第五節(jié)排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)課件

第二章排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)基坑開挖時，對不能放坡或由于場地限制而不能采用攪拌樁支護(hù)，開挖深度在6~10米左右時，即可采用排樁支護(hù)。排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)是地鐵基坑開挖中經(jīng)常采用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

排樁支護(hù)的類型排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可分為：（1）柱列式排樁支護(hù)：當(dāng)邊坡土質(zhì)尚好、地下水位較低時，可利用土拱作用，以稀疏鉆孔灌注樁或挖孔樁支擋土坡，如圖a所示。（2）連續(xù)排樁支護(hù)（圖b）：在軟土中一般不能形成土拱，支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)該連續(xù)排。密排的鉆孔樁可互相搭接，或在樁身混凝土強(qiáng)度尚未形成時，在相鄰樁之間做一根素混凝土樹根樁把鉆孔樁排連起來，如圖c所示。也可采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁，如圖d、e所示。（3）組合式排樁支護(hù)：在地下水位較高的軟土地區(qū)，可采用鉆孔灌注排樁與水泥土樁防滲墻組合的方式，如圖f所示。（1）無支撐（懸臂）支護(hù)結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開挖深度不大，即可利用懸臂作用擋住墻后土體。（2）單支撐結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開挖深度較大時，不能采用無支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部附近設(shè)置一單支撐（或拉錨）。（3）多支撐結(jié)構(gòu)：當(dāng)基坑開挖深度較深時，可設(shè)置多道支撐，以減少擋墻的壓力。

按開挖深度分

構(gòu)成排樁的基本樁單元，可以是工字鋼、鋼板樁、挖孔樁、鉆孔樁、水泥土攪拌樁或勁性水泥土攪拌樁等，下面學(xué)習(xí)它們的施工要點(diǎn)二、排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工2、鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)排樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)3、鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)4、挖孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)1、工字鋼裝圍護(hù)結(jié)構(gòu)5、水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)6、勁性水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)腰梁、橫撐及錨桿位置的確定

1）工字鋼樁、鋼板樁，通常是隨基坑土方開挖，在其2-3m處設(shè)置第一道橫撐。為防止錨桿拉應(yīng)力對土層及地下管線產(chǎn)生不良的影響，一般第一道錨桿設(shè)置在距離地面一下4m處。其他各層橫撐及錨桿位置應(yīng)根據(jù)受力經(jīng)計算確定，并在基坑土方開挖過程中，隨挖隨設(shè)置。2）地鐵主體結(jié)構(gòu)埋置深，故基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要設(shè)置多道橫撐或錨桿。當(dāng)結(jié)構(gòu)完成后，還要拆除腰梁、橫撐和錨頭等。因此在設(shè)計時，必須與主體結(jié)構(gòu)施工步驟緊密結(jié)合。1、工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)越秀公園站——馬蹄形斷面2）土層錨桿的布置與施工當(dāng)基坑面積很大而且采用橫撐較困難時，采用錨桿支撐更能顯示出其優(yōu)越性，但在地層軟弱而松散時，錨桿的設(shè)置較為復(fù)雜和困難。錨桿的設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行承載力、截面面積和穩(wěn)定性等方面的計算。鉆孔：嚴(yán)格控制位置、方向和深度注漿:是錨桿施工中的一個重要工序，施工時要特別認(rèn)真錨桿試驗與張拉：一般分為抗拔試驗、抗拉試驗和張拉試驗錨桿制作與安裝土層錨桿施工具體施工過程參照課本P27土壓分布墻錨桿土層錨桿工作示意圖鋼板樁強(qiáng)度高，樁與樁之間的連接緊密，隔水效果好，可多次倒用。因此，沿海城市（上海、天津等地）修建地下鐵道時，在地下水位較高的基坑中采用較多。我國地下鐵道施工中多采用U型鋼板樁，其沉放和拔除方法，以及使用的機(jī)械均與工字鋼樁相同適用范圍基本與工字鋼的相同2、鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)2.濕作業(yè)成孔成孔機(jī)械有沖擊鉆機(jī)、沖抓鉆機(jī)及正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)等，可用于不同土層。1.干作業(yè)成孔即無泥漿非循環(huán)鉆進(jìn)法，適合地下水位低于樁底的一般黏性土，砂土及人工成孔地基。3、鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)濕作業(yè)施工主要工序：

場地準(zhǔn)備埋設(shè)護(hù)筒制備泥漿鉆孔清孔鋼筋籠入孔灌注水下混凝土等成孔下導(dǎo)管和鋼筋籠灌注水下混凝土成樁沖擊鉆法回旋鉆法（正、反循環(huán)）旋挖鉆法鉆孔鉆孔十字鉆頭回轉(zhuǎn)鉆成孔，又稱正反循環(huán)成孔，是用一般地質(zhì)鉆機(jī)在泥漿護(hù)壁條件下，慢速鉆進(jìn)，通過泥漿排渣成孔，灌注混凝土成樁，為國內(nèi)最為常用和應(yīng)用范圍較廣的成樁方法。特點(diǎn)：可用于各種地質(zhì)條件，各種大小孔徑和深度，護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠；施工無噪音，無震動，無擠壓；機(jī)具設(shè)備簡單，操作方便，費(fèi)用較低，但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴(kuò)孔率較難控制。適用范圍：粘性土、含少量礫石、卵石的土層、軟巖。18二、回旋鉆成孔

（1）正循環(huán)鉆孔正循環(huán)是用泥漿泵將泥漿以一定壓力通過空心鉆桿頂部，從鉆桿底部噴出，底部的鉆錐在旋轉(zhuǎn)時將土壤攪松成為鉆渣，被泥漿懸浮，隨泥漿上升而溢出流至孔外的泥漿槽，經(jīng)過沉淀池中沉淀凈化，再循環(huán)使用。特點(diǎn)：排渣能力比較弱,鉆進(jìn)速度較慢,鉆具的磨損也比較大，但工藝比較簡單,容易操作,正循環(huán)鉆機(jī)的價格也比較便宜。適用：粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂、卵礫石層、基巖20正反循環(huán)成孔，現(xiàn)在是在護(hù)筒上拉十字線，是使鉆機(jī)的鉆頭對準(zhǔn)樁的中心線，等鉆機(jī)對準(zhǔn)后往護(hù)筒里放水，采用泥漿護(hù)壁進(jìn)行鉆孔正循環(huán)鉆結(jié)構(gòu)示意圖

（2）反循環(huán)鉆孔反循環(huán)鉆機(jī)的泥漿的循環(huán)方式則正好相反，泥漿由孔外流入孔內(nèi)，由真空泵或其他方法（如空氣吸泥機(jī)等）將鉆渣通過鉆桿中心從鉆桿頂部吸出，或?qū)⑽鼭{泵隨同鉆錐一同鉆進(jìn)，從孔底將鉆渣吸出孔外。特點(diǎn)：反循環(huán)鉆機(jī)排渣能力比較強(qiáng),但工藝比較復(fù)雜,操作不當(dāng)容易引起塌孔埋鉆,而且反循環(huán)鉆機(jī)價格比較高。適用：同正循環(huán)。22反循環(huán)鉆結(jié)構(gòu)示意圖三、旋挖鉆機(jī)鉆孔旋挖鉆孔灌注樁是近年來發(fā)展最快的一種新型樁孔施工方法。工作原理：旋挖鉆通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土，反復(fù)循環(huán)而成孔，最大成孔直徑可達(dá)1.5-4m，最大成孔深度為60-90m，可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。特點(diǎn)：具有功率大、鉆孔速度快、移位方便、定位準(zhǔn)確、工作效率高、施工質(zhì)量好、塵土泥漿污染少。適用：砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工2425旋挖鉆機(jī)施工腰梁、橫撐及錨桿位置的確定

1）工字鋼樁、鋼板樁，通常是隨基坑土方開挖，在其2-3m處設(shè)置第一道橫撐。為防止錨桿拉應(yīng)力對土層及地下管線產(chǎn)生不良的影響，一般第一道錨桿設(shè)置在距離地面一下4m處。其他各層橫撐及錨桿位置應(yīng)根據(jù)受力經(jīng)計算確定，并在基坑土方開挖過程中，隨挖隨設(shè)置。2）地鐵主體結(jié)構(gòu)埋置深，故基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要設(shè)置多道橫撐或錨桿。當(dāng)結(jié)構(gòu)完成后，還要拆除腰梁、橫撐和錨頭等。因此在設(shè)計時，必須與主體結(jié)構(gòu)施工步驟緊密結(jié)合。人工挖孔樁人工挖孔樁

工程名詞，用人力挖土、現(xiàn)場澆筑的鋼筋混凝土樁。人工挖孔樁一般直徑較粗，最細(xì)的也在800毫米以上，因其具有應(yīng)用靈活、無機(jī)械噪聲和泥漿污染、易糾偏和控制精度、對施工現(xiàn)場和機(jī)具設(shè)備要求不高、造價便宜等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和建筑物的基礎(chǔ)。4、挖孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)人工挖孔樁挖孔樁施工圖34521要有足夠的現(xiàn)場調(diào)查資料和豐富的現(xiàn)場管理經(jīng)驗，并嚴(yán)格按操作規(guī)程施工。要加強(qiáng)地面觀察，檢查其是否產(chǎn)生異常的淪陷現(xiàn)象。在孔口應(yīng)設(shè)置圍欄和工作平臺設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)和瓦斯檢測儀器井下挖土工人應(yīng)戴安全帽、保險吊帶、防毒口罩，孔內(nèi)要設(shè)置救生吊梯安全措施每日開工前需利用空壓機(jī)對孔內(nèi)進(jìn)行吹入一定的新鮮空氣，防止孔內(nèi)存在有害氣體、二氧化碳濃度過高。施工前需對鋼絲繩、麻繩進(jìn)行認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)繩索受損應(yīng)立即進(jìn)行更換，防止提升過程中出現(xiàn)斷裂，發(fā)生安全事故。從孔內(nèi)挖出的土方盡量遠(yuǎn)離孔口，避免落入孔內(nèi)對孔底作業(yè)人員造成傷害。每日下班前需對正在進(jìn)行或已成孔尚未澆筑砼的孔進(jìn)行認(rèn)真檢查，確認(rèn)每個孔都加蓋安全防護(hù)蓋方可離開（安全防護(hù)蓋板一般采用鋼筋制作，空隙不宜過大。水泥土深層攪拌法是利用水泥（或石灰）等材料作為固化劑。通過特制的深層攪拌施工機(jī)械，將軟土和固化劑強(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)”作用，使軟土結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定和一定強(qiáng)度的樁體。從而提高地基強(qiáng)度，增大其變形模量。5、水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)2、水泥土攪拌法施工工藝流水泥土攪拌法施工工藝流程

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1.定位2.預(yù)攪下沉。待深層攪拌機(jī)冷卻水循環(huán)正常后，啟動電機(jī)，放松起重機(jī)鋼絲繩，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌切土下沉，下沉速度由電流監(jiān)測表控制。3.制備水泥漿。待攪拌機(jī)下沉到一定深度后，開始按設(shè)計的配合比制備水泥漿，在壓漿前將水泥漿倒入集料斗中。4.提升噴漿攪拌。攪拌機(jī)下沉到設(shè)計深度后，開啟灰漿泵將水泥漿壓入地基中，邊噴漿、邊旋轉(zhuǎn)，同時嚴(yán)格按照設(shè)計確定的提升速度提升攪拌機(jī)。5.重復(fù)上下攪拌。深層攪拌機(jī)提升至設(shè)計加固深度的頂面標(biāo)高時，集料斗中的水泥漿應(yīng)正好排空。為了使軟土和水泥漿攪拌均勻，可以再次將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)沉入土中，至設(shè)計加固深度后，再將攪拌機(jī)邊旋轉(zhuǎn)邊提升出地面。6.移位。定義勁性水泥土攪拌樁亦稱SMW（SoilMixingWall)，即在水泥土樁內(nèi)插入H

型鋼等(多數(shù)為H

型

鋼,亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等)，將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來,使之成

為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻。6、勁性水泥土攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)水泥土與型鋼之間粘結(jié)強(qiáng)度的研究還不充分，通常認(rèn)為，型鋼單獨(dú)承擔(dān)全部水、土側(cè)壓力，水泥攪拌樁的作用在于抗?jié)B止水。水泥土對型鋼的包