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大型深基坑支护施工新技术大搜罗,值得收藏!

发布日期:2020-03-03 12:47:33来源:土木工程网责任编辑:土木龙


导读:
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一、基坑工程技术的发展历程第一阶段:上一世纪80年代末到90年代末,研究、探索阶段。第二阶段:新世纪初的十多年,发展阶段。1、两个阶段的标志1)第一阶段:2000年前后基坑工程的国家行业标准和地方标准的颁布。2)第二阶段:2009
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 一、基坑工程技术的发展历程

第一阶段:上一世纪80年代末到90年代末,研究、探索阶段。

第二阶段:新世纪初的十多年,发展阶段。

1、两个阶段的标志

1)第一阶段:2000年前后基坑工程的国家行业标准和地方标准的颁布。

2)第二阶段:2009年《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497)的颁布、一批相关的规范全面修订。

2、基坑工程设计理念的改变

1)早期:设计往往以满足地下工程施工为主。或以经验为主;或以理论为主。

2)现今:满足环境保护已成为设计施工的基本出发点。理论和经验相结合。

3、基坑设计方法

1)极限平衡法:卜鲁姆法、盾恩法、相当梁法等 ;

2)弹性支点法:解决变形分析问题;

3)有限元法:平面、空间;土体与结构共同作用;考虑土的弹塑性等

4、对基坑稳定性的认识

基坑事故主要是岩土类型的破坏形式。整体滑动稳定性、抗隆起稳定性等在软土中尤其重视。

二、基坑工程的新型支护结构

常用的基坑支护结构

1)土体加固类:放坡、土钉墙、重力式水泥土墙等。

2)支挡、拉锚式围护墙:排桩、地下连续墙。

3)支锚体系:拉锚式,内支撑。

1、复合土钉墙

1)土钉支护结构的优点:施工方便、设备简单、经济效益显著等。

2)土钉支护结构的主要问题:适用有一定限制,仅适用于非软土场地。

土钉支护结构的主要问题

1)软土地区:稳定性

2)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结构与土钉墙复合而成的支护结构。

3)软土地区的应用:以水泥土搅拌桩、微型桩等“超前支护”,

4)解决:隔水性;土体的自立性(加大自立高度和持续时间、提高稳定性)。

5)非软土地区的应用:通过微型桩、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%。使其适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)。

6)复合土钉墙结构设计中应注意的问题:可计入复合体的共同作用,但复合体的作用不可过高估计。

7)原位土层、土钉对结构稳定性的贡献:应占有主要的份额。

2、双排桩结构

双排桩结构:由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁组成的支挡式结构。

双排桩结构的特点

1)结构:有较大的侧向刚度,无需支撑或拉锚

2)施工:适应性广、工艺简单、与土方开挖无交叉作业、施工工期短等。

双排桩的设计

嵌固稳定性验算:以结构前后排桩与桩间土的整体分析,但嵌固段被动土的抗力作用在总抵抗力矩中占主要部分。

刚架结构受力分析

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

2)前、后排桩之间土体:考虑其的反力与变形关系(桩间土看作水平向单向压缩体,按压缩模量确定刚度系数)

考虑开挖后应力释放引起的初始压力(按桩间土自重占滑动体自重的比值确定)

3、型钢水泥土搅拌墙

1)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结构。

2)特点:支护性能好、造价低、环保(型钢可回收)等。我国于2010年颁布了《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

1)型钢:作为挡土结构。

2)水泥土:作为截水帷幕

型钢水泥土搅拌墙的工作特性

1)墙体变位较小时:水泥土对提高墙体的刚度有相当贡献。

2)墙体的抗弯承载力验算:不应考虑水泥土的作用。

3)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局部受剪。

4)型钢水泥土搅拌墙的桩身强度是目前工程中矛盾比较集中的问题。

5)设计要求:一般强度为1.0MPa左右,甚至更高。

6)实际情况:往往难以达到设计要求。

7)取芯检测:28d强度值一般在0.4MPa左右。

如何确定水泥土搅拌墙的桩身强度?

1)工程实际:鲜有因强度较低而造成破坏的事例;

2)理论分析:要求水泥土28d抗压强度为0.5MPa左右;

3)规范建议:采用不小于0.5MPa较为适宜。

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:地下连续墙、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、地下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”地下连续墙(水泥土搅拌桩保护槽壁);② 改良泥浆性能。

2、灌注桩施工新技术

旋挖钻孔灌注桩

1)旋挖成孔:通过桶状斗式钻头回转切削土体。

2)装土外运:直接将土装入钻斗,提升卸土。

3)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)。

4)不易坍塌土层:可采用干式或清水钻进工艺(无需泥浆护壁)。

钻孔咬合灌注桩

由间隔布置的混凝土素桩和配筋桩相互咬合,形成的 “桩墙”。

1)咬合方法:旋挖钻机成孔、冲抓钻成孔、全套管成孔等。

2)性能:与间隔式灌注桩排桩相比:截水性能良好、不需附加的截水帷幕。与地下连续墙相比:功能基本相同,但施工简便、造价低廉。

素桩和配筋桩

1)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。

2)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

1)适用:除用于咬合桩外,还可用于:淤泥、流砂、地下水富集等。

2)不良地层;城市建筑物密集或有地下障碍的地区。

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