深基坑的支護(hù)技術(shù)論文

1、 深基坑支護(hù)技術(shù)摘要：改革開放以來，我國(guó)高層建筑發(fā)展迅速，目前發(fā)展的趨勢(shì)和特點(diǎn)是層數(shù)增多，高度增高，并積極參與國(guó)際高層建筑的競(jìng)爭(zhēng)。迄今為止，我國(guó)已建成高層建筑累計(jì)超過2.8億，高度超過100m的超高層建筑已超過300多幢，高度超過200m的超高層建筑已達(dá)40余幢。隨著高層建筑的發(fā)展，伴隨出現(xiàn)了深基礎(chǔ)，基坑的深度主要取決于地下室層數(shù)，一般地下室的基坑深度大致為一（46）m；二層地下室的基坑深度為一（89）m；三層地下室的基坑深度為一（1112）m；四層地下室的基坑深度為一（1418）m，目前國(guó)內(nèi)建筑最深的地下室基坑達(dá)到31m。關(guān)鍵詞：深基坑；支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安全目 錄一、深坑基礎(chǔ)的發(fā)展現(xiàn)狀1二、深

2、基坑支護(hù)的方法2（一）土釘支護(hù)技術(shù)2（二）錨固支護(hù)技術(shù)3 （三）復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)5 （四）樁擋墻支護(hù)技術(shù)5（五）逆作法6三、深基坑支護(hù)工程技術(shù)的進(jìn)步與展望7參考文獻(xiàn)7一、深坑基礎(chǔ)的發(fā)展現(xiàn)狀 深基坑支護(hù)工程是基礎(chǔ)施工所必須的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，深大基坑支護(hù)的施工造價(jià)與設(shè)計(jì)的合理緊密相關(guān)，合理的設(shè)計(jì)是影響整個(gè)工程施工進(jìn)度與造價(jià)的關(guān)鍵所在。深基坑的支護(hù)工程，采用何種支護(hù)方案，除了與基坑深度有直接關(guān)系外，更主要的是根據(jù)地層土質(zhì)的好壞采用不同的支護(hù)方案?；又ёo(hù)工程包含擋土、防水、降水、挖土等許多緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)，如果其中某一環(huán)節(jié)失效，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)工程的失敗。在城市地區(qū)進(jìn)行深基坑開挖支護(hù)，是當(dāng)今土木工程最為復(fù)雜的領(lǐng)

3、域之一，它不僅要保證基坑施工過程中的土體穩(wěn)定，而且要嚴(yán)格限制周邊的地層位移以確保四周環(huán)境的安全。 現(xiàn)代大城市的高層建筑基坑具有深、大的特點(diǎn)，挖深一般在1520m之間，寬度與長(zhǎng)度達(dá)100m以上?；余徑嘤薪ㄖ?、道路和管線，施工場(chǎng)地?fù)頂D，在環(huán)境安全上又有很高要求，所以過去對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型比較單一，基本上均采用柱列式灌注樁擋墻或地下連續(xù)墻作為維護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)用明挖法施工時(shí)照例采用多道支承（多道內(nèi)支承或多道背拉錨桿）。其它的支護(hù)形式如國(guó)內(nèi)外廣為運(yùn)用的鋼板樁擋墻或柱板（分離式工字鋼加襯板）擋墻由于剛度較弱、易透水以及打樁振動(dòng)和擠土效應(yīng)對(duì)城市環(huán)境的危害，已經(jīng)少運(yùn)用于建筑深基坑中。但是近年來興起的土釘支

4、護(hù)尤其是復(fù)合土釘支護(hù)，在合適的地質(zhì)條件下已經(jīng)成為建筑深基坑的選型，而逆作法施工國(guó)內(nèi)也已日趨成熟。二、深基坑支護(hù)的方法（1） 、土釘支護(hù)技術(shù)1. 概念與應(yīng)用范圍 土釘支護(hù)是指以土釘作為主要受力構(gòu)件的巖土工程加固支護(hù)技術(shù)，它由密集的土釘群、被加固的原位土體、噴混凝土面層、置于面層中的鋼筋網(wǎng)和必要的防水系統(tǒng)組成。 土釘支護(hù)適用于地下和邊坡工程的永久性支護(hù)，基坑直立開挖或放坡開挖時(shí)臨時(shí)性支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工。2. 土釘支護(hù)的工程勘察 勘察內(nèi)容包括：收集場(chǎng)地周圍已建工程及本項(xiàng)擬建工程的設(shè)計(jì)施工文件與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察資料;進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察和必要的勘察；查明基坑周圍已有建筑物、構(gòu)筑物、埋設(shè)物和道路交通等周邊環(huán)

5、境條件；了解當(dāng)?shù)貧夂驐l件；掌握地層結(jié)構(gòu)和巖土物理力學(xué)性質(zhì)，水文地質(zhì)條件及與周圍地表水的補(bǔ)給排泄關(guān)系等。3. 土釘支護(hù)施工 （1） 土釘支護(hù)施工器具和施工工藝 成孔器具的選擇和工藝要適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)特點(diǎn)和環(huán)境條件，保證進(jìn)鉆和抽出過程中 不引起塌孔。在一般巖土介質(zhì)中鉆孔時(shí)，可選用沖擊鉆機(jī)、螺旋鉆機(jī)、回旋鉆機(jī)、洛陽鏟等；在易塌孔的巖土介質(zhì)中鉆孔時(shí)宜采用套管成孔或擠壓成孔技術(shù)； 注漿泵的規(guī)格、壓力和輸漿量應(yīng)滿足施工要求： 混凝土的噴射機(jī)的輸送距離應(yīng)滿足施工要求，供水設(shè)施應(yīng)保證噴頭處有足夠的水量和水壓，水壓應(yīng)不小于0.2Mpa； 空壓機(jī)應(yīng)滿足噴射機(jī)工作風(fēng)壓和風(fēng)量要求，可選用風(fēng)量9m³/min以上、

6、風(fēng)壓大于0.5Mpa的空壓機(jī)。 （2）土釘支護(hù)施工的流程 開挖工作面，修整邊坡（壁）面； 設(shè)置土釘（包括成孔、置入鋼筋、注漿、補(bǔ)漿）； 鋪設(shè)并固定鋼筋網(wǎng)； 施工噴射混凝土面層，并按相應(yīng)規(guī)定養(yǎng)護(hù)；4. 土釘支護(hù)施工監(jiān)測(cè)（1） 支護(hù)位移的測(cè)量；（2） 地表開裂狀態(tài)（位置、裂寬）的觀察；（3） 附近建筑物和重要管線等設(shè)施的變形測(cè)量和裂縫觀察；（4） 工程滲、漏水及地下水位變化的監(jiān)測(cè)；（5） 對(duì)于永久工程，個(gè)別點(diǎn)要進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)；5. 工程維護(hù) 對(duì)土釘支護(hù)的基坑、邊坡和洞室工程等，應(yīng)進(jìn)行定期的檢測(cè)和永久性維護(hù)，使之在使用壽命期內(nèi)保持良好的工作狀態(tài)。維護(hù)的方法是儀器監(jiān)測(cè)和宏觀觀察。如有變形應(yīng)采取措施遏制，

7、如有破壞應(yīng)迅速修繕。6. 工程實(shí)例 土釘支護(hù)法在文錦廣場(chǎng)大廈基坑護(hù)壁工程中的應(yīng)用:基坑的幾何尺寸為長(zhǎng)x寬x深=210mx70mx79m，局部地段深度為1012.5m。樓層均為78層，天然地基。（2） 、錨固支護(hù)技術(shù)1. 概念與應(yīng)用范圍 錨固支護(hù)是一種巖土主動(dòng)加固和穩(wěn)定技術(shù)，作為其技術(shù)主體的錨桿（索），一段錨入穩(wěn)定的土（巖）體中，另一端以各種形式的支護(hù)結(jié)構(gòu)物聯(lián)結(jié)，通過桿體的受拉作用，調(diào)用深部地層的潛能，達(dá)到基坑和建筑物穩(wěn)定的目的。 錨桿可與排樁、地下連續(xù)墻、土釘墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用。不宜用于有機(jī)質(zhì)土，液限大于50%的黏土層及相對(duì)密實(shí)度下雨0.3的砂土。2. 錨桿的選擇 錨桿類型及其選擇序號(hào)錨

8、桿類型適用條件 1灌漿型預(yù)應(yīng)力錨桿（集中拉力型）錨固地層為巖體或土層單錨拉力設(shè)計(jì)值20010000kn對(duì)位移控制要求嚴(yán)格的工程錨桿長(zhǎng)度可達(dá)100m或更大 2機(jī)械型預(yù)應(yīng)力錨桿（集中拉力型）錨固地層為堅(jiān)硬巖體單錨拉力設(shè)計(jì)值601000kn地層開挖后必須立即提供初始預(yù)應(yīng)力錨桿長(zhǎng)度可達(dá)50m 3荷載分散型錨桿錨固地層為軟巖或土層單錨拉力設(shè)計(jì)值6003000kn采用集中拉力型錨桿無法滿足高拉力設(shè)計(jì)值的軟弱地層錨固工程錨桿長(zhǎng)度可達(dá)50m壓力分散型錨桿還適用于嚴(yán)重腐蝕性環(huán)境，或有拆除芯體要求的錨固工程 4全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿巖體或土層加固對(duì)位移要求不嚴(yán)格的工程單錨拉力設(shè)計(jì)值較小（50350kn）錨桿長(zhǎng)度212m

9、5樹脂卷錨桿與快硬水泥卷錨桿巖體加固需提供初始預(yù)應(yīng)力的巖石錨固工程單錨拉力設(shè)計(jì)值30150kn錨桿長(zhǎng)度1.212m 6 自鉆式中空錨桿和普通中空錨桿巖體加固地質(zhì)條件復(fù)雜、鉆孔后極易塌孔的地層支護(hù)（自鉆式中空錨桿）隧道、地下工程或邊坡工程長(zhǎng)度大于2.5m的錨桿支護(hù)單錨拉力設(shè)計(jì)值100350kn 7摩擦型錨桿塑性流變巖體加固，或承受爆破振動(dòng)影響的礦山巷道支護(hù)隧道或地下工程的臨時(shí)性支護(hù)或初期支護(hù)單錨拉力設(shè)計(jì)值不大于100kn錨桿長(zhǎng)度1.23.0m3. 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì) 錨桿支護(hù)由錨頭（臺(tái)座、承壓板、緊固器）、自由端、錨固段組成。錨固段要在主動(dòng)破壞區(qū)之外（應(yīng)在滑移面0.5m以外），預(yù)應(yīng)力約為設(shè)計(jì)拉力的70

10、%（見圖3-8）。 桿體直徑為100200mm，長(zhǎng)L=1030m，傾角15°35°，僅水平分力有效，豎向分力有害，但為注漿方便，不宜小于15°。4. 工程實(shí)例 國(guó)貿(mào)大廈運(yùn)用了錨固支護(hù)技術(shù)：該大樓主樓31層，115m高，采用框筒結(jié)構(gòu)；裙樓為69層，采用框架結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁加承臺(tái)。大樓底層面積為3323.3，總建筑面積為50000。其地下室有三層，兩層為地下車庫，平均挖土13.2m。基坑開挖采用了全封閉錨拉式支護(hù)方案。該方案是由頂圈梁連接的排擋式鉆孔灌注樁、投石注漿的止水壓密樁及慢速鉆進(jìn)、二次壓漿并施加預(yù)應(yīng)力的錨桿聯(lián)結(jié)的支擋體系。（3） 、復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)1.

11、 概念與應(yīng)用范圍 復(fù)合土釘支護(hù)是指土釘與其他傳統(tǒng)工法如排樁、地下連續(xù)墻、錨桿（索）等有機(jī)、合理復(fù)合而成的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。 復(fù)合土釘支護(hù)適用于一般巖土介質(zhì)，也適用于不良地質(zhì)體。復(fù)合土釘支護(hù)適用于可塑、硬塑或堅(jiān)硬的黏土，膠結(jié)或弱膠結(jié)（包括毛細(xì)水粘結(jié)）的粉土、砂土和角礫，填土，風(fēng)化巖層，松散砂土軟塑和流塑黏土等。2. 復(fù)合土釘支護(hù)類型（1） 土釘-錨索-護(hù)壁樁復(fù)合支護(hù)（2） 注漿土釘-面層-護(hù)壁樁復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)（3） 土釘-錨索-地下連續(xù)墻復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)3. 復(fù)合土釘支護(hù)施工流程（1） 施作止水帷幕（2） 施作微型樁（3） 止水帷幕、微型樁強(qiáng)度滿足后，開挖工作面，修整土壁（4） 施作土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿并

12、養(yǎng)護(hù)（5） 鋪設(shè)、固定鋼筋網(wǎng)（6） 噴射混凝土面層并養(yǎng)護(hù)（7） 施作圍檁，張拉和鎖定預(yù)應(yīng)力錨桿（索）（8） 重復(fù)步驟（3）（7）直至完成4. 復(fù)合土釘支護(hù)工程維護(hù) 應(yīng)對(duì)復(fù)合土釘支護(hù)的基礎(chǔ)邊坡、洞室工程及重要工程進(jìn)行定期的檢測(cè)和永久性維護(hù)，使之在使用壽命期內(nèi)保持良好的工作狀態(tài)。維護(hù)的方法是儀器監(jiān)測(cè)和宏觀觀察。如有變形要采取措施遏制，如有破壞要迅速修繕。檢測(cè)使用期限內(nèi)的鋼筋銹蝕情況以及混凝土的腐蝕情況。應(yīng)在設(shè)計(jì)中規(guī)定設(shè)置專門供不同年限后拔出檢測(cè)用的土釘、錨桿和錨索，并將其作為使用階段內(nèi)正常維護(hù)監(jiān)測(cè)的一個(gè)必要內(nèi)容。 臨時(shí)性復(fù)合土釘支護(hù)工程的維護(hù)周期為設(shè)計(jì)要求的保修期，一般為3個(gè)月2年；永久性復(fù)合土釘

13、支護(hù)工程的維護(hù)期為設(shè)計(jì)壽命期，一般為50100年。5. 工程實(shí)例 北京海淀區(qū)某基坑工程：該工程主樓地上23層，地下三層，基坑平面呈不規(guī)則長(zhǎng)方形開挖尺寸為40mx90m，開挖深度為14.9m。該工程采用了土釘、錨索與護(hù)壁樁復(fù)合支護(hù)方案。（4） 、樁擋墻支護(hù)技術(shù)1. 水泥攪拌法的原理 水泥土攪拌法本是用于加固飽和軟黏土地基的一種較常用的地基加固方法。它是利用水泥作為固化劑，通過特制的深層攪拌機(jī)械，邊鉆進(jìn)邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體，在地基深處就地將軟土固化成為具有足夠的強(qiáng)度、變形模量和穩(wěn)定性的水泥土，從而達(dá)到地基加固的目的。這些加固土柱體與主體間的土構(gòu)成了一種復(fù)合地基；也可把深層攪拌而成的水泥土柱

14、體，逐根緊密排列成連續(xù)壁狀墻體，而作為一種擋土結(jié)構(gòu)和防水帷幕。 水泥土攪拌法適應(yīng)于軟土地基處理，如沿海一帶的海濱平原、海口三角洲、湖盆地沉積的河海相軟土。2. 水泥攪拌樁擋墻支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn) 最大限度的利用了原土，且攪拌時(shí)無振動(dòng)、無噪聲和無污染，可在密集建筑群中進(jìn)行施工，對(duì)周圍的原有建筑物及地下溝管影響很小。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等平面布置，布置擋土的各種形式。與鋼筋混凝土樁錨擋土支護(hù)相比，可節(jié)約鋼材并大幅降低造價(jià)。3. 加筋水泥土樁錨支護(hù)形式 應(yīng)用加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)時(shí)，可根據(jù)工程的實(shí)際需要采用不同的組合形式：懸臂式加筋水泥土樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)、人字形加筋水泥土樁

15、錨支護(hù)結(jié)構(gòu)、門架式加筋水泥土樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)、復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)、加筋水泥土樁墻與多排加筋水泥土樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)、后仰式錨拉鋼柱支護(hù)結(jié)構(gòu)、水平咬合加筋水泥土拱圈支護(hù)結(jié)構(gòu)、多向加筋水泥土樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。4. 加筋水泥土樁錨支護(hù)工程實(shí)例 天津塘沽溫州大廈基坑工程：溫州大廈建筑場(chǎng)地位于津市塘沽區(qū)響螺灣國(guó)家經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，平面為規(guī)則長(zhǎng)方形，總建筑面積約為8.0萬，設(shè)計(jì)三層地下室，設(shè)計(jì)基坑周長(zhǎng)約760m，基坑開挖深度12.513.7m，基礎(chǔ)樁采用鉆孔樁。 地基土層特征：層雜填土、層素填土、層黏性土。本場(chǎng)地地下水位為1.3m。（5） 、逆作法1. 逆作法的工藝原理 先沿建筑物地下室軸線（地下室連續(xù)墻也是地下室結(jié)構(gòu)承重墻）或

16、周圍（地下連續(xù)墻等只用作支護(hù)結(jié)構(gòu)）施工地下連續(xù)墻或其它支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置（柱子或隔墻相交處等，根據(jù)需要計(jì)算確定）澆筑或打下中間支承柱或樁，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。與此同時(shí)，由于地面一層的結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)的施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。但是在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前，地面上的上部結(jié)構(gòu)允許施工的層數(shù)需經(jīng)計(jì)算確定。2. 逆作法的特點(diǎn) 縮短了工程施工的總工期，基坑變形小，相鄰建筑物的沉降少，可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用，

17、使底板設(shè)計(jì)趨向合理?？晒?jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐，可節(jié)省土方挖填費(fèi)用，并且簡(jiǎn)化基坑的施工工序，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。還可以節(jié)省地下室外墻建筑防水層的費(fèi)用，可最大限度利用城市規(guī)劃紅線內(nèi)地下空間，擴(kuò)大地下室建筑面積，且有利于結(jié)構(gòu)抵抗水平風(fēng)力和地震作用。3. 逆作法的分內(nèi)（1） 全逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平支撐。（2） 半逆作法：利用地下各層鋼筋混凝土肋形樓板中先期澆筑的交叉格形肋梁，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐，待土方開挖完成后再二次澆筑肋形樓板。（3） 部分逆作法：利用基坑四周暫時(shí)保留的局部土方對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平抵擋，抵消側(cè)向土壓力所產(chǎn)生的一部分位移。在基坑中部按正作法施工，基坑邊四周用逆作法。這種方法也叫盆狀開挖逆作法。（4） 分成逆作法：主要針對(duì)四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是采用分層逆作法，不是一次整體施工完成。分層逆作四周的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是采用土釘墻，采用這種分層法逆作法造價(jià)較低，施工進(jìn)度快，但在一般土質(zhì)較好的地區(qū)施工采用分層逆作法，效果較好。4. 工程實(shí)例 上海電訊大樓地下連續(xù)墻逆作法施工:該工程的主樓，地面上有24層，建筑物總高130.6m。地下室有三層，基礎(chǔ)埋置在地面以下11.47m。地下室的底板為1.5m厚的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，