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施工技術(shù)專業(yè)資料:學習、歸納深基坑常見支護形式

2016-03-01 09:51  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  一、地下連續(xù)墻:利用各種挖槽機械,借助于泥漿的護壁作用,在地下挖出窄而深的溝槽,并在其內(nèi)澆注適當?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B(水)、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體。

  分類

  1.按成墻方式可分為:①樁排式;②槽板式;③組合式。

  2.按墻的用途可分為:①防滲墻;②臨時擋土墻;③永久擋土(承重)墻;④作為基礎(chǔ)用的地下連續(xù)墻。

  3.按墻體材料可分為:①鋼筋混凝土墻;②塑性混凝土墻;③固化灰漿墻;④自硬泥漿墻;⑤預(yù)制墻;⑥泥漿槽墻(回填礫石、粘土和水泥三合土);⑦后張預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻;⑧鋼制地下連續(xù)墻。

  4.按開挖情況可分為:①地下連續(xù)墻(開挖);②地下防滲墻(不開挖)。

  適用范圍

  地下連續(xù)墻施工震動小、噪聲低,墻體剛度大,防滲性能好,對周圍地基無擾動,可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續(xù)墻代替樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)或沉箱基礎(chǔ)。對土壤的適應(yīng)范圍很廣,在軟弱的沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲,水庫地下截流,后發(fā)展為擋土墻、地下結(jié)構(gòu)的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應(yīng)用。

  主要用處

  1.水利水電、露天礦山和尾礦壩(池)和環(huán)保工程的防滲墻。

  2.建筑物地下室(基坑)。

  3.地下構(gòu)筑物(如地下鐵道、地下道路、地下停車場和地下街道、商店以及地下變電站等)。

  4.市政管溝和涵洞。

  5.盾構(gòu)等工程的豎井。

  6.泵站、水池。

  7.碼頭、護案和干船塢。

  8.地下油庫和倉庫。

  9.各種深基礎(chǔ)和樁基。

  優(yōu)點

  地下連續(xù)墻之所以能得到如此廣泛的應(yīng)用和其具有的優(yōu)點是分不開的,地下連續(xù)墻具有以下一些優(yōu)點:

  1.施工時振動小,噪音低,非常適于在城市施工。

  2.墻體剛度大,用于基坑開挖時,可承受很大的土壓力,極少發(fā)生地基沉降或塌方事故,已經(jīng)成為深基坑支護工程中必不可少的擋土結(jié)構(gòu)。

  3.防滲性能好,由于墻體接頭形式和施工方法的改進,使地下連續(xù)墻幾乎不透水。

  4.可以貼近施工。由于具有上述幾項優(yōu)點,使我們可以緊貼原有建筑物建造地下連續(xù)墻。

  5.可用于逆做法施工。地下連續(xù)墻剛度大,易于設(shè)置埋設(shè)件,很適合于逆做法施工。

  6.適用于多種地基條件。地下連續(xù)墻對地基的適用范圍很廣,從軟弱的沖積地層到中硬的地層、密實的砂礫層,各種軟巖和硬巖等所有的地基都可以建造地下連續(xù)墻。

  7.可用作剛性基礎(chǔ)。目前地下連續(xù)墻不再單純作為防滲防水、深基坑圍護墻,而且越來越多地用地下連續(xù)墻代替樁基礎(chǔ)、沉井或沉箱基礎(chǔ),承受更大荷載。

  8.用地下連續(xù)墻作為土壩、尾礦壩和水閘等水工建筑物的垂直防滲結(jié)構(gòu),是非常安全和經(jīng)濟的。

  9.占地少,可以充分利用建筑紅線以內(nèi)有限的地面和空間,充分發(fā)揮投資效益。

  10.工效高、工期短、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟效益高。

  缺點

  1.在一些特殊的地質(zhì)條件下(如很軟的淤泥質(zhì)土,含漂石的沖積層和超硬巖石等),施工難度很大。

  2.如果施工方法不當或施工地質(zhì)條件特殊,可能出現(xiàn)相鄰墻段不能對齊和漏水的問題。

  3.地下連續(xù)墻如果用作臨時的擋土結(jié)構(gòu),比其它方法所用的費用要高些。

  4.在城市施工時,廢泥漿的處理比較麻煩。

  施工工藝

  在挖基槽前先作保護基槽上口的導墻,用泥漿護壁,按設(shè)計的墻寬與深分段挖槽,放置鋼筋骨架,用導管灌注混凝土置換出護壁泥漿,形成一段鋼筋混凝土墻。逐段連續(xù)施工成為連續(xù)墻。施工主要工藝為導墻、泥漿護壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墻段接頭處理等。

  1.導墻導墻通常為就地灌注的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主要作用是:保證地下連續(xù)墻設(shè)計的幾何尺寸和形狀;容蓄部分泥漿,保證成槽施工時液面穩(wěn)定;承受挖槽機械的荷載,保護槽口土壁不破壞,并作為安裝鋼筋骨架的基準。導墻深度一般為1.2~1.5米。墻頂高出地面10~15厘米,以防地表水流入而影響泥漿質(zhì)量(圖1)。導墻底不能設(shè)在松散的土層或地下水位波動的部位。

  2.泥漿護壁通過泥漿對槽壁施加壓力以保護挖成的深槽形狀不變,灌注混凝土把泥漿置換出來。泥漿材料通常由膨潤土、水、化學處理劑和一些惰性物質(zhì)組成。泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮,從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上,防止地下水的滲水和槽壁的剝落,保持壁面的穩(wěn)定,同時泥漿還有懸浮土渣和將土渣攜帶出地面的功能。在砂礫層中成槽必要時可采用木屑、蛭石等擠塞劑防止漏漿。泥漿使用方法分靜止式和循環(huán)式兩種。泥漿在循環(huán)式使用時,應(yīng)用振動篩、旋流器等凈化裝置。在指標惡化后要考慮采用化學方法處理或廢棄舊漿,換用新漿。

  3.成槽施工中國使用成槽的專用機械有:旋轉(zhuǎn)切削多頭鉆、導板抓斗、沖擊鉆等。施工時應(yīng)視地質(zhì)條件和筑墻深度選用。一般土質(zhì)較軟,深度在15米左右時,可選用普通導板抓斗;對密實的砂層或含礫土層可選用多頭鉆或加重型液壓導板抓斗;在含有大顆粒卵礫石或巖基中成槽,以選用沖擊鉆為宜。槽段的單元長度一般為6~8米,通常結(jié)合土質(zhì)情況、鋼筋骨架重量及結(jié)構(gòu)尺寸、劃分段落等決定。成槽后需靜置4小時,并使槽內(nèi)泥漿比重小于1.3.

  4.水下灌注混凝土采用導管法按水下混凝土灌注法進行,但在用導管開始灌注混凝土前為防止泥漿混入混凝土,可在導管內(nèi)吊放一管塞,依靠灌入的混凝土壓力將管內(nèi)泥漿擠出。混凝土要連續(xù)灌注并測量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥漿送回泥漿沉淀池。

  5.墻段接頭處理地下連續(xù)墻是由許多墻段拼組而成,為保持墻段之間連續(xù)施工,接頭采用鎖口管工藝,即在灌注槽段混凝土前,在槽段的端部預(yù)插一根直徑和槽寬相等的鋼管,即鎖口管,待混凝土初凝后將鋼管徐徐拔出,使端部形成半凹榫狀接狀(圖2)。也有根據(jù)墻體結(jié)構(gòu)受力需要而設(shè)置剛性接頭的,以使先后兩個墻段聯(lián)成整體。

  二、混凝土灌注樁:種直接在現(xiàn)場樁位上就地成孔,然后在孔內(nèi)澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆筑混凝土而成的樁。

  分類及其施工方法

  按其成孔方法不同,可分為鉆孔灌注樁,沉管灌注樁、人工挖孔和挖孔擴底灌注樁等。

  一、鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機械鉆出樁孔,并在孔中澆筑混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據(jù)工程的不同性質(zhì)、地下水位情況及工程土質(zhì)性質(zhì),鉆孔灌注樁有沖擊鉆成孔灌注樁、回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁、潛水電鉆成孔灌注樁及鉆孔壓漿灌注樁等。除鉆孔壓漿灌注樁外,其他三種均為泥漿護壁鉆孔灌注樁。

  1.施工工藝流程:泥漿護壁鉆孔灌注樁施工工藝流程是:場地平整→樁位放線→開挖漿池、漿溝→護筒埋設(shè)→鉆機就位、孔位校正→成孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗收→下鋼筋籠和鋼導管→澆筑水下混凝土→成樁。

  2.泥漿護壁鉆孔灌注樁施工,在沖孔時應(yīng)隨時測定和控制泥漿密度,如遇較好土層可采取自成泥漿護壁。

  3.灌注樁的質(zhì)量檢驗應(yīng)較其他樁種嚴格,因此,現(xiàn)場施工對監(jiān)測手段要事先落實。

  4.灌注樁的沉渣厚度應(yīng)在鋼筋籠放人后,混凝土澆注前測定,成孔結(jié)束后,放鋼筋籠、混凝土導管都會造成土體跌落,增加沉渣厚度。因此,沉渣厚度應(yīng)是二次清孔后的結(jié)果。沉渣厚度的檢查目前均用重錘,但因人為因素影響很大,應(yīng)專人負責,用專一的重錘,有些地方用較先進的沉渣儀,這種儀器應(yīng)預(yù)先做標定。

  二、沉管灌注樁沉管灌注樁是指利用錘擊打樁法或振動打樁法,將帶有活瓣式樁尖或預(yù)制鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉人士中,然后邊澆筑混凝土(或先在管內(nèi)放入鋼筋籠)邊錘擊或振動邊拔管而成的樁。前者稱為錘擊沉管灌注樁及套管夯擴灌注樁,后者稱為振動沉管灌注樁。

  1.沉管灌注樁成樁過程為:樁機就位一錘擊(振動)沉管一上料一邊錘擊(振動)邊拔管,并繼續(xù)澆筑混凝土一下鋼筋籠,繼續(xù)澆筑混凝土及拔管一成樁。

  2.錘擊沉管灌注樁勞動強度大,要特別注意安全。該種施工方法適于黏性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、稍密的砂石及雜填土層中使用,但不能在密實的中粗砂、砂礫石、漂石層中使用。

  3.套管夯擴灌注樁套管夯擴灌注樁簡稱夯壓樁,是在普通錘擊沉管灌注樁的基礎(chǔ)上加以改進發(fā)展起來的一種新型樁。它是在樁管內(nèi)增加了一根與外樁管長度基本相同的內(nèi)夯管,以代替鋼筋混凝土預(yù)制樁靴,與外管同步打人設(shè)計深度,并作為傳力桿,將樁錘擊力傳至樁端夯擴成大頭形,并且增大了地基的密實度;同時,利用內(nèi)管和樁錘的自重將外管內(nèi)的現(xiàn)澆樁身混凝土壓密成型,使水泥漿壓人樁側(cè)土體并擠密樁側(cè)的土,使樁的承載力大幅度提高。

  4.振動沉管灌注樁適用于在一般黏性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土、濕陷性黃土、稍密及松散的砂土及填土中使用,在堅硬砂土、碎石土及有硬夾層的土層中,由于容易損壞樁尖,不宜采用。根據(jù)承載力的不同要求,拔管方法可分別采用單打法、復打法、反插法。

  三、人工挖孔灌注樁人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進行成孔,然后安放鋼筋籠,澆筑混凝土而成的樁。為了確保人工挖孔樁施工過程中的安全,施工時必須考慮預(yù)防孔壁坍塌和流砂現(xiàn)象發(fā)生,制定合理的護壁措施。護壁方法可以采用現(xiàn)澆混凝土護壁、噴射混凝土護壁、磚砌體護壁、沉井護壁、鋼套管護壁、型鋼或木板樁工具式護壁等多種。以應(yīng)用較廣的現(xiàn)澆混凝土分段護壁為例,說明人工挖孔樁的施工工藝流程。人工挖孔灌注樁的施工程序是:場地整平→放線、定樁位→挖第→節(jié)樁孔土方→支模澆筑第→節(jié)混凝土護壁→在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線→安裝活動井蓋、垂直運輸架、起重卷揚機或電動葫蘆、活底吊土桶、排水、通風、照明設(shè)施等→第二節(jié)樁身挖土→清理樁孔四壁、校核樁孔垂直度和直徑→拆上節(jié)模板,支第二節(jié)模板,澆筑第二節(jié)混凝土護壁→重復第二節(jié)挖土、支模、澆筑混凝土護壁工序,循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計深度→進行擴底(當需擴底時)→清理虛土、排除積水,檢查尺寸和持力層→吊放鋼筋籠就位→澆筑樁身混凝土。

  三、土釘墻:是一種原位土體加筋技術(shù)。將基坑邊坡通過由鋼筋制成的土釘進行加固,邊坡表面鋪設(shè)一道鋼筋網(wǎng)再噴射一層砼面層和土方邊坡相結(jié)合的邊坡加固型支護施工方法。其構(gòu)造為設(shè)置在坡體中的加筋桿件(即土釘或錨桿)與其周圍土體牢固粘結(jié)形成的復合體,以及面層所構(gòu)成的類似重力擋土墻的支護結(jié)構(gòu)。土釘墻墻面坡度不宜大于1:0.1,土釘必須和面層有效連接,應(yīng)設(shè)置通長壓筋、承壓板或加強鋼筋等構(gòu)造措施,承壓板或井字形鋼筋應(yīng)與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接。土釘墻基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地,基坑深度一般是在15米以內(nèi)。當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r,應(yīng)采取降水或截水措施。土釘墻屬于重力式支護結(jié)構(gòu)。

  四、止水帷幕:地下基坑防水設(shè)施。比如:連續(xù)攪拌樁(水泥土攪拌樁等),單管、三管旋噴樁形成的止水墻稱為止水帷幕。止水帷幕是一個概念,是工程主體外圍止水系列的總稱。有些不是很深大的基坑,它的基坑圍護分3個部分。一部分是擋土樁部分,其作用主要的起到擋土墻的作用,形式可能有鋼筋混凝土灌注樁或其它形式的樁,樁與樁之間有一定的空隙,但是能擋土。二部分是止水帷幕部分,其作用是使擋土墻后的土體固結(jié),阻斷基坑內(nèi)外的水層交流,形式可能是水泥土攪拌樁或者壓密注漿。三部分是支撐。

  常見類型:常見的止水帷幕有高壓旋噴樁、深層攪拌樁止水帷幕,近來出現(xiàn)了螺旋鉆機素砼或壓漿止水帷幕;

  適用條件:如果基坑底面處于地下水位以下,降水有困難時,基本都需要設(shè)置止水帷幕,以防止地下水的滲漏。

  總結(jié):以上幾種深基坑支護類型由課本、資料整理而成,在學習中要有扎實的理論知識在實踐中才能靈活運用,有所創(chuàng)新。

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