段計算梁的固端彎矩。5用彎矩分配法平衡支點彎矩。 6分段計算各支點反力并核算反力與荷載是否相等。7計算樁、墻插入基坑深度。8以最大彎矩核算鋼板樁、型鋼的強度，或計算灌注樁斷面尺寸及配筋算例見深基坑支護設(shè)計與施工P75.4.2 1/2分擔法多支撐連續(xù)梁的一種簡化計算用二分之一分擔法，計算較為簡便。已確定土壓力(設(shè)計計算時必須確定土壓力分布)時，則可以用二分之一分擔法來計算多支撐的受力，這種方法不考慮樁、墻體支撐變形，將支撐承受的壓力(土壓力、水壓力、地面超載等)分給相鄰的兩個支撐，每一支撐受壓力的一半，求支撐受的反力，然后求出正負彎矩、最大彎矩，以核定擋土樁的截面及配筋，這種計算

42、較方便。其計算簡圖如圖4.2所示。4.3逐層開挖支撐（錨桿）支撐力不變計算法多層支護的施工是先施工擋土樁或擋土墻，然后開挖第一層土，挖到第一層支撐或錨桿點以下若干距離，進行第一層支撐或錨桿施工。然后再第二次挖第二層土，挖到第二層支撐(錨桿)支點下若干距離，進行第二層支撐或描桿施工。如此循序作業(yè)，直挖到坑底為止。其計算方法是根據(jù)實際施工，按每層支撐受力后不因下階段支撐及開挖而改變數(shù)值的原理進行的。計算假定：1.每層支撐(錨桿)受力后不因下階段開挖支撐(錨桿)設(shè)置而改變其數(shù)值，鋼支撐加軸力，錨桿加預(yù)應(yīng)力。2第一層支撐后，第二層開挖時其變形甚小，認為不再變化。第二層支撐后開挖第三層土方，認為第二層支

43、撐變形不再變化。3.第一層支撐(錨桿)階段，挖土深度要滿足第二層支撐(描桿)施工的需要，第二層支撐(錨桿)時其挖土深度需滿足第三層支撐(錨桿)施工的需要。4每層支撐后其支點計算時可按簡支考慮。5逐層挖土支撐時皆須考慮坑下零彎點距離，即近似地為土壓力為零點距離。設(shè)計時需注意，基坑開挖到第一支點以下而未作支撐時，必須考慮懸臂樁的要求，如彎矩、位移。在做第一層支撐時要滿足第二階段挖土而第二層支撐尚未施工時的水平力。下層支撐計算同上。算法同等值梁。4.4 “m”法設(shè)有多道支撐的擋墻，前面提到的m法同樣適用。擋墻在坑底以上的部分可以用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進行計算內(nèi)力，而擋墻在基坑底面以下的入土部分計算，在求得

44、支撐力后，可通過m法分析其內(nèi)力。與前面介紹的幾種方法比m法可計算擋墻位移。4.5考慮開挖過程的計算方法前面介紹的多支撐支護結(jié)構(gòu)的計算方法，多以一般的板樁理論為基礎(chǔ)，沒有充分考慮開挖過程，支撐似乎在開挖前就己存在，也就是不考慮支撐反力和結(jié)構(gòu)變形隨開挖過程的變化實際上，多支撐支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形是隨開挖過程而變化的?？紤]開控過程的計算方法，即考慮分步開挖的施工過程對支撐反力、樁身內(nèi)力和位移的影響，以撓曲線法求解的計算方法樁在側(cè)向上壓力、支撐反力及開挖面以下土的彈性抗力共同作用下產(chǎn)生位移，其位移與側(cè)土壓力發(fā)展的過程如圖4.3所示。圖中10、20、30分別為第一、第二、第三道支撐安置前樁身在相應(yīng)位置處

45、產(chǎn)生的初變位。Pl為各開挖階段由于開挖面以上土重引起的開挖面以下土中的超載側(cè)壓力。分步計算過程就是要在各開挖階段計算出下一開挖階段所要設(shè)置的支撐預(yù)定位置處樁的初變位10，并引入下一步計算中。把最后階段計算出樁在各支撐處的變位減去相應(yīng)的初變位即為各支撐實際的彈性壓縮量，根據(jù)各支撐的彈件壓縮量可求出各支撐反力，從而可求出樁身各截面的內(nèi)力和變形。5.排樁的施工5.1鉆孔灌注樁的施工5.1.1鉆孔灌注樁的干成孔施工對于地下水位以上的一般粘性土、砂上及人工填土地基的鉆孔灌注樁，可采用干作業(yè)成孔法施工，即非泥漿無循環(huán)鉆進法。一般采用螺旋鉆孔機進行成孔。螺旋鉆孔機由主機、滑輪、螺旋鉆桿、鉆頭、滑動支架、出土

46、裝置等組成。主要利用螺旋鉆頭切削土壤，被切的土塊隨鉆頭旋轉(zhuǎn)，并沿螺旋葉片上升而被推出孔外。這類鉆機結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，成孔作業(yè)效率高、質(zhì)量好，無振動、無噪聲，最宜用于勻質(zhì)粘性上，并能較快穿透砂層。步履式螺旋成孔機如圖5.1所示。鉆頭的種類有多種，一般類型見圖5.2、圖5.3所示。.干作業(yè)成孔中，螺旋轉(zhuǎn)成孔應(yīng)用最多，其施工工藝流程如圖5.4所示。為了保證最終成樁后的質(zhì)量，在施工中應(yīng)注意以下幾個方面：1)在鉆機就位檢查無誤后，使鉆桿慢慢向下移動，當鉆頭接觸土面時，再開動電動機，且開始的鉆速要慢，以減小鉆桿的晃動，又易于校正樁位及垂直度；2)如發(fā)現(xiàn)鉆桿不正常地擺晃或難于鉆進時，應(yīng)立即提鉆檢查，排除地

47、下塊石或障礙物，避免設(shè)備損壞或樁位偏斜：3)遇硬土層時，應(yīng)慢速鉆進，以保證孔形及垂直度：4)鉆到設(shè)計標高時，應(yīng)在原深度處空轉(zhuǎn)清土，停鉆后，提出鉆桿棄土?？辙D(zhuǎn)清土?xí)r， 不可鉆進，提鉆棄上時，不可回轉(zhuǎn)鉆桿；5)鉆取出的土不可堆在孔口邊，應(yīng)及時清運；6)吊放鋼筋籠時，應(yīng)防止變形和碰控孔壁。鋼筋籠外側(cè)應(yīng)設(shè)有預(yù)制的混凝土墊塊，以保證混凝土保護層厚度；7)經(jīng)檢查合格的孔，應(yīng)不隔夜及時澆注混凝土?；炷翉牡醭值拇皟?nèi)注入，一般深度大于6m時，靠混凝土下沖力自身砸實，小于6m時，應(yīng)以長竹桿入二插搗，當只剩下2m時，用混凝土振搗器搗實。常采用的混凝土坍落度為： 一般粘性土：宜用57cm，砂類土宣用79cm，黃土

48、。宜用69cn。砼強度不低于C15。8)樁頂標高低于地面時，孔口應(yīng)有蓋板，以防人、物墜落。最近引起國內(nèi)重視的是從日本、意大利等國引進的鉆斗鉆進設(shè)備，主要適用于土層中，特別是軟土層中。其最大優(yōu)點是避免泥漿大量外運和泥漿造成的環(huán)境污染。鉆斗既是土的切削破碎工具，又是暫時存土容器。鉆進時不采用泥漿循環(huán)，但鉆進時為保護孔壁穩(wěn)定，孔內(nèi)要注滿優(yōu)質(zhì)泥漿(又叫穩(wěn)定液)。鉆斗鉆進對粘性土、粉土、部分砂性土及淤泥有很高效率。5.1.2鉆孔灌注樁濕作業(yè)成孔施工鉆孔灌注樁的濕作業(yè)成孔法，適用于一般粘性土、淤泥和淤泥質(zhì)土、砂性土和碎石類土，尤其適用于：在地下水位較高的土層中。濕作業(yè)法的成孔機械有沖擊鉆孔機、沖抓錐成孔機

49、及正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機等，可應(yīng)用在不同的土層中。旋轉(zhuǎn)鉆機成孔是利用旋轉(zhuǎn)切削土體鉆進，并在鉆進的同時采用循環(huán)泥漿的方法護壁排渣，繼續(xù)鉆進成孔。現(xiàn)用旋轉(zhuǎn)鉆機按泥漿循環(huán)的程序不同分為正循環(huán)與反循環(huán)兩種。所謂正循環(huán)即在鉆進的同時，泥漿泵將泥漿壓進泥漿籠頭，通過鉆桿中心從鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護筒頂部排漿孔排出流至沉淀池，鉆渣在此沉淀而泥漿仍進入泥漿池循環(huán)使用，如圖5.5所示。反循環(huán)與正循環(huán)程序相反，將泥漿用泥漿泵送至鉆孔內(nèi)，然后從鉆頭的鉆桿下的鉆頭吸進，通過鉆桿和砂石泵排到沉淀池，泥漿沉淀后再循環(huán)使用。反循環(huán)法吸泥有兩種方式，即反循環(huán)泵方式和空氣升液方式。反循環(huán)泵方式是鉆管上端有軟管

50、與離心泵連接，吸泥時先用真空泵排出軟管和鉆管中的空氣，再啟動離心泵抽吸泥水?？諝馍悍绞绞倾@管底端附近噴吹壓縮空氣，產(chǎn)生密度較小的空氣和泥水混合物，形成管內(nèi)外的密度差值，由此在管內(nèi)產(chǎn)生向上的水流。主要施工過程如下；1)成孔施工。成孔工藝應(yīng)根據(jù)：工程特點、地質(zhì)條件和設(shè)計要求合理選擇。成兒直徑必須達到設(shè)計樁校，鉆頭應(yīng)有保徑裝置。若采用錐形鉆，其錐形夾角不得小于120度。鉆頭直徑應(yīng)根據(jù)施工工藝和設(shè)計樁徑合理選定。在成孔施工過程中應(yīng)經(jīng)常檢查核驗鉆頭尺、必要時應(yīng)進行修理。在正式施工前應(yīng)進行試成孔，數(shù)量不得少于2個。核對地質(zhì)資料，檢驗所邊的設(shè)備、機具、施工工藝以及技術(shù)要求是否適宜。如孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定

51、和沉淤等檢測指標不能滿足設(shè)計要求時，應(yīng)擬定補救技術(shù)措施，或重新選擇成孔工藝。成扎施工應(yīng)一次不間斷地完成，成孔完畢至灌注混凝土的間隔時間不應(yīng)大于24小時。護壁泥漿可采用原土造漿或人工造漿。根據(jù)不同的成孔工藝和地質(zhì)情況，選擇也不同。2)清孔。清孔應(yīng)分二次進行。第一次清孔在成孔完成后立即進行；第二次在下鋼筋籠和安裝導(dǎo)管后進行。3)鋼筋籠施工。鋼筋籠宜分段制作，分段長度應(yīng)按成籠的整體剛度、來料鋼筋長度及起重設(shè)備的有效高度等因素確定。為保證保護層厚度，鋼筋籠上應(yīng)設(shè)保護層墊塊。鋼筋籠在起吊、運輸和安裝中災(zāi)采取措施防止變形。起吊吊點宜設(shè)在加強箍筋部位。鋼筋籠用分段沉放法時，縱向主筋的連接須用焊接，要特別汗意

52、焊接質(zhì)量。4)水下很凝土施工?；炷僚浜媳仍O(shè)計方法應(yīng)按建設(shè)部標準普通混凝土配合比設(shè)計技術(shù)規(guī)程JGJ 5581執(zhí)行。水下混凝土灌注是確保成樁質(zhì)量的關(guān)鍵工序，灌注前應(yīng)做好一切準備工作，保證混凝土灌注連續(xù)緊湊地進行。單樁混凝土灌注時間不宜超過8h?；炷荷瞎嘧⒌某溆禂?shù)不得小于1，也不宜大于1.3。混凝土灌注中應(yīng)防止鋼筋籠上供?；炷翆嶋H灌注高度應(yīng)比設(shè)計樁頂標高高出一定高度。條件和成孔工藝因素確定，其最小局度不宜小于校長的5，且應(yīng)保證支護結(jié)構(gòu)圈梁底標高處及以下的樁身混凝土強度滿足設(shè)計要求。當然，用灌注校作為排樁支護，樁體排列應(yīng)是一條直線，以便開挖后坑壁整齊。樁的施工一般應(yīng)間隔兩根，按樁號的次序先是1

53、、4、7、10號，然后再2、5、8、11號。5.2挖孔樁施工挖孔樁作為基坑支護結(jié)構(gòu)與鉆孔灌注校相似，是由多個樁組成樁墻而起擋土作用。挖孔樁可使用簡單的機具進行開挖，不受設(shè)備和工作面限制，可若干個孔同時開挖。施工時無振動、無噪聲、無泥漿，對周圍環(huán)境不會產(chǎn)生污染；適應(yīng)建筑物、構(gòu)筑物擁擠的地區(qū)，對鄰近結(jié)構(gòu)和地下設(shè)施的影響小，場地干凈，造價較經(jīng)濟。挖孔樁適用于無水或少水的較密實的土類中，對流動性淤泥、流砂和地下水較豐富的地區(qū)不宣采用。樁的直徑(或邊長)不宜小于1.4m，最大可達到5.om，孔深一膠不宜超過20m。 挖孔樁施工，必須在保證安全的基礎(chǔ)上不間斷的快速進行。每一樁孔開挖、提升出土、排水、支撐、

54、立模板、吊裝鋼筋骨架、灌注混凝上等作業(yè)都應(yīng)事先推備好，緊密配合，及時完成。人工挖孔樁是采用人工挖掘樁孔土方，隨著樁孔的下挖，逐段澆搗鋼筋混凝土護壁，直到所需深度，如圖5.8所示。：土層好時，也可不用護壁，一次挖至設(shè)計標高，最后在護理內(nèi)一次澆拄混凝土。主要施工程序如下：1)開挖樁孔。一般采用人工開挖，開挖之前應(yīng)清除現(xiàn)場及山坡上的懸石、浮土，排除切不安全因素，作好孔口周臨時圍護和排水措施。2)護壁和支撐。挖孔樁開挖過程中，開挖和護壁兩個工序，必須連續(xù)作業(yè)，以確?？妆诓惶?。挖孔樁能否順利施工，護壁起決定性作用，絕不可馬虎從事。3)排水?？變?nèi)滲水量不大，可采用人工排水；滲水量較大，可用高揚程抽水機或?qū)?/p>

55、抽水機吊入孔內(nèi)抽水。遇到混凝土護壁坍塌或漏水，用水泥干拌堵塞，效果良好。4)吊裝鋼筋滑架及灌注樁身混凝土。挖孔到達設(shè)計深度后，應(yīng)檢查和處理孔底、孔壁。清除孔壁及孔底浮土，孔底必須平整，符合設(shè)計條件及尺寸，以保證樁身混凝土與孔壁及孔底密貼，受力均勻。遇到地下水較難抽干，但可清孔干凈時，可采用先鋪砌條石、塊石封底或采用水下混凝土封底。澆灌樁身混凝土?xí)r應(yīng)一次澆灌完畢，不留施工縫。挖孔樁在挖孔過深(超過1520m)，或孔壁土質(zhì)易于坍塌，或滲水量較大的情況下，都應(yīng)慎重考慮。5.3板樁施工板樁墻支護結(jié)構(gòu)中，常用的板樁類型有：1)鋼板樁。常用的截面形式為U形、Z形和直腹板式，如圖5.9所示。鋼板樁支護結(jié)構(gòu)是

56、將鋼板樁打入土層，設(shè)置必要的支撐或拉錨，抵抗上壓力和水壓力并保持周圍地層的穩(wěn)定。鋼板樁支護的優(yōu)點是：板樁材料質(zhì)量可靠，在軟弱土層中施工速度快，施工也較簡單，并且有較好的擋水性，臨時性結(jié)構(gòu)的鋼板樁可拔出多次重復(fù)使用，降低成本。2）鋼筋混凝土板樁鋼筋混凝土板樁常采用矩形截面槽榫結(jié)合形式。鋼板樁的施工機具：沖擊式打樁機，包括白由落錘、柴油錘、蒸汽錘等。扳動打樁機，可用于打樁及拔樁。此外還有靜力壓樁機等。為使鋼板樁施工順利進行，應(yīng)選擇合適的施工機械。其主要依據(jù)是鋼板樁的重量、長度及數(shù)量：土質(zhì)情況，應(yīng)有利于鋼板校的打入和拔出；滿足噪聲、振動等公害控制要求。鋼板樁的打入 為確保施工后的板樁軸線應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向裝置。圖5.10為板樁的導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向樁或?qū)蛄嚎刹捎眯弯摚部捎媚静拇?，?dǎo)向梁間的凈距即板樁墻寬度。導(dǎo)向裝置在用完后，可拆出移至下一段連續(xù)使用。鋼板樁的打入方法主要有：1）、單根打入法：是將樁一根根打入設(shè)計標高。這種施工速度快，樁架高度可相對低一些，但容易傾斜，當板樁要求精度較高、樁長較長（大于