深基坑围护桩

深基坑围护桩（精选12篇）

深基坑围护桩 篇1

0 引言

随着城市建设的快速发展, 中心城区地下空间的利用率越来越高, 深基坑围护工程的施工条件也越来越复杂、越来越难。比如施工场地狭小、距周边已有建 (构) 筑物、道路管线间距小等, 相应的基坑安全等级要求更高, 对位移变形控制要求也更严格, 而新建工程基坑围护施工时遇到临近已有建 (构) 筑物的老基坑围护体的情况也越来越多, 老工程的围护体成了新建工程的障碍物。如何采用合适而经济的施工方法、手段解决复杂条件下深基坑围护施工过程中遇到的问题, 满足建设工程的需要, 确保基坑工程的安全, 是地基基础工程施工单位广大技术人员应重视的一个问题。本文介绍了杭州一中心城区复杂条件下基坑围护桩工程的施工情况, 以供同行参考。

1 工程概况

1.1 工程简况

某拟建工程位于杭州市西湖区学院路, 项目由一幢新建大楼 (16层) 和新建会议厅 (1层) 组成, 建筑面积22 646 m2。框架—剪力墙结构, 设2层地下室, 基坑开挖深度9.30 m~9.90 m。采用钻孔灌注桩基础。

1.2 工程地质

场地地貌属第四纪冲海积平原, 在基坑开挖深度及围护桩长所及深度范围内的土层力学指标见表1。

1.3 工程特点

1) 基坑开挖深度较深, 周边场地狭小。拟建工程基坑开挖深度9.30 m~9.90 m, 属深基坑, 场地地处中心城区, 施工场地狭小, 用地面积为5 598 m2, 基坑面积为4 850 m2, 呈长方形, 尺寸约为65 m×75 m。

2) 基坑周边环境复杂。基坑四周均分布有建筑物, 地下管线多。场地北侧为一办公大楼 (17层) , 桩基础并有一层地下室。基坑边距其地下室最近2.5 m, 距其底板外边缘最近1.8 m。东侧为高新数码城 (13层) , 桩基础并有一层地下室, 基坑边距红线4.5 m。南侧为5层小学教学楼及6层饭店楼房, 均为桩基础, 基坑边距红线3.3 m~5.6 m。西北角为一住宅公寓楼 (11层) , 桩基础, 基坑边距该楼9.0 m, 距红线5.6 m。西侧还有一5层旧厂房, 沉管灌注桩基础, 基坑边距其8.0 m, 该房较为老旧, 对位移较为敏感。基坑周边环境如图1所示。

3) 土质条件复杂。基坑深度范围内, 上部浅层部分填土层厚度大, 成分复杂, 障碍物多。 (3) 层淤泥质土土质差、厚度大, 该层土对基坑位移、稳定有较大影响。

1.4 工程设计

基坑围护结构形式:一排ф800钻孔灌注桩+两道钢混凝土水平内支撑作支护结构, 一排连续搭接ф700双头水泥搅拌桩作止水帷幕, 被动土、坑中坑加固采用ф700双头水泥搅拌桩, 见图2。

根据浙江省标准《建筑基坑工程技术规范》的规定和周围环境的特点, 本基坑属一级基坑工程, 相应基坑工程安全等级的重要性系数γ0=1.1。设计要求的围护体最大侧向位移报警值为3.5 cm或连续3 d变形超过3 mm/d, 坑外水位监测报警值为一天内水位变化超过50 cm或累计水位变化超过100 cm。

2 基坑围护工程施工

2.1 场地普查过程中遇到的问题

根据相关施工经验和本工程的特点, 基坑施工前应首先进行场地普查, 主要查明地基浅层障碍物的种类、分布及埋藏深度, 场地内外管网分布情况等。经探查发现本工程上部杂填土成分复杂, 障碍物多, 具体为:1) 北侧围护体坐落在老办公楼地下室围护体上, 老围护采用放坡加土层锚杆 (ф48钢管、ф22螺纹钢) 结合钢网 (ф6.5) 喷射混凝土护坡。其中 (6) 轴~ (10) 轴围护桩中心线与老办公楼地下室水箱外墙距离最小处为927 mm, 最大为1 327 mm, 水箱基础底板边界与围护桩连线部分重叠, 如图3所示。2) 西侧E轴以北杂填土性质最为复杂, 石块、钢筋混凝土块遍布, 分布深度达4.50 m~7.50 m。其中:E轴~G轴段原有5层楼基础 (ф426沉管灌注桩) 分布, 如图4所示;G轴~H轴段原为一化粪池, 池底填土更杂;H轴~N轴段围护体落在临近住宅公寓老围护体上, 该建筑围护体采用放坡加土层锚杆 (ф48钢管、ф22螺纹钢) 结合钢网 (ф6.5) 喷射混凝土护坡。

2.2 施工难点分析

根据场地普查情况分析:1) 西侧?轴以北围护钻孔桩清障后虽施工难度很大, 仍基本可以施工, 但止水帷幕双头水泥搅拌桩基本可以断定无法施工, 勉强施工的话工效低、机械损坏频繁, 且不能保证止水帷幕的连续性, 将会给后续基坑开挖留下极大安全隐患。2) 北侧围护钻孔桩难以施工, 止水帷幕双头水泥搅拌桩则更无法施工, 局部连理论工作面都不具备。

2.3 解决方案

根据现场实际情况, 必须调整设计, 我方提出两种施工方案:

1) 方案一。支护桩型不变, 止水帷幕更改桩型。

采用清障换土、安放内置长钢护筒隔离上部填、换土层施工支护钻孔灌注桩, 止水帷幕改桩型:a.改为二重管普通高压旋喷桩;b.改为RJP双高压旋喷桩。

2) 方案二。a.北侧:围护体区域内障碍物不予以清除, 采用全套管咬合桩, 支护、止水二合为一。b.西侧?轴以北:同方案一, 更改止水帷幕桩型。

3) 两种方案经济分析。两种方案造价对比见表2。

万元

4) 方案确定。经多方分析、论证, 从基坑安全性、增加造价、工期三方面进行对比, 对我方提出的方案进一步优化, 设计最终确定的方案为:北侧全段清障换土, 西侧分段清障不换土, 支护桩桩型不变, 止水帷幕北侧、西侧E轴以北均改为二重管普通高压旋喷桩。具体为:a.围护钻孔灌注桩:北侧全段清障换土回填, 增设内置钢护筒;西侧不宜全段清障, 宜逐段清障分段施工, 如遇老基础沉管桩清拔不能彻底, 采取局部调整桩位增加压顶梁宽度的办法解决。b.止水帷幕将一排ф700@500双头水泥搅拌桩改为二重管高压旋喷桩, 北侧为一排ф600@350加桩间嵌缝, 西侧为两排 (内长外短) ф600@350加桩间嵌缝, 为防止上部杂填土层止水效果不彻底, 局部出现渗水现象, 迎坑面增加喷锚:80厚C20喷射混凝土, 内配ф6.5@250×250钢筋网。

5) 优化方案造价对比。实际取消双头水泥搅拌桩120组, 增加高压旋喷桩嵌缝桩125根、内排358根、外排187根。增加造价:止水帷幕桩型更改后增加费用计154.686 9万元;清障换土费用15.096万元;内置长钢护筒材料费5.258万元, 钢护筒安放技术措施费3.000万元;上述费用合计178.040 9万元, 如图5所示。

2.4 根据方案合理施工

1) 北侧分段清障、换土回填。按20 m一段, 分三段, 采用PC200挖掘机挖拔清除老围护体中钢筋、钢管和块石等障碍物, 换好土回填, 隔一周后, 待回填土密实性稍好后施工支护围护钻孔灌注桩。钻进成孔时泥浆比重适当加大, 成孔完毕提钻后下入内置长钢护筒, 而后下钢筋笼、灌混凝土成桩, 待桩身混凝土初凝后拔出内置钢护筒。2) 西侧临近住宅公寓楼小区道路, 不宜大开挖清障, 沿围护桩方向约5 m一小段, 边清障边施工, 个别深度大、清障不彻底的, 采用筒式钻头慢磨、套捞相结合的方法清除障碍物。3) 高压旋喷桩施工。先施工围护钻孔桩间嵌缝桩, 后施工外排连续搭接桩。参数控制:浆液压力26 MPa, 空气压力0.7 MPa, 提喷速度12 cm/min~15 cm/min。

按最终优化后的方案, 投入3台GPS-10钻机、2台XP30B高压旋喷桩机、1台PC200挖掘机、内置长钢护筒18只, 30 d完成围护钻孔桩施工、39 d完成旋喷桩施工, 仅比原定工期延后7 d。施工过程基本顺利, 达到了预期的目标。

3 基坑开挖后情况

基坑开挖后, 围护钻孔桩施工质量比预计的效果要好, 外观质量杂填土厚、清障深度大的桩型较差, 但支护作用达到了设计要求, 基坑变形位移监测总体稳定, 见表3。

止水效果方面除北西角上部局部有细小的渗漏点外, 整个西北两边止水效果均较好, 没有出现基坑漏水情况, 水位监测数据符合设计要求。基坑开挖后西北角围护桩实景见图6。

注:表中所列最后一次数据为基坑经第23号强台风“菲特”影响水浸基坑过后第3天所测

4 结语

1) 在施工空间狭小, 周边地下条件复杂, 基坑围护工程施工遇到临近建筑老围护体时, 采用分段开挖清障、换土处理是经济、合理的一种清障施工方式。

2) 二重管高压旋喷桩在开挖深度10 m左右、下部为粘性土的深基坑工程中用作止水帷幕效果是可以保证的。

3) 内置长钢护筒在杂填土层厚度大的基坑围护钻孔桩施工中值得推行, 其最好的效果是直径比桩径大5 cm, 在钻进至原土层前放入效果比成孔完成后放入同桩径的要好。只要掌握好混凝土初凝时间, 可以顺利拔出, 重复使用。

参考文献

[1]王英锐, 董红霞, 黄新林.上海中心城区复杂地质条件下基坑围护设计与施工[J].施工技术, 2011 (1) :25-26.

[2]陈东.浙江省人民检察院办案和专业技术用房基坑围护工程设计文件[Z].2013.

深基坑围护桩 篇2

浅谈基坑围护桩顶水平位移监测方法

摘要：本文介绍了深基坑水平位移监测中常用方法，并重点介绍了全站仪极坐标法水平位移监测和计算位移量的方法。 关键词：水平位移 极坐标法 基准线法 前方交会法 中误差 一、引言 随着城市的快速发展，各种深基坑工程越来越多，受地质、地下水、周边环境及其它不确定因素的影响，给施工带来的难度及风险也越来越大。为了最大限度的规避风险，避免人员伤亡和和事故发生，为工程建设提供安全保障服务，基坑监测已成为施工过程中非常重要的一个环节，受到了建设主管部门、建设单位、设计、监理、施工方高度的重视。围护桩顶水平位移监测比较常用的监测方法有基准线法（测小角法）、前方交会法、极坐标法等。 其中应用最为广泛是极坐标法水平位移监测，极坐标法水平位移监测具有简便、高效、精度可靠等特点，本文将重点介绍极坐标法水平位移监测。 二、常用水平位移监测方法简介 2.1 基准线法（测小角法） 基准线法就是在基坑外建立工作基点，两个工作基点可以确定一条基准线，然后将监测点尽量设置在基准在线，通过高精度经纬仪测定监测点与基准线间的微小角度变化，从而计算位移量。 2.2 前方交会法 利用施工场地内的两个工作基点分别架设全站仪或经纬仪观测监测点，通过解算三角形的方法计算监测点坐标，从而计算出水平位移量。 2.3 极坐标法 在一个工作基点上加架设高精度全站仪，另一个工作基点为后视点，通过观点角度和距离测定监测点坐标，通过每次观测坐标值与初始值进行比较，从而计算出水平变化量。 三、极坐标法水平位移监测方法 3.1 工作基点的布设 因施工环境比较复杂，工作基点的选定应考虑点位的安全、稳定，受施工影响较小的地方。 布设2-4个带有强制对中观测墩，观测墩地上高度为1.2-1.3米，地下部分深度就大于1.2米，互相通视或组成三角形，方便检核。 3.2 监测点的布设 监测点应尽量布设在基坑冠梁、围护桩或地下连续墙的顶部等较为固定、不易破坏、设置方便的地方，基坑围护桩顶每20米布设1点，有水平横撑时测点尽量设置在两水平横撑跨中位置。 监测点埋设时先在圈梁、围护桩等围护结构的顶部，用冲击钻钻出深约100mm的孔，再把强制对中监测标志放入孔内，缝隙用锚固剂填充。 3.3 数据采集 工作基点观测采用导线法，将工作基点与施工专用控制网组成闭合或附合导线，监测点采用极坐标法，根据基坑的等级和设计对监测的要求，采用的相应变形测量等级。极坐标法水平位移观测，宜采用高精度全站仪，测角精度应高于2”，测距精度应高于2+2ppm。 监测点初始值的采集应进行两次独立观测，两次观测值满足规范限差要求时取中作为最终初始值。 观测作业技术规定：○1观测应做到“五固定”，即固定人员、固定仪器、固定线站、固定观测方法、固定观测尺；○2在基本相同的环境和条件下进行观测；○3对观测距离进行仪器加常数、乘常数、气温、气压改正。 3.4 水平位移量的`计算 方法 如图1所示：E 为水平位移监测点初始值位置，E’为变形后的位置，D就是我们要计算的垂直于基坑边线向内或外的水平位移量，计算方法如下： 通过E、E’两点坐标反算我们能得到两点距离S和方位角αEE’ α23可通过设计提供电子图获得，也得通过实地观测反算获得 3.5 水平位移的控制指标及监测频率 桩体水平位移允许控制值：一级基坑为30mm或0.15%H取小值；二级基坑为40mm或0.2%H取小值；三级基坑为50mm或0.3%H取小值。平均变化速率控制值为2mm/d，最大变化速率控制值为3mm/d[3]。判断变形稳定的标准：依据《建筑变形测量规范》JGJ8-相关内容确定，即“当最后100d的沉降速率小于0.01-0.04mm/d时可认为已经进入稳定阶段”[2]。 基坑开挖期间：开挖深度H≤5m，1次/3天；5m10 m，1次/天。基坑开挖完成后：1～7天，1次/天；7～15天，1次/2天；15～30天，1次/3天；30天以后，1次/周；经数据分析确认达到基本稳定后，1次/月。 3.6 极坐标法水平位移监测精度分析 极坐标法水平位移的点位中误差计算公式为： 公式中不考虑控制点误差的影响，mp为变形点位中误差，mα为测角中误差，ms为测距中误差[5]。 当全站仪测角中误差为1”，当测距中误差为1+1ppm，距离为150m时，按公式计算点位中误差为1.2mm。工程测量规范规定一等水平位移监测变形点的点位中误差为1.5mm[4]。由此可见当工作基点距离监测点距离不大于150m时，按极坐标法水平位移监测达到了一等水平位移监测精度的要求。 四、结论 水平位移监测作为基坑监测中重要的一项，及时准确的监测数据可为为建设单位、监理、设计、施工单位掌握围护结构动态、为处理风险事物和工程安全事故提供重要依据。 采用本文中介绍的水平位移监测计算方法，观测和计算都比较方便，数据精度可靠，而且适用于形状不规则的基坑。唯一的不足就是对全站仪精度要求较高，目前精度最高的全站仪测角精度已达0.5”，测距精度达1+1ppm，完全可以满足深基坑水平位移监测的技术要求。 参考文献： [1]张传玺，陈宏章编著.工程测量学 郑州 郑州测绘学校出版社.. [2]JGJ 8―2007.建筑变形测量规程. [3]DB11-490-2007.地铁工程监控量测技术规程. [4]GB50026-2007.工程测量规范. [5]刘成龙.极坐标法测量精度评定方法的研究 成都 铁道学报..

深基坑围护桩 篇3

深基坑围护体系是由挡土系统（一般包括桩、墙）以及撑锚系统和止水排水系统组成空间体系．其影响因素之多远远超出上部结构。作为一个工程结构体系，它必须遵守力系平衡和变形协调的原则，即必须满足强度、抗渗及变形要求，即要有足够的安全度，又要节约投资。对于深、大基坑的围护体系。往往单一结构无法抵抗因基坑开挖产生的巨大水土压力以及由此而产生的变形影响。尤其是当基坑规模大、地质情况复杂、边界条件不同或形状多变时，采用单一结构要达到的强度、变形要求，必然要增大结构截面积或增加支撑或拉锚的数量．由此导致工程费用的大增。鉴于此．研究人员结合场地条件和工程实际情况．设计出各种形式的组合型围护结构，具有受力可靠、技术先进、经济合理等特点。组合型围护结构是采用性能相同或不同的建筑材料以及相同或不同的施工工艺组織构造组成的几何形状各异的围护结构，按其组合形式可分为3种类型，即：①不同材料构成的组合型围护结构：②不同形状构成的组合型围护结构：③不同材料和不同形状构成的组合型围护结构。

2组合型围护结构的力学特征和适用条件

2．1组合型围护结构的力学特征

组合型围护结构多为空间结构体系．其力学特征主要表现在几何特征与作用力之间的关系、空间形式与结构性能实现较完美的统一。

为了使围护结构能抵抗水平外力作用并保持自身稳定。要求结构构件在竖向和水平方向具有足够的强度和刚度。如果结构构件自身的强度和刚度不足（如单排桩、墙或平直的地下连续墙）。则必须提供别的外力来平衡水平力的作用，这就要求加设支撑系统或拉锚系统这样处理固然能使结构的力系保持平衡，从而保持围护结构体系的稳定，但支撑体系过多（如支撑道数过多或间距较密）。则不仅会增加投资。还会给基坑内土方作业和地下室施工设置障碍，使施工操作极为不便。从而影晌地下工程的施工质量，如造成支撑主休结构接缝处渗漏等，从而影响施工工期及综合经济效益。此外．拉锚伸入基坑外一定范围，将给周围环境稳定造成形响．在城市密集建筑群和管理群中实施也有一定的难度。组合型围护结构在这种情况下应用且有较大的优势，它是在一定质量条件下通过合理的质量分布．即改变结构几何形状，巧妙利用结构的空间效益及材料特性并合理布置来获得较大的强度和刚度，使结构体系内外力系保持平衡和稳定。因而组合型围护结构大多可做成悬臂式，为基坑内进行施工操作提供较大的空间。在组合型围护结构中，空间型又比平面型具有更高的平面效能，因它可利用有限的材料数量来获得最大的截面数量和截面惯性矩，从而大幅提高结构强度和刚度，增强围护结构的稳定性．获得更显著的经济效益。

2.2组合型围护结构的适用条件

该结构一般用于某些特定的工程条件和地质水文和环境条件，因采用常规围护结构难以解决深基坑工程组合型围护结构分析及应用问题或虽能解决但经济效益欠佳，故称为深基坑围护中的特种结构。但其结构形式和力学原理的完美统一则带有普遍性．都能用普通的建筑材料（如砖、石、混凝土、钢材等）和常用的施工工艺（如钻孔灌注、深层搅拌、高压注浆、旋喷、地下连续墙等）来实现，在目前条件下技术难度并不大，正因结构形式与力学原理能较好地统一，故其经济效益普遍较好。组合型围护结构一般适用于下列条件：①基坑范围大，开挖深度超大或超深；②环境要求严格，用常规的单排桩（墙）或重力式挡墙无法满足强度和变形控制要求；③加设内支撑或锚杆难以实施或周围环境不允许；④施工工期有明确的限制．坑内不允许有障碍；⑤采用常规围护结构方案经济效益欠佳。在具体应用时，还应给合工程情况、环境条件、地质和水文条件、基坑开挖深度、施工工艺特点和管理水平等方面的情况，综合分析和合理应用。以确保施工过程中的安全，并节省工程投资。

3组合型围护结构应用实例

某高层地下室基坑开挖平面尺寸为45mⅹ90m,开挖深度H=9m，土质近似为无粘性土。其加权平均指标为ф=30°r=19.5Kn/m3,c=0。原设计采用悬臂式支护桩，桩径d=1.2m,桩距s=1.8m．桩长L=17m,总桩数为150根。现改用桩-壳组合结构，桩径d=1.6m，桩距s=15m,桩长L=15m护壁厚度150mm.，总桩数为18根．圆柱壳半径R=20m,采用C20混凝土。

3.1壳板设计

壳板沿高度分为3段，每段高3m,压力计算如下：

Px=gxtg2(45°-ф/2)=6.5×(kN/m2)

Pmax=Pc=6.5×9=58.5(kN/m2)

由于Px环向内力Ne沿壳饭高度呈三角形分布．设计时可将壳板沿高度分成若干段，每段用其最大环向内力来确定单位高度所需的配筋量。本例将壳板分为3段。

Ne=–RPx=–20PxNel＝–390(kN/m)

Ne2=–780(kN/m）Ne3=–1170(kN/m)

壳板厚度从上至下分别取300、400、500m，经计算其配筋均为构造配筋（略）。

3.2支护桩设计

现取一中桩进行计算，承受的荷载为：

Qx=Pxs=97.5x(kN/m2)

qc=qmax=97.5×9=877.5(kN/m2)

内力分析可得：

RB=1558(kN)

MB=–39(Kn•m)

Mc=–2500(Kn•m)

MD=–1200(Kn•m)

经计算,锚拉杆As=5025mm2，需拉筋10ф25；支护桩外侧As=7168rnm2,配筋15ф25;支护桩内侧As=3440mm2，配筋7ф25；其余按人工挖孔桩构造配筋。

4结语

深基坑围护桩 篇4

在青岛地铁施工过程中,遇到了典型的“土岩二元结构”地层,这类地层上部为土体,下部为岩体,该地层无论是给地铁车站的基坑建设,还是地铁区间的盾构开挖,均带来了许多新的问题。青岛地区下部地层为花岗岩,上部地层为沉积后厚度各异的第四纪土体,该地区的基坑工程面临的是典型的“上土下岩”的二元地层。

1“土岩二元结构”基坑的特点

通过现场钻孔勘探展现了青岛地区基坑挖深范围内这种典型的土岩组合地层结构,如图1所示;该地区典型“土岩二元结构”基坑开挖现场,如图2所示。

“土岩二元结构”地层深基坑具有和土质基坑或岩质基坑显著不同的特点,主要体现在以下几个方面:(1)基坑地层由岩体和土体组合而成,两种介质物理力学性质差异大,很难用一种计算模型来一并分析;(2)基坑的变形不仅受上部土层的影响,还与土岩交界面的形态、下部岩体的风化程度、结构面的产状、基坑边坡的走向、施工方式等多方面的因素相关,并且基坑内外的变形特征并无大量成熟的经验和规律可循;(3)基坑失稳破坏的形式多样,可由上覆土层破坏引起(或沿土岩层面滑动,或在土层中圆弧滑动),也可因岩体失稳导致破坏(如沿岩层面滑动,产生块体破坏和整体滑动破坏)等;(4)支护类型比较复杂,有放坡、桩锚、地下连续墙、锚杆肋梁等,有时基岩面起伏较大地层结构多变,同一个基坑中支护类型也常常存在多样化的特点;(5)这类基坑的止水处治比单一岩质或土质基坑更为复杂,采用一般的搅拌桩止水帷幕很难嵌入基岩,因此在岩土分界面的位置,极易发生渗漏水并引发基坑破坏。

由此可知,相对于土质基坑或岩质基坑而言,土岩组合基坑的设计和施工具有其特殊性,而现阶段无论是从已有的设计理论[4—6]、规范[7—9],还是基坑变形控制标准[10]等方面,土岩二元结构地区的基坑工程还存在大量问题亟待解决。本文选取青岛地铁车站的吊脚桩深基坑,采用ABAQUS有限元仿真计算并结合大量现场监测数据分析的方法,对吊脚桩深基坑围护结构及土体的变形规律展开研究。

2 ABAQUS有限元仿真计算

获取基坑变形规律最为准确和实用的方法就是对基坑进行现场监测,通过全面统计、科学分析监测数据,能够从宏观上直接揭示土岩二元地层中地铁深基坑的变形规律。但是由于现场监测项目、测点布设、监测频率等的局限和不足,仅仅依靠实测数据难以做到全面、细致的分析。有限元方法是模拟基坑开挖问题的有效手段,它能考虑复杂因素的作用,分析不同条件下基坑工程的变形特性,为理论分析和现场监测分析提供有力补充。本文采用ABAQUS有限元程序仿真计算的流程如图3所示。

2.1 建立吊脚桩深基坑开挖计算模型

“土岩二元结构”地层的地铁深基坑最常用支护形式有两类:“嵌岩桩支护”(桩端嵌入基底)和“吊脚桩支护”(桩端未嵌入基底),本文以青岛地铁一期工程(M3线)的“李村站”(吊脚桩基坑)作为工程实例,建立这类支护体系的基本有限元模型进行分析。平面应变法适合地铁车站这种狭长形的基坑,且基坑中部的变形和受力最为显著,因此取基坑中部断面,建立平面有限元计算模型。

自基坑边沿到模型边界的距离是建模时必须考虑的因素,由文献[11]可知,当桩端未嵌入基底时,围护结构外侧地表沉降影响范围大概在1.5H(H为开挖深度)。在此基础上增加一定富余量,考虑地铁车站基坑开挖深度一般在20 m以内,综合取水平向坑外60 m(约3.5H)。因此,本文选取的计算模型尺寸为:基坑长70 m,宽40 m,深17 m,围护深度13 m,围护厚度0.878 m,岩肩宽度1 m,灌注桩径1 000 mm,桩间距1 300 mm。所建立的“李村站”吊脚桩基坑有限元计算模型如图4所示。

2.2 材料单元、本构模型及计算参数

岩土体的模拟采用4结点双线性平面应变四边形单元,围护结构的模拟采用2结点平面线性梁单元,锚索和锚杆的模拟采用二节点杆单元。模型中各岩土层均匀、水平分布,不考虑地下水的耦合作用。土层的本构关系采用“摩尔-库伦模型”,岩层采用“线弹性模型”。岩土层的物理力学参数如表1所示,锚索的物理力学参数如表2所示。

2.3 开挖模拟方案

数值模拟开挖的方案根据基坑的实际开挖工序实施,即数值模型中开挖一层,支护一道支撑,数值模拟的开挖工况如表3所示。

3 基坑变形现场监测

3.1 监测项目

纳入本文实测分析的量测项目有:(1)周边地表沉降;(2)围护桩体挠曲位移(测斜);(3)围护桩桩顶水平位移、垂直位移;(4)基坑周边土体分层沉降、水平位移;(5)坑底回弹;(6)立柱竖向位移。

3.2 监测点布置

监测点的选择原则为测点必须能反映基坑施工全过程的变形情况,对于施工过程中意外因素造成的个别监测异常值,则予以剔除。最后,得到地表沉降观测点177组,桩体挠曲位移测点179组,桩顶位移(水平、垂直)测点209组,土体分层沉降测点28组,坑底位移测点25组。在分析监测数据时,选取基坑几何形状的特征部位的测点开展分析,基坑现场监测点布置方案如图5所示。

部分监测项目现场数据采集见图6所示。

4 有限元计算结果与现场监测数据对比分析

4.1 围护结构变形

基坑围护结构在不同开挖深度时的侧移有限元计算结果如图7(a)所示,不同开挖深度围护结构最大侧移值计算结果与现场监测结果对比如图7(b)所示,现场实测点为李村站基坑位于长边中线附近测斜点CX03的实测值。

由基坑围护结构在各个开挖深度下的侧移有限元计算结果图7(a)可知,随着开挖深度的增加,围护结构的侧移亦逐渐增大,最大侧移位置快速向下发展直至接近桩端,最深达11 m。最终的侧移形态为上部小、中下部大的“花瓶形”。开挖至基底17 m时,最大侧移为12.3 mm,深度为10.7 m,此时由于桩底端处于吊脚状,桩底水平位移达8.08 mm。当开挖至桩底以下后,吊脚桩中下部有很强的向坑内移动的趋势,但下部两道锚索有效的控制住了这种趋势,使得桩体侧移呈现出上部小、中下部大的花瓶形态。

由于在深度1.8 m处架设了第一道横撑,因此挖深2 m时桩顶水平位移很小。开挖至6 m和9 m时,最大侧移位置迅速下移至开挖面附近,变形主要发生在开挖至土岩界面12 m之前。第一、二道横撑在其位置附近起到了控制变形发展的作用;开挖至12 m后施做了第一道锚索,最后一个开挖步施做了第二道锚索,在两道锚索的强大约束下,使得侧移曲线产生反转,最大侧点位于两道锚索中间深度处。桩底端水平位移亦随开挖而增大,且增量可观;基坑开挖至基底17 m时,桩底侧移δh为8.08 mm;其他深度时,桩底侧移分别为:6.61 mm(挖深12 m)、4.93 mm(挖深9 m)、2.18 mm(挖深6 m),桩底侧移随着挖深呈现出线性增加的态势,需引起注意。吊脚桩支护施做锁脚锚索是非常必要的,且在施工中要重点量测桩底位移和受力情况。

将不同开挖深度围护结构最大侧移值计算结果、现场监测结果以及文献[11]实测统计得到的吊脚桩基坑开挖深度H与最大侧移δhm关系的经验公式结果同时列于图7(b),从该图可知,有限元计算的结果与实测值较吻合,最终的最大侧移有限元计算值为12.35 mm,实测值为11.9 mm,两者非常接近,说明数值模拟是可靠的。在整个过程中有限元值稍大于实测值,这可能是因为在施工过程中采取控制变形的措施。有限元计算值和实测值与文献[11]统计公式(平均线)差异非常大,采用统计公式平均线0.04%H计算得到的开挖至基底的最大侧移为6.8 mm,远小于有限元和实测结果,这说明吊脚桩基坑的最大侧移存在一定的离散性,单从开挖深度上很难给出一个类似软土基坑的经验斜率系数。不过值得一提的是,在开挖深度小于12 m即开挖面位于土岩界面以上时,统计公式的上限计算值与有限元模拟和实测的结果很接近,总体来说统计公式平均线估算的最大侧移偏保守,在实际估算中不能仅仅采用平均线要考虑到最不利的因素。

4.2 地表沉降

基坑在不同开挖深度时围护结构外侧不同距离处地表的沉降情况如图8所示。

从图8可以看出,地表沉降随着开挖深度的增加而增加,且沉降影响范围也随开挖而扩展,由于第一次开挖(深度2 m)还未架设首道支撑,围护桩处于悬臂状态,此时的地表沉降表现为“三角形”模式,最大地表沉降点紧邻围护结构,沉降量为2.25mm,沉降影响范围为基坑外侧6 m区域。随着开挖深度增加至6 m,由于在地表下1.8 m处架设了首道支撑,地表前期产生的悬臂变形受到支撑的抑制,沉降模式由“三角形”转变为“凹槽型”,由于开挖较深此时的沉降影响范围迅速向外扩展至16 m区域,最大地表沉降点也由基坑边缘移动至距基坑6 m处。随着开挖继续向下,围护结构的变形也向下部转移,地表沉降由于受到支撑和围护桩体系的约束,沉降形态保持为“凹槽型”不变。挖深9 m时在5.8m深度位置架设了第二道横撑,在两道支撑的作用下,围护结构变形得到有效抑制,地表沉降的影响范围也稳定在18 m左右。

围护结构的变形是导致地表产生沉降的原因之一,图9是有限元计算得到的不同开挖深度时地表沉降与围护结构侧移之间的对比。可以看出,地表沉降的发展规律与围护结构侧移的发展规律相对应,地表沉降量和围护结构侧移值都随着开挖深度的增加而增大,二者增量都主要发生在开挖至土岩界面12 m深度之前。地表沉降的影响范围随着开挖而向坑外扩展,不同开挖深度H的地表沉降影响范围分别为:开挖6 m时2.67H,开挖9 m时2.0H,开挖12 m时1.83H,最终开挖至基底17 m时为1.56H。

开挖结束时(H=17 m)有限元计算的地表沉降情况和实测值的比较如图10所示,其中实测数据选取李村站基坑长边中点同一横断面上的DC2-1~DC2-3三个测点。

可以看出有限元计算得的结果和实测值非常接近。根据所统计得到的大量实测数据得到了吊脚桩基坑开挖深度H与地表沉降影响范围d和最大地表沉降点位置dδvm之间的关系式如下:

地表沉降影响范围:

最大地表沉降点距基坑边缘距离:

有限元模拟得到的地表沉降影响范围为1.56H=26.5 m与统计公式(1)计算值1.5H=25.5m非常接近。开挖至基底17 m时有限元计算获取的最大地表沉降点距围护结构7 m,与统计公式(2)计算值5.95 m亦相差很小。说明有限元计算的结果和实际工程中的情况较吻合,也验证了估算公式(1)和(2)的实用性。

4.3 深层土体沉降位移

围护结构外侧后各深度土层在不同开挖深度时的沉降曲线如图11(a)~(f)所示,图中z为距地面的深度。

从图11可知,地面以下4 m深度范围的土体沉降较大,开挖至基底17 m时深度为4 m地层的最大沉降量为8.65 mm与地表的最大沉降量为8.67 mm相差不大。最大沉降点不在地表而在4 m深度处。由于市区基坑周边往往分布有较多的市政管线,土层中的不均匀沉降是管线等地下构筑物破坏的主要因素,在土岩组合地层中不仅要关注地表的沉降,地下一定深度范围的沉降值也需引起注意。至8 m以下深度,沉降值和沉降范围逐渐衰减,土岩界面(12m)以下沉降值和影响范围急剧减小,最大沉降减少到2.37 mm(挖深H=17 m),沉降影响范围为13 m是地面处影响范围(26 m)的一半。基底以下3 m深度(深20 m)处土层沉降值不超过2 mm,已经非常小了,沉降影响范围也减小到5 m,这是因为基坑下部坚硬的中风化岩层具有良好的抗变形能力,也说明在工程中只要控制好爆破,尽量减小对下伏岩层的扰动,可以很好的控制地层的变形。由于下伏岩层相对较厚,土岩界面以下地层受上覆土层开挖卸荷而产生的回弹影响非常小。

5 结论

本文对地铁车站的吊脚桩深基坑施工期间围护结构和土体的变形规律进行了研究,得到以下研究结论:

(1)“土岩二元结构”地层深基坑具有和土质基坑或岩质基坑显著不同的特点,主要体现在:基坑地层由岩体和土体组合导致物理力学性质差异大;基坑的变形受上部土层、土岩交界面、下部岩体共同影响;基坑失稳破坏的形式多样;基坑的支护类型比较复杂以及土岩组合基坑的止水处治比单一岩质或土质基坑更为复杂。

(2)随着开挖深度的增加,围护结构的侧移逐渐增大,最大侧移位置快速向下发展直至接近桩端,最终的侧移形态为上部小、中下部大的“花瓶形”。有限元计算的结果与实测值较吻合,整个过程中有限元值稍大于实测值,最大侧移的有限元计算值和实测值与他人的研究成果有明显差异,这说明吊脚桩基坑的最大侧移存在一定的离散性,但开挖深度小于12 m即开挖面位于土岩界面以上时,与他人文献的结果较为接近。

(3)地表沉降随着开挖深度的增加而增加,且沉降影响范围也随开挖而扩展,在开挖深度小于2 m时,围护桩处于悬臂状态,此时的地表沉降表现为“三角形”模式。随着开挖深度增加至6 m,由于架设首道支撑,地表前期产生的悬臂变形受到支撑的抑制,沉降模式由“三角形”转变为“凹槽型”。随着开挖继续向下,围护结构的变形也向下部转移,地表沉降由于受到支撑和围护桩体系的约束,沉降形态保持为“凹槽型”不变。

(4)自地面至以下8 m深的范围内,沉降的曲线性状基本上与地面沉降相同,但沉降的影响范围随着深度的增大有所减小。最大沉降点不在地表而在4 m深度处。由于下伏岩层相对较厚,土岩界面以下地层受上覆土层开挖卸荷而产生的回弹影响非常小。

摘要：通过分析典型“土岩二元结构地层”深基坑的特点,选取青岛地铁李村站的吊脚桩深基坑作为研究对象,采用ABAQUS有限元仿真计算,并结合大量现场监测数据分析的方法,对吊脚桩深基坑围护结构及土体的变形规律展开了研究。研究结果表明:“土岩二元结构”地层深基坑具有和土质基坑或岩质基坑显著不同的特点;随着基坑开挖深度的增加,围护结构的侧移逐渐增大,最终的侧移形态为上部小、中下部大的“花瓶形”;地表沉降随基坑开挖深度的增加而增加,在开挖深度小于2 m时,地表沉降表现为“三角形”模式;随着开挖深度增加至6 m,沉降模式由“三角形”转变为“凹槽型”,此后沉降形态保持为“凹槽型”不变。基坑深层土体沉降曲线性状与地面沉降相似,但沉降的影响范围随着深度的增大有所减小,土岩界面以下地层受上覆土层开挖卸荷而产生的回弹影响非常小。

关键词：深基坑,吊脚桩,变形规律,有限元计算,现场监测

参考文献

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深基坑围护桩 篇5

试述深基坑钢板桩及井点降水施工工艺

摘要：由于社会经济发展，各种高层建筑犹如雨后春笋一般，出现在人们的生活当中，而深基坑的施工是高层建筑工程施工的基础，也是高层建筑工程项目中最为重要的环节之一。目前，当我们在进行深基坑工程施工的时候，经常会遇到软土基地下水位高于施工地面的情况，这对工程的进度和质量都有着严重的影响，因此为了保证工程的施工质量，我们就要对这种现象采用一定的办法，对此进行解决，而深基坑钢板板桩机近点的施工工艺就是解决这种现象的最好方法之一。本文通过对深基坑钢板及井点降水施工工艺进行简要的介绍，分析了当前我们在进行工程施工中应该注意的一些环节，以供相关人士参考。 关键词：深基坑 钢板桩 井点降水 施工工艺 目前，高层建筑已经成为社会经济发展的主体，因此对于深基坑的工程建设十分重要。如今，由于科学技术的飞速发展，工程施工技术也在不断的进步，对于深基坑的施工工程也逐渐的增多，不过由于钢板桩以及井点降水施工工艺，施工简便而且有着较好的强度，因此在当前的深基坑工程施工中得到了广泛的使用。 一、钢结构施工 1钢结构预制 钢结构材料由于自身具有较好的强度和韧性，而且在进行工程施时安装工艺也比较简便，并且对建筑工程还有着一定的加固作用，因此我们在进行各项工程的施工中得到了广泛的应用。不过由于钢结构材料的防腐性和防火性比较差，而且大多数都是采用的露天施工，所以我们在进行工程前，要做好相应的准备工作，将施工现场的各种污染物质和锈蚀现象进行一定的处理，避免在工程施工当中对钢结构材料造成一定的影响。目前，我们在进行钢结构预制的时候，大多数施工单位都是采用的自动焊接的方法，对钢结构材料进行现场拼装，这不但有利于材料的合理使用，还极大的加强了工程施工结构的强度，而且由于钢结构材料本身属于轻质材料，因此无论是运输还是安装，都比较方便，这也大幅度提升了工程的施工进度。 2钢结构焊接 钢结构的焊接是钢结构工程施工中基础的一个环节，对钢结构有着一定的加固作用。我们在进行工程施工的过程当中，对钢结构材料的要求和焊接方法有着一定的要求，只有这样才能确保焊接工艺可以满足工程项目设计的.需求。首先是对材料质量的要求，在进行焊接的时候，要焊条的质量进行严格的控制，而且对一些有着明显质量问题焊条不能进行使用，然后则是对施工人员的要求，在进行焊接的工作是，我们要对各方面的施工技术进行严格要求，并且在使用各种焊接材料的时候，要按照说明书中的内容进行焊接，以保证钢结构的质量不受到影响。 3钢结构安装 钢结构的安装工艺也是十分重要的，我们除了对安装工程中的各种零件进行严格的检测以外，还要准确的按照施工顺序去进行安装，在钢结构安装完成后，还要对其结构的稳定性进行检测，确保在进行工程施工的时候，不会出现问题。 二、作业条件 截至目前的建筑工程项目中，防腐涂装工程已经是钢结构工程中一项不可缺少的基础环节，也是现代化工程领域一项极为关键的环节。在施工的过程中，通常都是以基层处理为基础，彻底清除钢结构表面存在的各种灰尘、锈蚀、油污等问题，从而保证钢筋结构质量能够的得到有效的保障和管理，这也是现代化工程施工中被受工作人员关注和重视的一个环节。一般在施工的过程中还需要针对自然界存在的各种现象加以分析，避免受到外界因素影响而出现质量隐患。对钢构件碰损或漏刷部位应补刷防锈漆两遍，经检查验收方准许喷涂。喷涂前将操作场地清理干净，靠近门窗、隔断墙等部位，用塑料布加以保护。 1作业人员 熟悉本专业的施工工艺及较熟练的操作技能。油漆工施工作业应有特殊工种作业操作证。 2基面清理 油漆涂刷前，应将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。基面清理除锈质量的好坏，直接关系到涂层质量的好坏。因此涂装工艺的基面除锈质量分级达到要求。 3钢板桩的选用 根据工程所在地场地特点，结合钢板桩的特性、施工方法等方面进行考虑，选用拉森Ⅳ号钢板桩，拉森Ⅳ号钢板桩宽度适中，抗弯性能好，依地质资料及作业条件决定选用钢板桩长度12m长，要求钢板桩入土深度达桩长0.5倍以上。 4钢板桩施工工艺 钢板桩施工的一般要求，钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于水池施工，即在水池底板最突出的边缘外留有支模、拆模的余地1.5-2m。 基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。 三、轻型井点降水 轻型井点降水是在基坑开挖前预先在基坑四周埋设一定数量的井管，在基坑开挖前和开挖过程中，不断的抽出地下水，使地下水位降低到坑底下，从根本上解决地下水涌入基坑的问题，防止边坡由于受地下水流的冲刷而引起坍方。 1施工工艺 轻型井点降水设备；轻型井点降水设备一般由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管、及总管；滤管（井点管）：滤管为轻型井点降水的进水设备；滤管为直径ф48mm 钢管，一端封头，封头一端在长度一米范围内钻有直径12～19mm的呈星棋状排列的滤孔；在有孔处，用尼龙纱布缠紧，外侧用铁丝扎牢。 2施工纲要 井点管施工，用高压水枪在安装井点管处冲刷成孔，冲孔直径为300mm，深度至开挖基底下两米；冲孔完成后，拔出冲孔管；放入预先准备好的井点管；由成孔洞口处放入粗砂，粗砂放入数量以盖住滤管下部有孔部位以上 0.5m。 3、轻型井点使用注意事项 轻型井点一经使用，就不能停止。保证井点连续不断的抽水。在使用中，经常观测真空度，以判断轻型井点系统工作是否正常。真空度一般应不低于55.3～66.7kN/m2。如发现某些井管发生堵塞，影响降水效果时，应逐根用高压水枪反向冲洗或拔出重埋。井点管正常出水规律是：“先大后小、先混后清”。井点降水结束后所留的井孔，必须用沙砾或黏土填塞。 四、结束语 目前，在建筑工程中，深基坑的施工工艺有着十分重要的作用，它的质量问题直接关系到整个工程的施工质量，因此我们在进行深基坑工程施工的时候，要对各个方面进行严格的控制管理，保证工程的质量不受到影响，这样才有利于建筑行业施工技术的进步。才能有效的促进我国社会主义经济的发展。不过，由于我国这方面的施工技术还不是很成熟，在进行施工的时候，还存在着一些问题，因此还需要向发达国家的进行学习，并且通过不断的实践进行改进和完善，从而形成一套新型的施工体系。 参考文献 [1] 李鹏举. 深基坑管井降水套管封井方法及施工[J]. 科技情报开发与经济. 2010（13） [2] 魏旭明，陈忠苗，张苗君. 浅析深基坑降排水施工的措施[J]. 民营科技. 2009（08） [3] 谢国晖. 钢板桩在深基坑支护施工中的应用[J]. 山西建筑. 2006（21）

深基坑围护桩 篇6

【关键词】深基坑；桩锚支护；桩身内力；土压力

由于目前，城市经济建设十分迅速，各类高层建筑就像雨后春笋般出现在人们的视野中。对于高层建筑来说，对其地基的建设是整个工程项目的重中之重。但是，由于现在进行地下工程施工时存在着许多安全隐患，因此我们就采用支护结构作为深基坑的支护体系，为深基坑侧壁及周边环境进行有效的支档、加固和保护措施。而桩锚作为一种新型工程技术，如今已经引入到了深基坑的工程技术当中，并且因其稳定性好、安全性能高等优点，得到了社会的好评。

1.深基坑桩锚支护结构

桩锚支护结构作为21世纪的新型工程技术，在建筑行业得到广泛的应用，而且由于近几年，在深基坑和滑坡建设中，存在着严重的稳定性问题，对工程的施工带来了严重的影响，由于这种桩锚支护结构具有较强的稳定性，又被引入到了深基坑和滑坡的建设中，深基坑桩锚支护结构是指将受拉杆件的一端固定在开挖基坑的稳定地层中，再在另一端与围护桩相联的基坑支护体系。它由被加固土、放置于原位土体中以较密间距排列的细长金属杆件（土钉、锚杆）、附着于坡面的喷射混凝土面板、管桩和深层搅拌桩等组成，形成一个类似重力式的挡土墙，以此来抵挡墙后传来的土压力和其它作用力，从而使开挖坡面稳定。这样的支护结构主要是用在深基坑开挖和边坡稳定的挡土工程。目前由于我国社会经济建设不断发展，高层建筑的大肆修建，在进行软土地基地挖掘也日益增多，而且随着各种基坑支护技术的发展，深基坑支护技术因造价低、稳定性好、施工迅速，已经被人们大量采用。

2.桩锚支护体系在深基坑中的运用与作用

在基坑工程施工中，如果需要开挖的基础深度很深，基坑周边的土容易坍塌。因此，为了保证基坑的稳定性，就必须对基坑进行支护。而桩锚支护采用锚杆取代基坑支护内支撑，给支护排桩提供锚拉力，以减少支护排桩的位移与内力，并且将深基坑的变形控制在允许的范围内，由此看来桩锚支护体系就是人们在进行深基坑工程中最好的选择。

桩锚支护体系主要由护坡桩，土层锚杆，围檩和锁口梁4部分组成，在基坑地下水位较高的地方，支护桩后还有防渗堵漏的水泥土墙等，它们之间相互联系，相互影响，相互作用，形成一个有机整体。因此，对于深基坑建设时，无论是从经济还是安全可靠性考虑，桩锚支护体系都是一种较好的支护体系。

3.基坑的基本情况

某工程为15层框剪结构，总建筑面积约为35000平方米，基坑西侧与实验馆距离仅1.2m，北侧为图书馆，东侧为宿舍楼。在勘探深度内；场地表层为近期人工堆填的素填土，老地面以下为棕褐色冲积粉质黏土和黄褐色粉土及沼泽积形成的粉质黏土层，其下为冲洪积形成的细砂和粗砂层，下部为冲洪积形成的圆砾，底部均为太古代混合花岗岩的强风化层。稳定水位埋深为3.75～4.30re，因基坑施工在枯水期，对基坑稳定性影响不大。基坑平均深度7.0m，西侧支护形式采用了单支点桩锚式（两桩一锚），桩长12m，桩径0.8m。基坑顶部有60kPa附加应力（基坑毗邻3层建筑物，按每层附加应力为20kPa考虑）。基坑开挖过程如下：①基坑开挖2m深，称其为第1阶段；②在1.7m处加锚杆并施加预应力；③基坑开挖到设计深度7.0m，称其为第3阶段。

本工程在进行深基坑挖掘时，就采用了桩锚支护技术，而且由于应用的是桩锚支护系统，在施工时施工空间很大，为挖土提供了良好的条件，更是因为桩锚支护在进行施工时方便地基的开挖，因此不占用内支撑混凝土养护期，大大地缩短了工期。而且在施工完毕时，周围的房屋及道路周边房屋及道路无开裂、倾斜。

4.桩身内力测试方案

试验选取基坑西侧12，16，20号桩进行钢筋应力测试，本文中分别称其为桩1、桩2、桩3，每根桩临土侧和背土侧钢筋分别布置5个钢筋应力计，布置深度（基坑）分别为2.4，3.7，7，9.2，11.4m，总计30个，在试验过程中发现桩l下侧两个钢筋应力计因未知原因失效，故有效钢筋应力计共28个。

5.试验结果分析

5.1桩身钢筋应力随基坑深度的变化桩身钢筋应力随基由增大

在进行基坑修建的不同阶段，钢筋应力的大小也会随着改变，而在同一阶段中，不同的两个钢筋它们的受力情况也可能呈现出相反的情况，即一侧受到应力压力，另一侧受到应力的拉力。在开始阶段支护桩处于悬臂状态，在主动土压的作用下，钢筋处于受压状态，整体呈现出弓形，但由于冠梁的约束作用，桩头钢筋应力表现出与整体相反的状态，应力零点出现在基坑底部附近，然后在中期，由于锚杆弹性支点和主、被动土压力的作用，基坑上部N侧钢筋处于受拉状态，应力数值明显增大，下部一侧钢筋处于受压状态，数值较小，应力零点仍出现在基坑底部附近，钢筋应力整体呈现为反“S”形。最后阶段，随着开挖深度的增加，钢筋应力值进一步增加，整体规律较第2阶段无明显变化，应力零点下移至基坑深8m左右。

5.2土压力随时问的变化

在实验中我们可知道，在开始测试阶段，土压力呈现静止土压力特性逐步的增大；在中期，在基坑顶部至基坑底部范围内，土压力都直线增长，但值比未加锚前稍小，而基坑底部以下深度范围内，土压力出现折点；在最后阶段，4.7m处土压力由平滑变化为有明显折点出现，在基坑底部范围内，土压力出现峰值。

分析以上现象出现的原因为：在开始测试阶段时，开挖深度较小，开挖上部土体无侧向位移或位移较小，土体还表现为静止土压力特性。然后在中期，锚杆施加预应力后，对土体的静止土压力起到抵消作用，土压力值略小，但整体变化不大。最后阶段，桩后主动土压力全部发挥，桩前被动土压力也开始发挥作用，两者的合力导致土压力峰值点出现在基坑底部。

5.3桩身弯矩分布及其与理论计算值的对比

在实践中我们发现，实测的土压力与由钢筋应力反算得到的土压力分布比较表明，土压力随着桩深度的增加逐渐增加，至某一深度达到峰值再逐渐减小，直到基坑底部整体呈现一竖向抛物线形分布。这样的非线性分布与桩侧土分层、降雨及施工过程等影响有关。由于桩锚支护结构具有柔性支护结构特征，允许土体发生变形，并同支护土体做整体运动，支护作用损失不大，在基坑开挖过程中，桩土变形协调，导致桩侧土压力分布与经典土压力理论计算值不同。

6.结语

深基坑围护桩 篇7

关键词：双排桩,变形,基坑支护,围护结构

1 工程概况

武汉市某商务综合区位于卢沟桥路和武汉市政协大楼一侧。拟建场地内为多层建筑物,框架(剪)结构,基础形式采用桩基础,设2层地下室。基坑形状近似呈长方形,开挖面积约13 000 m2,支护周长约528 m。现场自然地面标高为-0.40 m,基坑大部分深度为-10.90 m,因此基坑开挖深度按10.50 m考虑,属于一级基坑。该基坑北侧距离用地红线最近约22.0 m;东侧距离用地红线约20 m;南侧紧邻用地红线,红线外为卢沟桥路,马路对面就是新四军武汉办事处遗址,沿马路有部分管线,埋深约为1.5 m;西南角有1栋保留建筑物7号老楼(3层,浅基础);西面与已建地库相隔一条通道。由于卢沟桥路是连接汉口沿江大道、中山大道、京汉大道和解放大道的重要道路,而本基坑南侧紧邻该道路,不能采用常规的桩锚支护。

2 工程地质及水文地质条件

根据该工程的岩土工程勘察报告表明,基坑支护结构埋深范围内其土层自上而下依次为:①杂填土,层厚在0.5 m～4.6 m之间,主要由粉质黏土夹建筑垃圾及碎石组成,局部为原有建筑物基础,呈稍湿、松散状态;②粉质黏土(地层代号②),灰褐色,含有腐殖物,有机质含量在2.1～2.4之间,层厚在0.4 m～5.9 m之间,呈饱和、软塑状态,局部地段有所分布;③1粉土、粉砂互层,厚度在0.5 m～4.4 m之间,以粉土为主,粉土、粉砂互层状产出,呈湿、松散～稍密状态;③2粉质黏土,呈饱和、可塑状态;④1粉质黏土,局部相变为黏土,厚度在1.5 m～10.4 m之间,呈饱和、软塑～流塑状态。地貌上属长江左岸Ⅰ级阶地,地形平坦,在勘探深度范围内,主要分布(地层代号④1);④2粉土、粉质黏土互层,灰褐色,以粉土为主,粉土、粉质黏土呈互层状产出。粉土呈饱和、中密状态,而粉质黏土呈饱和、软塑状态。场地属于中软土,场地类别为Ⅱ类,不液化地基。

3 基坑支护方案及双排桩设计

根据本基坑工程特点,结合武汉地区工程经验,支护形式可选择桩撑与桩锚支护结构体系和双排桩支护体系。经过经济、技术及工期等综合比较优选,基坑北侧和东侧有一定的放坡空间,采用放坡+钻孔桩排+1排～2排锚杆支护。基坑南侧无放坡空间,且受锚杆不能越过用地红线的限制,此段基坑支护采用门字形双排桩支护。西南侧靠近保留建筑物处采用钻孔桩排+钢筋混凝土支撑控制变形。

3.1 双排桩设计概况

在基坑南侧,基坑边线紧邻用地红线和卢沟桥路,且由于桩锚支护体系中锚杆平均长度超过12 m,因此在此地段只能采用双排支护桩支护。基坑支护平面图如图1所示。

3.2 双排桩设计参数

双排桩平面采用矩形格构式布置,基坑内侧一排支护桩参数为:桩长22 m,桩径1 200 mm,桩间距1 500 mm,桩身混凝土强度等级为C25,桩底标高为-25.40 m(自然地面为-0.40 m)。锁口梁顶标高为-3.40 m,支护桩主筋为28ϕ25,箍筋ϕ8@200,加强筋ϕ18@2 000。双排桩支护结构剖面图如图2所示。

基坑外侧一排支护桩参数为:桩长24 m,桩径1 200 mm,桩间距1 500 mm,桩身混凝土强度等级为C25,桩底标高为-27.40 m。锁口梁顶标高为-3.40 m,支护桩主筋为28ϕ25,箍筋ϕ8@200,加强筋18@2 000。

前、后两排支护桩分别用锁口梁连接,锁口梁尺寸为1 400 mm(宽)×700 mm(高),配筋:主筋为上下两排各5 25,侧向两排各3 18,箍筋8@200。

前后锁口梁通过连系梁连接,连系梁尺寸为4 800 mm(长)×1 200 mm(宽)×700 mm(高),配筋:主筋为上下两排各5 25,侧向两排各3 18,箍筋8@200。

为保证双排桩整体刚度和止水,在双排桩中间采用十字交叉形深层搅拌桩桩排作止水帷幕,桩径500 mm,桩长14 m,桩间距350 mm,搭接长度150 mm,桩顶标高为-3.40 m。

3.3双排桩位移监测情况

基坑施工完毕后3个月的监测结果显示,双排桩支护结构桩顶水平位移累计为60 mm～80 mm,特别是紧邻基坑南侧的卢沟桥路及其人行道,均未发现位移裂缝。因此,采用双排桩支护结构有效地限制了围护结构的侧向变形,取得了较好的效果。

4结语

1)双排桩支护体系不需采用内支撑,这样可以给开挖工作提供较大的施工空间,同时减少拆除内支撑的工序,降低成本,因此具有较高的应用价值,特别适用于基坑空间较大、周围环境较为复杂又对水平位移要求较为严格的工程,对周围的环境影响较小;2)在没有锚杆(或内支撑)的情况下,发挥空间组合桩的整体刚度和空间效应,并与桩间土协同工作,支挡因开挖引起的不平衡力,达到了保持坑壁或坡体稳定、可有效的限制围护结构侧向变形的目的;3)连系梁将使前后排桩变形更加一致,双排桩的侧向变形较无连系梁时大大减小;4)增加排桩的嵌固深度,可以增加被动土压力,从而达到减小桩身侧向变形的目的。因此,为了能有效地控制双排桩的侧向变形,必须要有足够的嵌固深度。

虽然双排桩有以上这些优点,但本工程中仍然有几个问题值得进一步探讨:双排桩是否可以采用梅花形布置以减少部分布桩,桩间距是否可以加大以减少桩数,桩长和桩径是否为最优,从而把基坑围护造价降到最低水平,相信这几个问题是非常值得深入研究的。

参考文献

[1]刘钊.双排支护桩结构的分析及试验研究[J].岩土工程学报,1992,14(9):11-12.

[2]DB 42/159-2004,湖北省深基坑工程技术规程[S].

[3]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建材工业出版社,1998.

深基坑围护桩 篇8

某工程位于福州市晋安区前横北路旁。工程为一栋地上32层, 裙楼3层及地下3层的总部大楼连体建筑, 总建筑面积为78855.8m2。工程地上部分建筑面积62015.8m2, 地下建筑面积为16840.0m2。主楼高度129.30m, 裙楼高度15.75m。工程整体地形较平坦, 场地内西北侧已有6层办公楼, 北侧征地红线外, 为宽8~10m的城市内河, 西侧约3层临街商铺及前横北路, 南侧为宽约6m水泥道路及2层的混合结构的店面 (周边建筑均采用预制桩基础) 。本工程基坑形状规则, 基坑深度为12.2~13.2m, 基坑面积约为9250m2, 周长约为436m。

2 工程水文地质

(1) 钻探揭露深度范围内, 地层自上而下为: (1) 杂填土:层厚1.4~6.5m, 灰黄色, 稍湿~湿, 松散。 (2) 淤泥质土:层厚1.0~12.9m, 深灰色, 流塑状态, 饱和。 (3) 中砂夹淤泥:层厚6.0~24.8m, 灰黄色, 饱和, 松散。 (4) 淤泥质土夹砂:层厚1.0~11.2m, 深灰色, 饱和, 流塑状态, 局部分布。 (5) 中砂:层厚1.40~7.3, 灰黄色, 饱和, 中密~密实, 局部分布。

(2) 水文地质条件:对基坑有影响的含水层为中砂夹淤泥及中砂中的承压水。混合水位标高为4.04~6.55m, 还有大面积填方中的上层滞水, 主要受大气降水和临区地下水补给影响。

3 设计方案及基坑围护方案选择

拟开挖边线距南、北侧现有围墙约为5~6m, 距西侧3层的临街商铺及前横路及约16~21m, 距西北侧现有6层办公楼约12m。拟开挖深度范围内为软土且开挖深度较大, 排除采用直接放坡开挖。考虑到对周边环境的影响小, 初步设计方案为三种。

方案一:地下连续墙方案。此法虽然具有整体刚度大和良好的止水效果, 也适用于本工程地质情况, 但需墙体混凝土达到设计强度后方能进行基坑开挖, 因而工期较长。施工设备大, 对场地要求较高, 施工中产生的泥浆对环境有污染, 最重要的是造价昂贵。

方案二:冲孔灌注桩+旋喷止水中冲孔灌注桩+旋喷止水。这是最常见的围护方式, 但是该方案施工周期长, 软土地质质量控制难度大, 施工中产生较多泥浆, 在城市内不能排入下水系统, 需车装外运。在造价方面比地下连续墙低。

方案三:SMW工法施工。该方法是目前国内较新的基坑围护工艺, 而且插入的型钢, 施工后可以回收;经过测算, 比前两种方案造价低。该方法工艺技术可靠, 施工简单, 施工工期短, 不污染环境, 止水效果好, 安全性无问题。因此本基坑最终决定采用方案三的SWM工法围护方式。

4 基坑围护设计方案

本基坑侧壁安全等级为一级。基坑均采用Ф850@600三轴水泥土搅拌桩内插H700×300×13×24型钢, 间距@600/1200, 桩长为24m。其中三轴搅拌桩质量要求:水泥采用P·C42.5复合硅酸盐水泥, 水灰比为1.2, 水泥掺入量为20%。为保证桩的垂直度, 应严格控制机架的平整和导向架的垂直度, 确保垂直度偏差≤0.5%, 桩位偏差≤50mm, 28d龄期时的无侧限抗压强度不得小于2.0N/mm。

5 SMW功法桩施工工艺

5.1 施工流程

测量放线→开挖沟槽→设置导向定位型钢→桩机就位→喷浆、搅拌成桩→吊放及固定型钢→拔除型钢→SMW工法桩施工完成。

5.2 施工顺序

SMW三轴水泥土搅拌桩施工顺序, 见示意图1。其中阴影部分为重复套钻。

5.3 施工工序

(1) 测量放线:根据设计图纸和建设单位提供的坐标基准点, 计算出围护中心线角点坐标。用全站仪精确放样出围护中心线, 并做好坐标数据复核工作, 同时做好护桩。

(2) 开挖沟槽:用挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽。沟槽宽度根据围护结构宽度确定, 槽宽约1.2m, 深度约0.5~0.8m。遇有地下障碍物时, 利用镐头机将地下障碍物破除干净。

(3) 设置导向定位型钢:在平行沟槽方向放置两根定位型钢, 规格为300mm×300 mm, 长约8~12m。定位型钢必须放置固定好, 必要时用点焊进行相互连接固定;H型钢定位采用型钢定位卡。

(4) 桩机就位:由当班班长统一指挥桩机就位。移位结束后检查定位情况并及时纠正, 桩机应平稳、平正。

(5) 喷浆、搅拌成桩:水泥采用P·C 42.5复合硅酸盐水泥, 水泥浆液的水灰比1∶2, 水泥掺入比为土重量的20%。三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液, 同时严格控制下沉和提升速度。钻头下沉速度为1m/min, 提升速度为1m/min, 桩底部1m处重复搅拌, 每根桩均应匀速下钻、匀速提升, 并做好原始记录。

(6) 吊放及固定型钢:三轴水泥土搅拌桩施工完毕后, 吊机应立即就位, 准备吊放H型钢。采用50t履带吊机起吊H型钢, H型钢在使用前必须涂刷减摩剂, 型钢必须保持直线状态。H型钢插入时间必须控制在搅拌桩施工完毕30min内。

(7) 拔除型钢:在围护结构完成使用功能后, 保证围护外侧满足履带吊>6m回转半径的施工作业面。型钢两面用钢板贴焊加强, 顶升夹具将H型钢夹紧后, 用千斤顶反复顶升夹具, 直至吊车配合将H型钢拔除。回收H型钢后, 用水泥浆填充H型拔除后的空隙。

6 施工要点

(1) 施工放样要复核准确, 桩机垂直度控制好, 桩机垂直偏差不大于0.5%。

(2) 严格控制水泥用量, 保证水泥掺入量为20%。

(3) 严格控制搅拌桩下沉速度和搅拌提升速度, 并保持匀速下沉 (提升) , 避免出现夹心层, 在桩机筒身上做好明显标志, 严格控制桩顶和桩底标高。

(4) 严格按照经过审批的施工方案中的施工顺序进行施工, 保证墙体的连续性和接头的施工质量。

(5) 注意桩与桩之间的搭接时间, 桩与桩搭接时间不应大于12h。

(6) 搅拌桩施工完成后应尽早插入H型钢, 时间宜控制在30min内。

(7) 根据规范要求做好每根桩的施工记录。

7 施工中出现的问题及处理措施

(1) 施工冷缝的处理措施。由常规套钻1个孔改为套钻2个孔来增加搭接的强度和抗渗度, 严格控制上提和下沉的速度, 做到轻压慢速以提高搭接的质量。如上述方法无法满足要求, 采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案, 素桩与围护桩搭接厚度约10cm。

(2) 管道堵塞的处理措施。发现管道堵塞, 应立即停泵处理。待处理结束后, 立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆, 等10~20s恢复向上提升搅拌, 以防断桩发生。

(3) 遇孤石的处理措施。一般情况下, 三轴搅拌机对粒径10cm以下的卵石地层亦适用。在成桩过程中如遇较大孤石, 可采用直接挖机挖除, 埋的较深则采用加桩补强的方法。

(4) 断桩的处理措施。施工过程中, 如遇到停电或特殊情况, 造成停机导致成墙工艺中断时, 均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处, 待恢复供浆时再喷浆钻搅, 以防止出现不连续墙体;如因故停机时间较长, 宜先拆卸输浆管路, 妥为清洗, 以防止浆液硬结堵管。

(5) 斜桩的处理措施。对于有偏斜的桩位, 采用加桩的措施, 即在其背面补打加强桩。

(6) 型钢插入沉困难的处理措施。当H型钢不能靠自重完全下插到位时, 采取SMW钻管头部静压或采用振动锤进行振压。当上述方案失败时, 即可果断地割除露出地面部分的型钢, 在外档加一幅水泥土搅拌桩, 加插H700×300型钢作强度补偿。

8 结语

本工程采用SMW工法桩处理深基坑围护结构, 在基坑开挖后, SMW工法桩的止水效果较好。试块28d龄期时的无侧限抗压强度6~10MPa, 远远超过设计要求, 获得了良好的工程效果, 工程经济效益也较好。

参考文献

[1]GB50202-2002, 建筑地基基础工程施工质量验收规范.

基坑围护桩弯矩分析 篇9

随着城市建设的发展, 高层建筑往上越建越高, 往下也越挖越深, 位于硬土层的基坑, 大多采用放坡、土钉墙、重力式挡墙等围护结构, 位于软土层的基坑, 大多采用围护桩加内支撑或围护桩加锚杆等支护形式。

如何准确的计算围护桩内力不仅关系基坑开挖的成败, 同时也关系基坑的造价。通常围护桩内力计算有平衡法及等值梁法等, 本文结合工程实例, 将理论计算内力与实测相比较, 相关经验可供同行参考。

1 工程概况

该基坑开挖为8.2m, 呈长方形, 坑底位于淤泥层, 地下水位为1.5m, 采用φ800@1000钻孔灌注桩加内支撑作为围护结构, 桩底进入粘土层2.0m, 桩长15m, 在4.0m处设一道内支撑, 基坑平面及土层分布情况见图1。

从图1中可知, 基坑所在地层从上到下依次为杂填土、粘土、淤泥及粉质粘土, 对于饱和粘性土的短期稳定性问题, 按《地基及基础》第三版中有有关规定, 各土层的内聚力及内摩擦角采用不固结不排水的试验值, 力学性质指标见表1。

2 围护桩弯矩测试原理

由于围护桩不仅承受着土体的水平推力, 同时也承受着来自圈梁及桩身自重的竖向力, 属于偏心压弯构件。为了研究围护桩弯矩的变化规律, 在东侧及西侧的围护桩9.0m处各埋设了4根钢筋应力计, 受拉区2个、受压区2个。

通过监测预埋的钢筋计频率变化可换算成钢筋力, 见①式:

F=k (f2-f02) ①

式中:k为钢筋计标定系数

f为测试频率

f0为初读数

F为钢筋受力 (kN)

根据钢筋与砼协调变形原理, 通过式②将钢筋受力换算成冲钻孔灌注桩的变形。

ε=F/EA ②

A 为钢筋计的横截面积

在水平荷载的作用下, 冲钻孔灌注桩一侧受拉, 一侧受压, 如图3所示。当桩身承受的弯矩较大时, 受拉区砼退出工作状态, 弯矩由受拉区钢筋与受压区钢筋及受压区砼形成的一对力偶, 详见③、④式

受压区砼弯矩:

undefined③

式中:E为砼的弹性模量

ε为该处的应变 (受压区)

D为桩身直径。

受拉区或受压区钢筋所产生的弯矩可按式④计算:

M=∑FiεihiAi ④

式中:Fi第i根钢筋受力

εi第i根钢筋应变

hi第i根钢筋离中和轴距离

Ai第i根钢筋截面。

3 围护桩弯矩的理论计算

用于桩身弯矩计算的方法有很多种, 但由于篇幅限制, 这里只比较平衡法及等值梁法。

3.1 平衡法 (自由端法)

该法适用于底端自由支承的单撑式挡土结构, 由于挡土结构后土压力的作用而形成极限平衡的单跨简支梁, 挡土结构因受土压而弯曲, 并围绕顶部支撑点旋转, 其平衡条件包括所有水平力平衡及所有水平力对支撑点的弯矩平衡。本工程计算结果如表2。

3.2 等值梁法 (假想支点法)

该法适用于有支撑的挡土结构, 围护桩的变形曲线有一个反弯点O, 认为该点的弯矩为零, 于是将挡土结构分为两部分:上部分为简支梁, 下部分为超静定结构, 通过上部简支梁平衡条件, 即可求解挡土墙内力。该法的关键点是确定反弯点, 通常有如下三种理论确定反弯点:

①土压力为零点;

②挡土结构入土面点;

③在坑底以下离基坑y距离处, 该y值取决于地质条件及结构特性。

现将这三种方法都进行计算, 结果见表2所示。

从上表中可知, 采用等值梁①的弯矩最大, 依次为平衡法、等值梁③及等值梁②。等值梁①与平衡法计算结果基本一致, 这两种计算理论主要针对软土基坑、围护桩底不能形成固定端;等值梁②主要适用于坑底条件较好的基坑;等值梁③介于两者中间。

另外, 等值梁①的最大计算弯矩接近于等值梁②的两倍, 说明采用不同的计算模型, 计算结果相差非常大。

4 测试结果分析

根据上面公式, 所测得的桩身弯矩与时间的曲线如图3所示, 从图中下列规律可得:

1) 在土方开挖到支撑施工底面4.5m处, 位于9.0m处桩身弯矩急剧增加到大约180kN·m, 伴随着内支撑施工的进行, 桩身弯矩略有下降;

2) 在内支撑施工完后底板浇注前, 随着基坑开挖往下进行, 桩身弯矩慢慢增加, 到底板浇注后, 桩身弯矩有所回落;

3) 东侧最大弯矩值为238.8kN·m, 大于西侧最大值177.6 kN·m, 两者相差较大, 这说明不同位置围护桩的弯矩不一定相同, 它取决于地质情况、围护桩成桩质量及土方开挖情况等。

5 结论

1) 实测桩身弯矩在9.0m处的最大值为238.8kN·m, 该值大于等值梁②的计算结果, 这说明采用等值梁②是不适合于软土层基坑的;

2) 实测最大弯矩与等值梁③在7.2m处的弯矩250.7kN·m较接近, 因为位置不同, 不太好比较, 但也从另外一个侧面说明在类似地层中用等值梁③是非常冒险的;

3) 实测最大弯矩在9.0m处的值小于等值梁①与平衡法在8.0m处的380.2kN·m, 说明用这两种理论计算结果较保险, 安全系数大;

4) 另外, 从实测弯矩-时间曲线图中可知, 不同位置的围护桩其最大弯矩值不尽相同, 它取决于地质、施工等众多因素。

摘要：基坑围护桩内力计算有多种方法, 主要包括平衡法及等值梁法, 其中等值梁法关于反弯点位置的假定就有三个理论。本文结合工程实例, 首先计算出平衡法及不同理论的等值梁法相对应的桩身弯矩最大值及出现位置;另一方面, 为了验证哪一种理论计算方法更接近于实际情况, 在围护桩内埋设了钢筋应力计, 将实测弯矩值与理论值进行比较分析, 得出的相关结论可供同行参考。

关键词：围护桩,弯矩,平衡法,等值梁法

参考文献

[1]桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社, 1995年.

[2]杨位洸等.地基及基础 (第三版) [M].中国建筑工业出版社, 1998年.

深基坑围护施工的技术要点分析 篇10

随着中国经济的腾飞, 交通也越来越发达, 道路的畅通已经成为制约地方经济的重要因素。俗语说:“要致富, 先修路”, 在伴随着高速公路新建, 深基坑工程也越来越多。深基坑工程是众多工程与诸多学科的交汇。因此, 深基坑的维护是摆在我们面前一项重要的任务。

1 深基坑施工的技术

1) 钢筋混凝土灌注桩技术。这个技术主要是提高施工的安全性, 保证施工质量, 为后期有效加固外筒壁模板提供了保证;2) 高压旋喷桩止水技术。有效将丰富的地下水阻挡在旋流井外则, 减少了旋流井施工的降水量, 保证施工的顺利进行, 节约工程的施工工期;3) 在施工缝处预埋填砂技术。这个技术代替了以往在施工缝处支模的方法, 开挖土方后, 缝处的砂会自动脱落, 缩短了工期, 同时也降低了生产成本;4) 单面模板加固技术。此法代替了传统的在旋流井内加固措施。在模板的支拆速度上得到了大大的提升, 也减少了工期;5) 钢筋逆向电渣压力焊技术;6) 混泥土施工缝双重防水技术。这种方法的好处就是井壁的面积增大了, 同时也提高了工程的质量。

2 深基坑维护施工的技术

2.1防止在维护的过程中产生纵向裂缝

在施工的过程中为什么会造成裂缝呢?因为在施工的时候, 空心的梁板是放在土基顶端的, 分别在梁端的两边架着, 在地球重力的作用下, 就会在顶板及底板的中间附近出现裂缝, 这个裂缝大约1m~2.5m左右, 状态应该是纵向向下的, 造成这种情况的主要原因就是因为的我们的施工人员操作不规范, 而产生裂缝。

前面那种方法是先张法施工, 后张法在施工的过程中会有什么样的缺陷以及造成这种缺陷的原因是什么呢?如果空心梁板是用后张法进行安装的话, 不仅会出现中不裂缝, 在梁的两端会压碎底板混凝土。造成这种情况的原因主要有三点:首先, 对梁端的受力情况考虑的不够周到;其次, 在张拉的过程中, 手段以及错误的使用顺序;最后, 就是因为材料不够过硬。

3 技术要点分析

1) 深基坑的支护类型

土钉墙支护;搅拌桩支护;柱列式灌注桩;内支撑支护;锚杆支护;钢板桩支护;地下连续墙.

2) 深基坑的设计与施工工艺

在深基坑的设计中, 其纵面与选线有很大的关系, 其实在深基坑的选线设计时, 已经做好了许多的事情, 比如:高速公路的标准、高速公路基坑的深度。而纵面设计实际上就是将高速公路的选线更加的立体化, 具体化。不可否认的是, 在深基坑的设计是若果选值过小, 这会影响高速公路的使用安全。

钻机钻孔前, 应做好场地平整, 挖设排水沟, 设泥浆池制备泥浆, 做试桩成孔, 设置轴线定位点和水准点, 防线定桩位及其复核等施工准备工作。钻孔时, 先安装桩架及水泵设备, 桩位处挖土埋设孔口护筒, 以起定位、保护孔口、存储泥浆等作用, 桩架就位后, 钻机进行钻孔。

3) 深基坑的质量监管与控制。

在进行深基坑工程维护前。首先, 应该请相关的专业部门进行考究, 算出合理的工程财政预算, 科学管理, 人本结合。合理的配置资源, 合理的利用人力资源, 做到“认真、负责、谨慎”的态度, 降低风险, 提高收益回报。

在维护深基坑的工程开工前, 承包商的质量管理、技术管理、质量保证三大体系要得到监理机构的审查, 在得到工程质量没有任何问题的情况下, 方可签认。而工程的材料、机器配件、设备报表需得到监理工程师用专业的手段审核签认, 在施工现场, 一切不合格的材料、配件、设备要全部撤离现场。

在维护的过程中。下料前应注意, 严控下料的精度及长度。下料过程中, 要注意在细微的部分用的千斤顶要是小吨位的, 这个主要起的是调整作用。整体张拉的时候要用大吨位的千斤顶, 以保证钢筋的一致性。还需要检查横梁和台座是否垂直。千斤顶要保持同时供油, 之后便可以下料了。

在预埋阶段的时候, 要考虑水文地质等情况, 还有材料本身的局限性, 材料本身是曲线形状的, 在施工的过程中, 必须选好参考点, 并且要确定一个牢固的标高制高点, 衔接其他的工序时, 不要破坏波纹管管, 从而保证控制点正确。

在张拉以及灌浆的时候, 为了防止腐蚀现象的发生, 要错开灌浆和混凝土的时间。在规范方位之内, 要保证伸长值变化, 才能达到设计要求。

控制的过程要加强, 要选择坡度较小的路面进行铺设, 防止异物进入, 管道堵塞的现象, 最好是封闭路基。为了能使灌浆和张拉能进行的顺利, 及时封堵灌浆孔和排气孔。

4) 深基坑维护施工的不确定因素。

深基坑在施工过程中, 由于外界许多的因素, 比如:地基的复杂, 水文的情况, 施工环境以及工程材料的原因会产生许多的不确定的因素;外力不确定。在支付结构上面产生的外力并不是一层比不变的, 随着人员的变更, 环境的改变, 天气的变化改变而改变;变形不确定。支护设计的关键就是变形控制, 影响变形的原因很多, 地基性质、地下水变化, 还有就是现场管理水平都是变形产生的原因;土性的变化。地基土的非均质性和地基土的特性不是常量, 在不同部位的的基坑里, 其阶段土性是变化的, 地基对支护结构的作用也会随之变化。一些偶然因素引起的变化。周围的环境, 人员的管理, 还有很多的没有预想到的因素都会影响基坑的正常使用和施工。

5) 深基坑工程维护施工要点。

深基坑施工包括支护结构、隔渗设施、降水井及抽排水井和土方开挖的实施。深基坑工程要掌握下面几点:施工前请了解周围地表水和地下水的情况, 及时做好基坑周边的明水排放, 对周围可能造成地表水渗入基坑里面的, 要采取措施, 做好排水工作;施工前, 应该了解周边建筑物的情况以及埋置深度, 周边道路上的情况, 这样做的目的就是保护周边的环境安全;深基坑施工的时候, 要尽可能制定出详细可行的计划书, 对存在的安全风险要有效的进行评估, 以防止发生事故, 要由周密的对策, 降低安全风险。合理安排工作日期, 注意各个工序之间的衔接工作, 统筹兼顾。

4 结论

由于经济的迅猛发展, 高速公路成为带动地方经济连接各个城市的重要纽带, 在大兴土木的同时也为高速公路深基坑的承受能力带来巨大的考验, 在深基坑的维护工程中, 应该加大力度, 只有对深基坑维护好, 才能保证公路的施工质量以及道路的畅通。

摘要：随着中国经济的高速发展, 国内正在修建起一条条的高速公路, 深基坑的工程也越来越多, 伴随着深基坑工程的增多, 同时也面临着许多的问题。所以对深基坑的维护也显得愈发重要。

关键词：深基坑,维护施工,技术要点

参考文献

[1]杨帆.高速公路基坑支护工程施工安全技术研究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012 (6) .

[2]冯建州.谈谈市区内深基坑作业的几种围护形式[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2011 (16) .

[3]朱涛, 张振江.试论土钉墙技术在高速公路深基坑中的应用[J].商品与质量·学术观察, 2011 (1) :136.

深基坑围护桩 篇11

关键词 SMW工法;基坑围护;施工

中图分类号 U2 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0130-01

1 工程及地质概况

新建沪宁城际铁路丹阳～常州段位于既有京沪铁路旁并行线路,两线间距离较近。陵口中桥(丹阳市陵口镇贯穿南北交通主要通道)为4+7+7+4m钢筋混凝土框架小桥,为交通而设。本桥铁路法线与既有道路成3.5°夹角,道路要求净空5米。本桥基础底置于粉砂,深灰色、稍密、饱和,局部含有黏土,允许土压力为100KPa。地下水丰富,地下水对砼无腐蚀。既有铁路桥常年需要灌浆加固状态。

2 基坑围护结构设计

2.1 基坑围护方案

基坑采用SMW工法桩防护,三轴深搅桩排列布置,然后打入H700*300*13*24型钢桩,形成止水帷幕和H型钢桩受力的复合围护结构,施工采用三轴深搅桩机。三轴深搅桩施工完毕后,桩顶部做圈梁,见基坑支护设计图靠既有线路侧打入长度为16m三轴深搅桩防护,三轴深搅桩直径0.85m,两相邻桩搭接布置,搭接长度为0.25m,桩中间采用长16mH型钢打入,基坑维护见支护图。

图1

2.2 围护结构形式的比较

1)常用的支护方案如钢板桩支护,其施工对附近的土体具有扰动,临近既有铁路是会导致,钢轨线路变形,影响既有铁路运营安全,而且防水性能较差。如采用钢筋砼桩基形式支护,工程成本提高。SMW工法在这方面具有相当优势,即能有效支护也能具备较好的防水性能,对四周土体无扰动作用,确保既有铁路正常运营状态。

2)SMW工法构造简单,施工速度快,可大幅缩短工期。

3)SMW工法作围护结构与主体结构分离,主体结构侧墙可以施工外防水,与地下连续墙相比结构整体性和防水性能均较好,可降低后期维护成本。

4)基坑底部以下再配合高压旋喷满堂喷护,更保证基坑开挖后坑内无积水,形成基底止水隔离带。

3 关键技术的处理

H型钢水泥土搅拌桩支护结构的施工关键在于搅拌桩制作,以及H型钢的制作和打拔。

3.1 搅拌桩制作

与常规搅拌桩比较,要特别注重桩的间距和垂直度。施工垂直度应小于1%,以保证型钢插打起拔顺利,保证墙体的防渗性能。注浆配比除满足抗渗和强度要求外,尚应满足型钢插入顺利等要求。

3.2 保证桩体垂直度措施

1)在铺设道轨枕木处要整平整实,使道轨枕木在同一水平线上;

2)在开孔之前用水平尺对机械架进行校对,以确保桩体的垂直度达到要求;

3)用两台经纬仪对搅拌轴纵横向同时校正,确保搅拌轴垂直;

4)施工过程中随机对机座四周标高进行复测,确保机械处于水平状态施工,同时用经纬仪经常对搅拌轴进行垂直度复测。

3.3 保证加固体强度均匀措施

1)压浆阶段时,不允许发生断浆和输浆管道堵塞现象。若发生断桩,则在向下钻进50厘米后再喷浆提升;

2)采用“二喷二搅”施工工艺,第一次喷浆量控制在60%,第二次喷浆量控制在40%;严禁桩顶漏喷现象发生,确保桩顶水泥土的强度;

3)搅拌头下沉到设计标高后,开启灰浆泵,将已拌制好的水泥浆压入地基土中,并边喷浆边搅拌约1-2分钟;

4)控制重复搅拌提升速度在0.8-1.0米/分以内,以保证加固范围内每一深度均得到充分搅拌;

5)相邻桩的施工间隔时间不能超过24小时,否则喷浆时要适当多喷一些水泥浆,以保证桩间搭接强度;

6)预搅时,软土应完全搅拌切碎,以利于与水泥浆的均匀搅拌。

3.4 型钢的制作与插入起拔

施工中采用工字钢,对接采用内菱形接桩法。为保证型钢表面平整光滑,其表面平整度控制1‰以内,并应在菱形四角留Φ10小孔。

型钢拔出,减摩剂至关重要。型钢表面应进行除锈,并在干燥条件下涂抹减摩剂,搬运使用应防止碰撞和强力擦挤。且搅拌桩顶制作围檩前,事先用牛皮纸将型钢包裹好进行隔离,以利拔桩。

型钢应在水泥土初凝前插入。插入前应校正位置,设立导向装置,以保证垂直度小于1%,插入过程中,必须吊直型钢,尽量靠自重压沉。若压沉无法到位,再开启振动下沉至标高。型钢回收。采用2台液压千斤顶组成的起拔器夹持型钢顶升,使其松动,然后采用振动锤,利用振动方式或履带式吊车强力起拔,将H型钢拔出。采用边拔型钢边进行注浆充填空隙的方法进行施工。

4 SMW工法的主要特点

1)施工不扰动邻近土体,不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害,在城市深基坑中也广泛使用。

2)钻杆具有螺旋推进翼相间设置的特点,随着钻掘和搅拌反复进行,可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌,而且墻体全长无接缝,它比传统的连续墙具有更可靠的止水性。

3)它可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。

4)所需工期较其他工法短。在一般地质条件下,为地下连续墙的三分之一。

5)废土外运量远比其他工法少。实践证明在城市道路上进行铁路营业线深基坑施工采用SMW工法施工是可行的。由于型钢又可回收,造价明显降低,加快了工程进度,取得了良好的经济和社会效益。

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软土深基坑围护的应急措施探讨 篇12

1 常见软土深基坑围护应急措施

1.1 外侧卸土

在处理软土深基坑问题时, 经常会使用桩墙结合内支撑围护结构。在面对二级基坑时, 不仅会使用桩墙结合內支撑式以外, 还可以通过水泥土重力式挡墙以及桩墙结合土锚杆等方式进行处理。基坑围护结构顶面都存在高宽比放坡区, 如果基坑的围护检测值达到报警限值, 可以通过最简单可行的应急措施, 在基坑的周围压力区卸土, 控制围护结构压力。基坑周围土体表面如果出现裂缝, 可以使用砂浆对裂缝进行填塞, 在地表面进行二次浇筑, 保证混凝地地坪质量[1]。

1.2 基坑底回填土

从目前软土深基坑围护应急措施发展情况来看, 基坑底四周快速的回填砂土, 可以起到应急的作用, 保护基坑围护结构安全性, 袋装土堆叠宽度和高度需要根据基坑土质的实际情况以及检测报警的信息情况来确定。如果行项目施工中包含了两道围护支撑, 且在第二道支撑底位置产生深层土体报警位移, 可以在支撑底进行混凝土垫层加厚施工, 在空挡区堆叠一些砂土或者是碎石块。该处理方式不仅不会影响第二道施工支撑, 还可以加固被动区的反压。袋装砂土可以在使用以后通过塔吊转移出基坑, 如果报警情况比较紧急, 可以通过挖土机铲附近被动区的土, 提升工作效率[2]。

1.3 快速浇捣混凝土垫层施工

通常软土深基坑检测报警都发生在基坑挖土或者是设计标高的时候, 可以通过快速浇捣加厚底板下混凝土垫层的方式起到应急的作用。地下建筑地板下混凝土垫层可以根据实际情况增加到300mm左右, 利用泵送商品混凝土, 使其快速的浇筑到围护桩位置。待基坑围护桩的位移基本稳定以后, 再对地梁以及承台位置应急混凝土垫层进行切割, 沿着基坑底周围加厚混凝土垫层切割, 宽度可以根据工程施工的基本情况来确定[3]。

2 重力式挡墙加固、

通常情况下, 重力式挡墙均指水泥搅拌桩围护以及高压旋喷桩围护, 也有一些地区会使用袋装的砂土作为重力式挡墙。重力式挡墙经常会出现的破坏形式包含滑移、倾覆等。因为挡墙内部并不存在配筋, 所以挡墙的抗弯性能比较弱, 监理工作人员很难检查到工程施工存在的问题, 经常会产生倾塌事故, 必须要关注围护监测问题[4]。

2.1 常见应急措施

如果经检查之后, 重力式挡墙的位移过大或者是产生了一些比较细小的裂缝, 必须要进行应急处理。常见的应急措施是通过主动土压力区卸土。在淤泥或者是淤泥质的土区中卸土, 使其宽度达到10m。如出是对主动压力区位移裂缝进行处理, 可以使用砂浆对其进行填塞, 遭遇雨天时要关注雨水, 不能让雨水深入到建筑中, 增加土的压力, 提升结构稳定性。如果裂缝比较严重, 可以通过地坑式卸土的方式处理, 在挡墙迎土方向挖地坑, 地坑的深度可以比挡墙的顶深1-2m, 并将坑中存的水排干。隔栅型水泥搅拌桩配筋混凝土顶压施工的比较关键的, 需要将顶压混凝土配个短筋及搅拌桩使用。如果情况允许, 可以在压顶混凝土的侧面增加圈梁, 提升搅拌桩完整性[5]。

2.2 桩墙内撑式结构加固

桩墙内撑式结构比较适合在临近建筑物或者是路下管线比较多的深基坑中使用, 内支撑结构大部分都是钢筋混凝土或者是钢管结构, 详细细分还分为对撑与角撑这两种模式。内撑式挡墙围护比较常见的破坏形式集中在围护桩断裂以及支撑失稳断裂等方面, 因为基坑比较深, 若出现围护倒塌的情况, 会对周围环境产生比较明显的影响, 所以基坑围护监测工作必须要足够详细, 保证其可以及时的反映出位移值以及内撑的压力值。

2.3 基坑内被动区加固

深基坑被动区图层属于比较深厚的流塑以及软塑状土, 如果处理不当, 容易造成深层土体的坑内位移, 最终导致基坑周围的地面出现沉降, 也有可能导致围护桩内倾, 所以必须要加固坑底土层。坑底位置存在透水层, 可以配合降水措施对其进行价格。通常情况下可以在坑内的被动区通过高压的方式关注水泥浆, 也可以打水泥搅拌桩, 将坑底土层变为不透水水泥土, 全面提升土体力学性能, 避免基坑周围围护桩内部出现倾土隆起/砂涌现象。在基坑挖土以后, 被动区可以通过堆叠袋装土的方式进行反压应急处理, 配合高压旋喷桩对基坑进行加固, 具体的深度和宽度需要结合工程实际施工情况来确定[6]。

2.4 支撑杆件轴力报警应急措施

在挖土深度到达坑底的设计标高时, 支撑轴力出现急剧上升并超过设计值, 会在围护监测当中得到明确的反映, 使支撑环梁出现裂缝, 虽然不会直接导致整体破坏, 但若不及时处理, 在一段时间后依然会被整体破坏, 可以通过钢管加固支撑杆件, 将钢管与混凝土箍结成为整体, 焊接钢管和支撑立柱。支撑杆件失稳破坏通常会出现在跨中。如果对象是支架式体系, 则及时撑杆产生断裂, 也可以通过内里对其进行调整, 保证局部构建失效的同时全体结构体系不会产生破坏, 延长应急抢险时间。

3 结束语

建筑行业是我国经济发展的支柱性行业之一, 如何建筑施工质量, 对提升经济发展水平及人均生活质量具有至关重要的作用。本文从当前软土深基坑围护的发展实况入手, 详细阐述软土深基坑围护的应急措施, 从重力式挡墙加固、常见软土深基坑围护应急措施两方面入手, 展开了较为详细的论述, 旨在提升软土深基坑围护应急效果, 使建筑行业更好的发展。

摘要：生活水平的不断提升及城市化进程的不断发展, 使人们对建筑的要求日渐提升。在建筑施工过程中, 经常会因为施工现场地质情况以及施工技术等多方面因素的影响, 导致软土深基坑围护出现问题, 影响工程施工质量及施工的安全性。从常见的软土深基坑围护应急措施方面入手, 对软土深基坑围护应急措施进行分析。

关键词：软土深基坑,基坑围护,基坑

参考文献

[1]孟辉.SMW工法在广州某软土深基坑围护结构中的应用[J].广东土木与建筑, 2011, 10∶13-15.

[2]林辉, 何聪辉.软土深基坑围护结构支护参数优化分析[J].公路交通技术, 2012, 04∶84-87.

[3]郑荣跃, 曹茜茜, 刘干斌, 刘晓虎.深基坑变形控制研究进展及在宁波地区的实践[J].工程力学, 2011, S2∶38-53.

[4]葛增杰, 李锡夔, 孙洪伟.软土深基坑施工过程控制和土体物性参数识别方法研究[J].大连理工大学学报, 2011, 03∶279-287.

[5]杜常春, 周喜锋, 焦德智.某大型软土深基坑围护中多种支护技术的优化组合[J].探矿工程 (岩土钻掘工程) , 2014, 05∶59-62+65.