城市中幾項(xiàng)深基坑支護(hù)方法

城市中深基坑支護(hù)技術(shù)的研究指導(dǎo)老師：

一、前言城市地下空間開發(fā)和高層建筑的建設(shè)，產(chǎn)生了大量深基坑工程，其規(guī)模和深度不斷增加。城市中的深基坑工程一般都處在密集的建筑群中，施工場(chǎng)地狹窄，有些工程的基礎(chǔ)緊鄰已有建筑物或構(gòu)筑物的基礎(chǔ)。這種環(huán)境中的深基坑工程，如果應(yīng)用現(xiàn)有基坑工程的設(shè)計(jì)理論(強(qiáng)度控制設(shè)計(jì))和常規(guī)施工技術(shù)已經(jīng)難以滿足保護(hù)基坑周圍環(huán)境的要求，甚至?xí)l(fā)工程事故，給國(guó)家造成重大的損失。案例一

2005年某工程項(xiàng)目中深基坑倒塌事故。據(jù)了解，該基坑深達(dá)15m，因施工方選用支護(hù)措施不當(dāng)而導(dǎo)致基坑倒塌。幸好事發(fā)晚上8時(shí)，工人已下班，未造成人員傷亡。案例二2009年，合肥市“安徽飯店”綜合改造工程項(xiàng)目中開挖的17m深基坑已造成對(duì)鄰邊建筑的不良影響。圖示樓房為合肥市梅山路18號(hào)的白鷺苑C座，距離“安徽飯店”綜合改造項(xiàng)目基坑13.5m。“安徽飯店”基坑開挖過程中，白鷺苑C座出現(xiàn)沉降。白鷺苑C座距離深基坑最近處沉降觀測(cè)點(diǎn)-26.48mm，最遠(yuǎn)處-1.64mm，整體傾斜率1.12‰。案例三2010年3月19日13時(shí)35分，位于青海省西寧市商業(yè)巷南市場(chǎng)的佳豪廣場(chǎng)4號(hào)樓施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生基坑坍塌事故，造成八人死亡。經(jīng)初步判斷，這起事故是由施工單位采用不當(dāng)?shù)幕又ёo(hù)技術(shù)造成的。二、研究對(duì)象由以上三個(gè)案例可以看出，基坑支護(hù)措施采取不當(dāng)會(huì)給工程項(xiàng)目造成重大損失，如何安全、合理地選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)并根據(jù)深基坑工程的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)是深基坑工程要解決的主要內(nèi)容。雖然近年來許多學(xué)者和工程技術(shù)人員已經(jīng)在深基坑工程設(shè)計(jì)的變形控制方面作了很多研究，但在尋找深基坑開挖過程中有關(guān)結(jié)構(gòu)變形基坑支護(hù)、周圍地層位移和近臨建筑物變形三者之間關(guān)系的規(guī)律方面仍然存在很多要解決的問題。三、研究?jī)?nèi)容基于以上情況，本課題就基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、周圍地層及相鄰建筑物放在一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行研究。在研究中，我們需要對(duì)多種深基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究、分析、總結(jié)以探尋它們的使用對(duì)周圍地層及相鄰建筑物的不同影響，并總結(jié)出它自身的優(yōu)缺點(diǎn)。下面是幾種常見的基坑支護(hù)技術(shù)：1、深層攪拌樁支護(hù)它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑通過深層攪拌機(jī)械，將軟土和固化劑(漿液或粉體)強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體(水泥土攪拌樁)，利用攪拌樁作為基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)。水泥攪拌樁適宜于各種成因的飽和粘性土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土和粉質(zhì)粘土等，加固深度可從數(shù)米至50～60m。由于其抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，故常適用于基坑深度不大(5～7m)、可采用重力式擋墻結(jié)構(gòu)形式的基坑。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)防水性能好，可不設(shè)支撐，基坑能在開敞的條件下開挖，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。2、排樁支護(hù)排樁包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁及鉆孔灌注樁、人工挖孔樁等，其支護(hù)形式包括：①柱列式排樁支護(hù)：當(dāng)邊坡土質(zhì)較好、地下水位較低時(shí)，可利用土拱作用，以稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)；②連續(xù)排樁支護(hù)：在軟土中常不能形成土拱，支護(hù)樁應(yīng)連續(xù)密排，并在樁間做樹根樁或注漿防水也可以采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁密排。③組合式排樁支護(hù)：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攪拌樁防滲墻組合的形式。對(duì)于開挖深度小于6m的基坑，在無法采用重力式深層攪拌樁的情況下，可采用600mm密排鉆孔樁，樁后用樹根樁防護(hù)，也可采用打入預(yù)制混凝土板樁或鋼板樁，板樁后注漿或加攪拌樁防滲，頂部設(shè)圈梁和支撐；對(duì)于開挖深度為6～10m的基坑，常采用800～1000mm的鉆孔樁，后面加深層攪拌樁或注漿防水，并設(shè)置2～3道支撐；對(duì)于開挖深度大于10m的基坑，可采用地下連續(xù)墻加支撐的方法，也可采用800～1000mm大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水，設(shè)置多道支撐。3、地下連續(xù)墻支護(hù)當(dāng)在軟土層中基坑開挖深度大于10m、周圍相鄰建筑或地下管線對(duì)沉降與位移要求較高時(shí)常采用地下連續(xù)墻作基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻具有如下優(yōu)點(diǎn)：①墻體剛度大、整體性好，因而結(jié)構(gòu)和地基變形較小，可用于超深的支護(hù)結(jié)構(gòu)；②適用于各種地質(zhì)條件，特別是遇到砂卵石地層或要求進(jìn)入風(fēng)化巖層時(shí)，鋼板樁難于施工，可采用地下連續(xù)墻支護(hù)；③可減少工程施工時(shí)對(duì)環(huán)境的影響，但是造價(jià)高、對(duì)廢漿液難于處理。4、土釘墻支支護(hù)土釘墻支護(hù)護(hù)是在基坑坑開挖過程程中將較密密的細(xì)長(zhǎng)桿桿件釘置于于原位土體體中，并并在坡面上上噴射鋼筋筋網(wǎng)混凝土土面層。通通過土釘、、土體和噴噴射混凝土土面層的共共同工作，，形成復(fù)復(fù)合土體，，利用復(fù)復(fù)合土體的的自穩(wěn)達(dá)到到支護(hù)目的的土釘墻支支護(hù)必須自自始至終做做到施工及及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)測(cè)相結(jié)合根根據(jù)施工中中出現(xiàn)的情情況和監(jiān)測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)，，及時(shí)反饋饋修改設(shè)計(jì)計(jì)，并指指導(dǎo)下一步步施工。常常用于開挖挖深度不大大、周圍相相鄰建筑或或地下管線線對(duì)沉降與與位移要求求不高的基基坑支護(hù)具具有施工快快捷簡(jiǎn)便、、經(jīng)濟(jì)可靠靠的特點(diǎn)，，得到到廣泛的應(yīng)應(yīng)用。深基坑工程程支護(hù)技術(shù)術(shù)雖取得了了不少成功功的經(jīng)驗(yàn)，，但仍存存在一些問問題。深基基坑工程支支護(hù)施工過過程中常常常存在的問問題主要有有以下幾種種：1、土層開挖挖和邊坡支支護(hù)不配套套常見支護(hù)施施工滯后于于土方施工工很長(zhǎng)一段段時(shí)間，，而不得不不采取二次次回填或搭搭設(shè)架子來來完成支護(hù)護(hù)施工一般般來說，，土方開挖挖技術(shù)含量量相對(duì)較低低，工序序簡(jiǎn)單，，組織管理理容易。而而擋土支護(hù)護(hù)的技術(shù)含含量高，，工序較多多且復(fù)雜，，施工組組織和管理理都較土方方開挖復(fù)雜雜。所以在在施工過程程中，大大型工程均均是由專業(yè)業(yè)施工隊(duì)來來分別完成成土方和擋擋土支付工工作，而而且絕大部部分都是兩兩個(gè)平行的的合同。這這樣在施工工過程中協(xié)協(xié)調(diào)管理的的難度大，，土方施施工單位搶搶進(jìn)度，，拖工期，，開挖順順序較亂，，特別是是雨期施工工，甚至至不顧擋土土支護(hù)施工工所需工作作面，留留給支護(hù)施施工的操作作面幾乎是是無法操作作，時(shí)間間上也無法法完成支護(hù)護(hù)工作。2、邊坡修理理達(dá)不到設(shè)設(shè)計(jì)、規(guī)范范要求常存在超挖挖和欠挖現(xiàn)現(xiàn)象一般深深基礎(chǔ)在開開挖時(shí)均使使用機(jī)械開開挖、人工工簡(jiǎn)單修坡坡后即開始始擋土支護(hù)護(hù)的砼初噴噴工序。而而在實(shí)際開開挖時(shí)，，由于施工工管理人員員不到位，，技術(shù)交交底不充分分，分層層分段開挖挖高度不一一，挖機(jī)機(jī)械操作手手的操作水水平等因素素的影響，，使機(jī)械械開挖后的的邊坡表面面平整度，，順直度度極不規(guī)則則，而人人工修理時(shí)時(shí)不可能深深度挖掘，，只能就就機(jī)挖表面面作平整度度修整，，在沒有嚴(yán)嚴(yán)格檢查驗(yàn)驗(yàn)收就開始始初噴，，故出現(xiàn)擋擋土支付后后出現(xiàn)超挖挖和欠挖現(xiàn)現(xiàn)象。3、成孔注漿漿不到位、、土釘或錨錨桿受力達(dá)達(dá)不到設(shè)計(jì)計(jì)要求深基坑支護(hù)護(hù)所用土釘釘或錨桿鉆鉆孔直徑為為100～150的鉆桿成孔孔，孔深深少則五、、六米，，深則十幾幾米，甚甚至二十多多米，鉆鉆孔所穿過過的土層質(zhì)質(zhì)量也各不不相同，，鉆孔如果果不認(rèn)真研研究土體情情況，往往往造成出出渣不盡，，殘?jiān)脸练e而影響響注漿，，有的甚至至成孔困難難、孔洞坍坍塌，無無法插筋和和注漿。再再者注漿時(shí)時(shí)配料隨意意性大、注注漿管不插插到位、注注漿壓力不不夠等而造造成注漿長(zhǎng)長(zhǎng)度不足、、充盈度不不夠，而而使土釘或或錨桿的抗抗拔力達(dá)不不到設(shè)計(jì)要要求，影影響工程質(zhì)質(zhì)量，甚甚至要做再再次處理。。還有一些些其他的原原因，比比如施工過過程與設(shè)計(jì)計(jì)的差異太太大、工程程監(jiān)理不到到位、施工工監(jiān)測(cè)不力力等。四、深基坑坑技術(shù)的發(fā)發(fā)展趨勢(shì)基坑向著大大深度、大大面積方向向發(fā)展，，周邊環(huán)境境更加復(fù)雜雜，深基基坑開挖與與支護(hù)的難難度愈來愈愈大。因此此，從工工期和造價(jià)價(jià)的角度看看兩墻合一一的逆作法法將是今后后發(fā)展的主主要方向。。但逆作法法施工受樁樁承載力的的限制很大大，采用用逆作法時(shí)時(shí)不能采用用一柱一樁樁，而是是一柱多樁樁，增加加了成本和和施工難度度。如何提提高單樁承承載力，，降低沉降降，減少少中柱樁(中間支承柱柱)，達(dá)到一柱柱一樁，，使上部結(jié)結(jié)構(gòu)施工速速度可以放放開限制，，從而加加快進(jìn)度，，縮短總總工期，，這將成為為今后的研研究方向；；土釘支護(hù)方方案的大量量實(shí)施，，使得噴射射混凝土技技術(shù)得以充充分運(yùn)用和和發(fā)展。為為減少噴射射混凝土的的回彈量以以及保護(hù)環(huán)環(huán)境的需要要，濕式式噴射混凝凝土將逐步步取代干式式噴射混凝凝土；目前，在在有支護(hù)的的深基坑工工程中，，基坑開挖挖大多以人人工挖土為為主，效效率不高，，今后必必須大力研研究開發(fā)小小型、靈活活、專用的的地下挖土土機(jī)械，，以提高工工效，加加快施工進(jìn)進(jìn)度，減減少時(shí)間效效應(yīng)的影響響；為了減少基基坑變形，，通過施施加預(yù)應(yīng)力力的方法控控制變形將將逐步被推推廣，另另外采用深深層攪拌或或注漿技術(shù)術(shù)對(duì)基坑底底部或被動(dòng)動(dòng)區(qū)土體進(jìn)進(jìn)行加固，，也將成成為控制變變形的有效效手段被推推廣；為減小基坑坑工程帶來來的環(huán)境效效應(yīng)(如因降水引引起的地面面附加沉降降)，或出于保保護(hù)地下水水資源的需需要，有有時(shí)基坑采采用帷幕型型式進(jìn)行支支護(hù)。除地地下連續(xù)墻墻外，一