特種結(jié)構(gòu)論文.doc

1、特種結(jié)構(gòu)結(jié)課論文淺談深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)學(xué)院：土木工程學(xué)院專業(yè)班級：08級土木工程（12）班姓名：李玲學(xué)號：08301238日期：2011年5月14日題目：淺談深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)摘要：支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工，影響因素眾多，如土層種類及其物理力學(xué)性能、地下水情況、周圍形境、施工條件和施工方法、氣候等因素都對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；再加上荷載取值的精確性和計算理論方面存在的問題，要想使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計完全符合客觀實際，目前還存在一定的困難。關(guān)鍵字：支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計，深基坑，支撐引言：深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是隨著城市高層建筑的大量修建而發(fā)展起來的一種新型特種結(jié)構(gòu)，目前在工程中應(yīng)用較廣。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基本建設(shè)

2、已成為國民經(jīng)濟(jì)的一大支柱。目前在一些大中城市，由于人口的密度越來越大，人們對住房的要求也越來越高，這就迫使沃恩必須修建大量的高蹭和超高層建筑，以滿足人們的需要。由于高層和超高層建筑在技術(shù)和功能上的需要，一般均要設(shè)地下室，因而就存在深基坑的開挖和支護(hù)問題。正文： 我國地域廣闊，地址狀況千差萬別，因而對于深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)有不同的類型和使用條件。支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工，影響因素眾多，如土層種類及其物理力學(xué)性能、地下水情況、周圍形境、施工條件和施工方法、氣候等因素都對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響；再加上荷載取值的精確性和計算理論方面存在的問題，要想使支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計完全符合客觀實際，目前還存在一定的困難。 深基坑的支

3、護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的第一步即支護(hù)結(jié)構(gòu)選型，根據(jù)基坑的安全等級、開挖深度、周圍環(huán)境情況、土層及地下水位，根據(jù)工程經(jīng)驗或?qū)＜蚁到y(tǒng)并經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較，正確地選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。支護(hù)結(jié)構(gòu)按其工作機(jī)理和擋墻形式，下面簡單介紹各種形式支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其適用范圍，供支護(hù)結(jié)構(gòu)選型時參考。 支護(hù)結(jié)構(gòu)中常用的擋墻結(jié)構(gòu)有下列一些類型： (1)鋼板樁 鋼板樁常用的有簡易的槽鋼鋼板樁和熱軋鎖口鋼板樁。槽鋼鋼板樁 槽鋼鋼板樁是一種簡易的鋼板樁擋墻，由槽鋼并排或正反扣搭接組成。由于其抗彎能力較弱，多用于深度不超4m的基坑，頂部近地面處設(shè)一道支撐或拉錨。 熱軋鎖口鋼板樁熱軋鎖口鋼板樁一次性投資較大，多以租賃方式租用，用后拔出歸還。在軟土地

4、基地區(qū)鋼板樁打設(shè)方便，有一定擋水能力，施工迅速，且打設(shè)后可立即開挖，當(dāng)基坑深度不太大、且周圍環(huán)境要求不太嚴(yán)格時往往是考慮的方案之一。(2)鋼筋混凝土板樁 這是一種傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，截面帶企口有一定擋水作用，頂部設(shè)圈梁，用后不再拔除，永久保留在地基土中，過去多用于鋼板樁難以拔除的地段。有的施工單位將其用于高層建筑深基坑支護(hù)。其做法是先放坡開挖上層土(如地下水位高則用輕型井點(diǎn)降水)，然后打設(shè)鋼筋混凝土板樁，由于擋土高度減小，在開挖下層土?xí)r可用單錨板樁代替復(fù)雜的多支撐板樁，簡化支撐或拉錨。如鋼筋混凝土板樁沿基礎(chǔ)邊線精確地打設(shè)，還可兼作基礎(chǔ)混凝土澆筑時的模板，簡化了基礎(chǔ)工程施工。但總的說來，此支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)

5、用較少。 (3)鉆孔灌注樁排樁擋墻 常用做成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁，設(shè)內(nèi)支撐體系。我國各地都有應(yīng)用，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的一種。灌注樁擋墻的剛度較大，抗彎能力強(qiáng)，變形相對較小，在土質(zhì)較好的地區(qū)已有78m懸臂者，在軟土地區(qū)坑深不超過14m皆可用之，經(jīng)濟(jì)效益較好。但其永久保留在地基土中，可能為日后的地下工程施工造成障礙。由于目前施工時它難以做到相切，樁之間留有100150mm的間隙，擋水效果差，有時將它與深層攪拌水泥土樁擋墻組合應(yīng)用，前者抗彎，后者做成防水帷幕起擋水作用?；蛴脴涓鶚痘蜃{止水。 (4)h型鋼支柱、木擋板支護(hù)擋墻 這種支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)，國外應(yīng)用較多

6、，國內(nèi)亦有應(yīng)用。h型鋼支柱按一定間距打入，支柱間設(shè)木擋板或其他擋土設(shè)施，用后可拔出回收重復(fù)使用，較為經(jīng)濟(jì)，但一次性投資較大。 (5)地下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻已成為深基坑的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻之一，當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻與“逆筑法”結(jié)合應(yīng)用，可省去挖土后地下連續(xù)墻的內(nèi)部支撐，還能使上部結(jié)構(gòu)及早投入施工或使道路等。(6)深層攪拌水泥土樁擋墻 深層攪拌水泥土樁擋墻在軟土地區(qū)近年來應(yīng)用較多，過去多用于地基加固工程。它是用特制進(jìn)入土深層的深層攪拌機(jī)將噴出的水泥漿固化劑與地基上進(jìn)行原位強(qiáng)制拌合而制成水泥土樁，相互搭接，硬化后即形成具有一定強(qiáng)度的壁狀擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。及早恢復(fù)使用，對深度大、地下結(jié)構(gòu)層數(shù)多的深

7、基礎(chǔ)的施工十分有利。深層攪拌水泥土樁擋墻，屬重力式擋墻，深度大時可在水泥土中插入加筋桿件，形成加筋水泥土擋墻，必要時還可輔以內(nèi)支撐等。 (7)旋噴樁擋墻 它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻，可用作文護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻。在較狹窄地區(qū)亦可施工。它與深層攪拌水泥土樁一樣，亦為重力式擋墻，只是形成水泥土樁的工藝不同而已。在施工旋噴樁時，要控制好上提速度、噴射壓力和噴射量，否則質(zhì)量難以保證。(8)土釘墻 土釘墻是一種利用土釘加固后的原位土體來維護(hù)基坑邊坡土體穩(wěn)定的支護(hù)方法。它由土釘、鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面板和加固后的原位土

8、體三部分組成。該種支護(hù)結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、施工方便，是一種較有前途的基坑邊坡支護(hù)技術(shù)，適用于地下水位以上或經(jīng)降水后的粘性土或密實性較好的砂土地層，基坑深度一般不大于15m。支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的選型，涉及技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素，要從滿足施工要求、減少對周圍的不利影響、施工方便、工期短、經(jīng)濟(jì)效益好等幾方面，經(jīng)過慎重的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后加以確定。而且支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻選型要與支撐選型、地下水位降低、挖土方案等配套研究確定。當(dāng)基坑深度較大，懸臂的擋墻在強(qiáng)度和變形方面不能滿足要求時，即需增設(shè)支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)分兩類：基坑內(nèi)支撐和基坑外拉錨?；油饫^又分為頂部拉錨與土層錨桿拉錨，前者用于不太深的基坑，多為鋼板樁，在基坑頂部將鋼

9、板樁擋墻用鋼筋或鋼絲繩等拉結(jié)錨固在一定距離之外的錨樁上。土層錨桿錨固多用于較深的基坑。目前支護(hù)結(jié)構(gòu)的肉支撐，常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐兩類。鋼結(jié)構(gòu)支撐多用圓鋼管和h型鋼。為減少擋墻的變形，用鋼結(jié)構(gòu)支撐時可用液壓千斤頂施加預(yù)頂力。 (1)鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼結(jié)構(gòu)支撐拼裝和拆除方便、迅速，為工具式支撐，可多次重復(fù)使用，且可根據(jù)控制變形的需要施加預(yù)頂力，有一定的優(yōu)點(diǎn)。但與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐相比，它的變形相對較大，且由于圓鋼管和型鋼的承載能力不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐的承裁能力大，因而支撐水平向的間距不能很大；相對說來，對于機(jī)械挖土不太方便。在大城市建筑物密集地區(qū)開挖深基坑，支護(hù)結(jié)構(gòu)多以變形控制，在減

10、少變形方面鋼結(jié)構(gòu)支撐不如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐，但如果分階段根據(jù)變形多次施加預(yù)頂力亦能控制變形量，鋼結(jié)構(gòu)支撐仍為發(fā)展方向。鋼管支撐的形式，多為對撐或角撐。當(dāng)為對撐時，為增大間距在端部可加設(shè)琵琶撐，以減小腰梁的內(nèi)力。當(dāng)為角撐時，如間距較大、長度較長，亦可增設(shè)腹桿形成桁架式支撐，對撐縱橫鋼管交叉處，可以上下疊交；亦可增設(shè)特制的十字接頭，縱橫鋼管都與十字接頭連接，使縱橫鋼管處于同一平面內(nèi)。后者可使鋼管支撐形成一平面框架，剛度大，受力性能好。h型鋼支撐用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現(xiàn)場組裝方便，構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，對不同的基坑能按照設(shè)計要求進(jìn)行組合和連接，可重復(fù)使用，有推廣價值。(2)鋼筋混凝土支撐 鋼筋混凝土支撐

11、是近年來在上海等地區(qū)深基坑施工中發(fā)展起來的一種支撐形式，它多用于土?；蚰０咫S著挖土逐層現(xiàn)澆，截面尺寸和配筋根據(jù)支撐布置和桿件內(nèi)力大小而定。它剛度大，變形小，能有效地控制擋墻變形和周圍地面的變形，宜用于較深基坑和周圍環(huán)境要求較高的地區(qū)。但在施工中要盡快形成文撐，減少土壤蠕變變形，減少時間效應(yīng)。在基坑工程中，支撐結(jié)構(gòu)是承受擋墻所傳遞的土壓力、水壓力的結(jié)構(gòu)體系。支撐結(jié)構(gòu)體系包括腰(冠)梁、支撐、立柱及其他附屬構(gòu)件。支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求：(1)鋼支撐和鋼腰梁的構(gòu)造要求 支撐結(jié)構(gòu)的腰梁(圍檁)直接與擋墻相連，擋路上的力通過腰梁傳遞給支撐緒構(gòu)；因此，腰梁的剛度對整個支撐結(jié)構(gòu)的剛度影響很大小。支撐桿件是支撐結(jié)

12、構(gòu)中的主要受壓構(gòu)件，支撐桿件相對于受荷面來說有垂直于荷載面和傾斜于荷載面兩種形式，由于受自重和施立荷載的作用，支撐桿件是一種壓彎構(gòu)件，在各受壓支撐桿件中增設(shè)三向約束節(jié)點(diǎn)構(gòu)造或?qū)⒅螚U件設(shè)計成支撐桁架，將加強(qiáng)支撐桿件的剛度和穩(wěn)定性。(2)現(xiàn)澆混凝土支撐和腰梁的構(gòu)造要求。鋼筋混凝土支撐構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于c20。鋼筋混凝土支撐體系在同一平面內(nèi)應(yīng)整體澆筑，基坑平面轉(zhuǎn)角處的腰梁連接點(diǎn)應(yīng)按剛節(jié)點(diǎn)設(shè)計。支撐構(gòu)件的長細(xì)比應(yīng)不大于75，截面高度不應(yīng)小于其豎向平面計算跨度的120。腰梁的截面高度(水平向截面尺寸)不應(yīng)小于其水平向計算跨度的1/8；截面寬度不應(yīng)小于支撐的截面高度。支撐和腰梁的縱向鋼筋直徑不

13、宜小于16mm，沿截面四周縱向鋼筋的最大間距應(yīng)小于200mm。箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,間距不大于250mm。支撐的縱向鋼筋在腰梁內(nèi)的錨固長度不宜小于30倍鋼筋直徑。混凝土腰梁與擋墻之間不留水平間隙。在豎向平面內(nèi)腰梁可采用吊筋與墻體連接，吊筋的間距一般不大于15m，直徑應(yīng)根據(jù)腰梁及水平支撐的自重由計算確定。(3)立柱的構(gòu)造要求立柱是支承支撐的構(gòu)件，立柱多采用格構(gòu)式鋼柱、鋼管或h型鋼。鋼立柱下面(基坑開挖面以下)要有立柱樁支承，立柱樁宜采用宜徑不小于650mm的鉆孔灌注樁，其上部鋼立柱在樁內(nèi)的埋入長度應(yīng)不小于鋼立柱長邊的4倍，并與樁內(nèi)鋼筋籠焊接。立柱樁下端應(yīng)支承在較好的土層上，開挖面以下的埋入長度應(yīng)滿足支撐結(jié)構(gòu)對立柱承載力和變形的要求，一般宜大于基坑開挖深度的2倍，并且穿過淤泥或淤泥質(zhì)土層。立柱樁可以借用工程樁，也可以單獨(dú)設(shè)計立柱樁。因此，當(dāng)對深基坑支護(hù)形式的合理選擇時，一般當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好，周邊環(huán)境要求較寬松時，可采用土釘墻等；當(dāng)周邊環(huán)境要求高時，應(yīng)采用較剛性的支護(hù)形式，以控制水平位移，如拍裝或地下連續(xù)墻等。同樣，對于制成的形式，當(dāng)周邊環(huán)境要求較高地質(zhì)條件較差時，采用錨桿容易造成周邊土體的擾動并影響周邊環(huán)境的安全，應(yīng)采用內(nèi)支撐形式較好；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件特別