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基坑支護怎麽做

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基坑支護怎麽做

發布日期:2019-11-06 作者: 點擊:

坍塌事故的應急措施

1.當施工現場的監控人員發現土方或建築物有裂紋或發出異常聲音時,應立即報告給應急救援小組組長,並立即下令停止作業,並組織施工人員快速撤離到安全地點。

2.當土方或建築物發生坍塌後,造成人員被埋、被壓的情況下,應急救援小組全員上崗,除應立即逐級報告給主管部門之外,應保護好現場,在確認不會再次發生同類事故的前提下,立即組織人員進行搶救受傷人員。

3.當少部分土方坍塌時,現場搶救組專業救護人員要用鐵鍬進行撮土挖掘,並注意不要傷及被埋人員;當建築物整體倒塌時,造成特大事故時,由應急救援小組統一領導和指揮,有關人員協調作戰,保證搶險工作有條不紊的進行。要采用吊車、挖掘機進行搶救,現場要有指揮並監護,防止機械傷及被埋或被壓人員。

4.被搶救出來的傷員,要由現場醫療室醫生或急救組急救中心救護人員進行搶救,用擔架把傷員抬到救護車上,對傷勢嚴重的人員要立即進行吸氧和輸液,到醫院後組織醫務人員全力救治傷員。

5.當核實所有人員獲救後,將受傷人員的位置進行拍照或錄像,禁止無關人員進入事故現場,等待事故調查組進行調查處理。

6.對在土方坍塌中死亡或傷殘的人員,由善後處理組負責對死亡人員的家屬進行安撫,傷殘人員安置和財產理賠等善後處理工作。

工地發生坍塌事故,多數是基坑支護工程沒做好導致的。今天,小編為大家詳細說說各種基坑支護的形式、適用範圍和選型要點。

一、 各種基坑支護形式簡介及適用範圍

1. 放坡開挖——放

放坡開挖的指導思想是“放”,通過“撤軍”,挖除部分土,放出的足夠的邊坡,實現“前方”(基坑內)的安全。

土方邊坡一般用邊坡坡度表示,不同的土質允許的邊坡坡度也不同。

放坡開挖的優點是施工速度快,造價較低;缺點是開挖和回填土方均較大,坑邊變形大。軟土地層中采用單級放坡開挖的基坑開挖深度不宜大於4m,采用多級放坡開挖的基坑開挖深度不宜大於7m。

適用條件:

a. 基坑周邊開闊,滿足放坡條件;

b. 基坑周邊土體允許有較大位移;

c. 開挖麵以上一定範圍內無地下水或己經降水處理。

不適用範圍:

a. 淤泥和流塑土層;

b. 地下水高於開挖麵或未降水處理。

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圖1 放坡開挖剖麵示意圖

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表1 各類土質放坡坡率允許值

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圖2 多級邊坡

2. 土釘牆——釘

土釘牆通過打入“土軍內部”一道道土釘,讓前方的活躍好戰分子有了後方的兒女情長的牽掛,自然不會玩命來犯了。

土釘牆是將基坑邊坡通過由鋼筋製成的土釘進行加固,邊坡表麵鋪設一道鋼筋網再噴射一層砼麵層,使之與土方邊坡相結合的邊坡加固型支護施工方法。除了被加固的原位土體外,土釘牆由土釘、麵層及必要的防排水係統組成。土釘牆也可以與水泥土樁、微型樁及預應力錨杆組合形成的複合土釘牆。

優點:材料用量和工程量少,施工速度快,經濟性好;施工設備輕便,操作方法簡單;對場地土層的適應性強;結構輕巧,柔性大,有很好的延性。

缺點:要求錨杆能避開場地周邊其他建築的基礎和管線;在鬆散砂土、軟塑、流塑粘性土以及有豐富地下水源的情況下不能單獨使用土釘支護,必須與其他的土體加固支護方法相結合;基坑變形大。


圖3 土釘牆剖麵示意圖


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圖4 一級土釘支護image.png

適用條件:

a. 岩土條件較好;

b. 基坑周邊土體允許有較大位移;

c. 己經降水處理或止水處理的岩土;

d. 地下水位以上為粘土、粉質粘土、粉土和砂土;

e. 開挖深度不宜大於12m。

不適用範圍:

a. 土層為富含地下水的岩土層、含水砂土層,且未降水處理;

b. 膨脹土等特殊土層;

c. 基坑周邊有嚴格控製位移的建築物、構築物和地下管線等

3. 水泥土重力式圍護牆——重

水泥土重力式圍護牆同樣打入“土軍”內部,不過它是通過攪拌機械,將水泥等加固材料和地基土強行攪拌,形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋牆。

由於水泥土重力式圍護牆是無支撐自立式擋土牆,依靠牆體自重、牆底摩阻力和牆前基坑開挖麵以下土體的被動土壓力穩定牆體,因此一般水泥土重力式圍護牆一般都比較墩重厚實,牆厚一般為0.7~0.8倍的開挖深度,這就要求基坑邊與紅線間有足夠的寬度。

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圖5 重力式水泥土牆剖麵示意圖

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圖6 重力式水泥土牆現場圖

重力式水泥土牆的平麵布置有壁狀布置、格柵狀布置、鋸齒形布置等形式。工程實踐中,為了節省工程造價,又以格柵狀的平麵布置較為常用。

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圖7 重力式水泥土牆的平麵布置方式

(a)壁狀支護結構;(b)鋸齒狀支護結構;(c)格柵狀支護結構

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圖8 水泥土攪拌樁成樁過程示意圖

重力式水泥土牆的優點:由於一般坑內無支撐,便於機械化快速挖土;具有擋土、止水的雙重功能;一般情況下較經濟;施工中無振動、無噪音、汙染少、擠土輕微。

重力式水泥土牆的缺點:首先是位移相對較大,尤其在基坑長度大時;其次是厚度較大,隻有在紅線位置和周圍環境允許時才能采用,而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環境。

重力式水泥土牆的適用條件:

a. 基坑開挖深度不宜大於7m,基坑周邊土體允許有較大位移,基坑周邊有足夠的施工場地;

b. 填土、可塑、流塑粘性土、粉土、粉細砂、鬆散的中粗砂;

c. 坡頂超載不宜大於20kPa。

不適用範圍:

a. 周邊無足夠施工場地;

b. 基坑周邊有嚴格控製位移的建築物、構築物和地下管線等;

c. 牆深度範圍內存在富含有機質的淤泥。

4. 懸臂式支護結構——抗

上麵這張圖片的台詞充分說明了的懸臂式支擋結構的特點:硬頂生抗。   

懸臂式支擋結構頂部位移較大,內力分布不理想,但可省去錨杆和支撐,當基坑較淺且基坑周邊環境對支護結構位移的限製不嚴格時,可采用懸臂式支擋結構。懸臂式支護結構一般用於坑深7m以下。懸臂式支護結構可以采用不同的擋土結構,主要有排樁、鋼板樁、SMW工法樁等。

1)排樁——一字長蛇陣

排樁支護結構是將樁體按照一定的距離或者咬合排列形成的支護擋土結構。根據成樁工藝的不同,可以將排樁分為:鑽孔灌注樁、挖孔樁、壓漿樁、預製混凝土樁和鋼管樁等。

懸臂鋼管樁適用於坑深小於5m的情況,抗彎剛度相對較小,優勢是施工速度快,成本比混凝土排樁低。混凝土排樁適用於懸臂高度大於5m,抗彎剛度相對較大,但施工速度慢,成本也相對較高。排樁樁體根據實際需要可以有多種不同的平麵排列形式,如圖9所示。

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圖9 排樁圍護體的常見形式

其中分離式排列形式(圖 a)適用於沒有地下水或者地下水位比較低的土質好的基坑工程;如果地下水位需要防水要求並不高時,可采用連續排列如圖(b)所示;如果基坑工程要求增加支護結構的整體剛度,可以將樁交錯排列,如圖(c)所示;要求更大的整體剛度時可以用雙排樁形式,如圖(d)所示;如果需要防水而且空間有限可以選擇咬合排列形式,如圖(e)所示;有空間時可以在排樁後麵進行連續止水形式或者分離式止水形式,如圖(f)、(g)所示。

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圖10 榮域項目B2地塊排樁(鋼管樁)支護

排樁中鑽孔灌注樁是最常見的支護結構形式。采用混凝土灌注樁時,懸臂式排樁的樁徑宜大於或等於600mm。排樁的中心距不宜大於樁直徑的2.0倍,樁間土防護措施宜采用內置鋼筋網或鋼絲網的噴射混凝土麵層。圍護樁上部往往結合磚砌擋土牆或者天然放坡或土釘牆,以降低圍護結構造價。

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圖11 鑽孔灌注樁現場圖

(鑽孔灌注樁一字排開,列陣擋土,故稱之為一字長蛇陣)

鑽孔灌注樁的優點:施工工藝簡單,施工噪音低、振動小、對環境影響小,成本低(與地下連續牆相比),平麵布置靈活,自身剛度和強度較大。

缺點:施工速度慢,需處理泥漿,自防水差、需要結合防水措施,整體剛度較差。

懸臂式鑽孔灌注排樁適用於軟土地層,一般開挖深度5~7m;在砂礫層和卵石中施工慎用。

2)鋼板樁——八門金鎖陣

鋼板樁是一種帶鎖口的熱軋型鋼,靠鎖口相互連接咬合,形成連續的鋼板樁牆,用來擋土和擋水。

鋼板樁的優點:材料質量可靠,施工快捷,工期短;占用場地較小;在防水要求不高的工程中,可采用自身防水;基坑施工完畢回填土後可將槽鋼拔出回收再次使用。

鋼板樁的缺點:鋼板樁抗側剛度相對較小,變形較大;鋼板樁打入和拔除對土體擾動較大;鋼板樁拔除後需對土體中留下的孔隙進行回填處理。

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圖12 鋼板樁

(八字狀的鋼板樁手挽手肩並肩列陣迎敵,故稱之為八門金鎖陣)

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圖13 鋼板樁現場圖

鋼板樁適用於開挖深度不大於7m、周邊環境保護要求不高的基坑工程。由於鋼板樁打入和拔除對周邊環境影響較大,鄰近對變形敏感建構築物的基坑工程不宜采用。

3) 型鋼混凝土攪拌牆——外圓內方陣

型鋼混凝土攪拌牆是在水泥土深層攪拌樁牆體中插入型鋼所形成的一種同時具有受力和防滲功能的加勁複合圍護結構。SMW工法樁是在國內應用最多的型鋼混凝土攪拌牆。

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圖14 SMW工法樁現場圖


圖15 SMW工法樁施工中插入型鋼

(圓形的攪拌樁中插入方形的型鋼加強,故稱之為外圓內方陣)

SMW工法樁有如下優點:

a. 對周邊環境影響小,施工不擾動鄰近土體,能有效控製周邊地麵構築物的沉降;

b. 抗滲性好,工法樁機連續作業的牆體無接縫,從而使它可比傳統的連續牆具有更可靠的止水性;

c. 剛度較大,支護效果好;

d. 構造簡單、施工簡便、工期短;

e. 由於型鋼可回收重複使用,成本較低。

SMW工法樁的問題和缺點:

a. 攪拌樁和型鋼協同工作方麵,仍有許多問題需要進一步深入研究;

b. 對型鋼水泥土攪拌牆的一些設計施工參數還沒有統一的標準,施工質量難於保證;

c. 由於型鋼拔除後在攪拌樁中留下的孔隙需采取注漿等措施進行回填,特別是鄰近變形敏感的建構築物時,對回填質量要求較高。

SMW工法樁以水泥土攪拌樁為基礎,凡是能夠施工三軸水泥土攪拌樁的場地都可以考慮使用該工法。

隨著開挖深度的加深,生頂硬抗已經無法阻擋“水土大軍”了,還有什麽“兵種”能夠應敵,且看下回。

二、 各種基坑支護形式簡介及適用範圍

5. 地下連續牆——銅牆鐵壁

地下連續牆是采用原位連續成槽澆築形成的鋼筋混凝土圍護牆,具有擋土和隔水雙重作用。通常連續牆的厚度為600mm、800mm、1000mm,也有厚達1200mm的,地下連續牆一般與錨索或支撐組成錨拉式結構或支擋式結構。

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圖16 地下連續牆施工現場圖

(鋼筋混凝土牆連續一字排開,形成一道銅牆鐵壁)

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圖17 地下連續牆施工程序示意

在工程應用中地下連續牆已被公認為是深基坑工程中最佳的擋土結構之一,它具有如下顯著的優點:

a. 施工具有低噪音、低震動等優點,工程施工對環境的影響小;

b. 連續牆剛度大、整體性好,基坑開挖過程中安全性高,支護結構變形較小;

c. 牆身具有良好的抗滲能力,坑內降水時對坑外的影響較小;

d. 可作為地下室結構的外牆,可配合逆作法施工,以縮短工程的工期、降低工程造價。

地下連續牆造價較高,施工要求專用設備,隻有用在一定深度的基坑工程或其它特殊條件下才能顯示其經濟性和特有的優勢。一般情況下地下連續牆適用於如下條件的基坑工程:

a. 深度較大的基坑工程,一般開挖深度大於15m才有較好的經濟性;

b. 鄰近存在保護要求較高的建、構築物,對基坑本身的變形和防水要求較高的工程;

c. 基地內空間有限,地下室外牆與紅線距離極近,采用其它圍護形式無法滿足留設施工操作空間要求的工程;

d. 圍護結構亦作為主體結構的一部分,且對防水、抗滲有較嚴格要求的工程。

6. 錨拉式支護結構——錨

錨拉式結構包含擋土結構與錨拉結構兩部分。當懸臂式擋土結構招架不住的時候,就要上“預備隊”了

這“預備隊”就是錨拉結構,一般采用預應力錨索。預應力錨索是一種通過高強度預應力鋼絞線和錨固將荷載傳遞到深層穩定岩土層的構件。當環境保護不允許在支護結構使用功能完成後錨杆杆體滯留在地層內時(此類工程越來越多),應采用可拆芯鋼絞線錨杆。

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圖18 排樁+錨索支護現場圖

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圖19 預應力錨索基本構造簡圖

錨拉式結構中的擋土結構可采用混凝土排樁、土釘牆、地下連續牆、SMW工法樁等,其中排樁+預應力錨索是應用最為普遍的錨拉式結構。

錨拉式結構一般還需要設置腰梁和冠梁。腰梁主要有鋼腰梁(雙拚工字鋼或槽鋼)和混凝土腰梁,錨拉結構的錨固力通過腰梁傳遞給支護結構,形成整體圍護,保證基坑側壁穩定性。冠梁是為了提高擋土結構的整體性。

錨拉式結構適用範圍:

a. 場地狹小且需要深開挖;

b. 周邊有嚴格控製位移的建築物、構築物和地下管線等;

c. 基坑邊壁有錨杆設置地下空間。

不適用範圍:

a. 錨杆不宜用在軟土層和高水位的碎石土、砂土層中;

b. 當鄰近基坑有建築物地下室、地下構築物等,錨杆的有效錨固長度不足時,不應采用錨杆;

c. 錨杆施工會造成基坑周邊建(構)築物的損害或違反城市地下空間規劃等。

7. 支撐式支護結構——撐

支撐式結構包含擋土結構與內支撐結構。也是在懸臂式擋土結構無法抵抗時,設置了一道道支援前線的支撐。內支撐可采用鋼支撐、混凝土支撐、鋼與混凝土混合支撐。

鋼支撐具有自重輕、安裝和拆除方便、施工速度快、可以重複利用等優點,而且安裝後能立即發揮支撐作用,對減小由於時間效應而產生的支護結構位移十分有效。因此,形狀規則的基坑(如地鐵狹長型基坑)常采用鋼支撐,但鋼支撐剛度相對較小,節點構造和安裝相對複雜,需要具有一定的施工技術水平。

混凝土支撐是在基坑內現澆而成的結構體係,布置形式和方式基本不受基坑平麵形狀的限製,具有剛度大、整體性好、施工技術相對簡單等優點,所以應用範圍較廣。缺點是施工完畢後必須養護到一定強度後方可開挖土方,工期較長,且破除困難,產生大量建築垃圾。

支撐式支護結構中的擋土結構可采用排樁、地下連續牆、SMW工法樁等。

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圖20 鋼支撐+排樁支護現場圖

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圖21 混凝土支撐+排樁支護現場圖

支撐式支護結構適用範圍廣,可適用各種土層和基坑深度,一般用於安全等級高的深基坑工程。

8. 雙排樁——父子兵

“打虎親兄弟,上陣父子兵。”雙排樁就是這對“父子兵”。雙排樁是沿基坑側壁排列設置的由前、後兩排支護樁和梁連接成的剛架及冠梁組成的支擋結構。實際的基坑工程中,在某些特殊條件下,錨杆、土釘、支撐受到實際條件的限製而無法實施,而采用單排懸臂樁又難以滿足承載力、基坑變形等要求或者造價明顯不合理的情況下,雙排樁剛架結構是一種可供選擇的基坑支護結構形式。

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圖22 雙排樁支護剖麵圖

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圖23 雙排樁現場圖

與常用的支擋式支護結構如單排懸臂樁結構、錨拉式結構、支撐式結構相比,雙排樁剛架支護結構有以下特點:

a. 與單排懸臂樁相比,其安全可靠性、經濟合理性優於單排懸臂樁。

b. 與支撐式支擋結構相比,由於坑內不設支撐,不影響基坑開挖、地下結構施工,同時省去設置、拆除內支撐的工序,大大縮短了工期。在基坑麵積很大、基坑深度不是很大的情況下,雙排樁剛架支護結構的造價常低於支撐式支擋結構。

c. 與錨拉式支擋結構相比,在某些情況下,雙排樁剛架結構可避免錨拉式支擋結構難以克服的缺點。

雙排樁排距一般在2D~5D之間(D為樁徑)。因此雙排樁支護占地較大,對於建築退線較少地塊不適用。

9. 支護結構與主體結構結合的逆作法

此種工法通過支護結構與主體結構相結合,為支護結構提供了堅強的後盾,支護結構可以自豪的宣稱:“找到靠山,我不怕不怕啦!”

支護結構與主體結構相結合是指采用主體地下結構的一部分構件(如地下室外牆、水平梁板、中間支承柱和樁)或全部構件作為基坑開挖階段的支護結構,不設置或僅設置部分臨時支護結構的一種設計和施工方法。


圖24 逆作法施工順序示意圖

與常規的臨時支護方法相比,采用支護結構與主體結構相結合的逆作法深基坑和地下結構具有諸多的優點:

a. 此工法可以上同時向地上和地下施工,可以縮短工程的施工工期;

b. 水平梁板支撐剛度大,擋土安全性高,基坑變形小,對周圍的環境影響小;

c. 地麵層先行完成,可作為材料堆置場或施工作業場;

d. 避免了采用臨時支撐的浪費現象。

但逆作法也有如下缺點:

a. 支撐位置受地下室層高的限製,無法調整高度;

b. 挖土作業空間狹小,作業環境較差,不利於規模機械化施工、土方施工困難;

c. 結構接頭處理多;

d. 對圍護結構施工精度要求高。

支護結構與主體結構相結合適用於如下基坑工程:

a. 大麵積的地下工程,一般邊長大於100m的大基坑更為合適;

b. 大深度的地下工程,一般3層及以上地下室工程更為合理;

c. 複雜形狀的地下工程;

d. 周邊狀況苛刻,對環境要求很高的地下工程;

e. 作業空間較小和上部結構工期要求緊迫的地下工程。

10. 多種基坑支護形式的聯合使用

實際工程中,尚有兩種或兩種以上支護形式聯合使用的情況,發揮各自優勢,力求達到安全與經濟的最優平衡點。具體工程實例如下:

1) 榮域項目B2地塊:土釘牆+鋼管樁+錨索。


圖25 榮域項目B2地塊基坑

2) 北京銀泰中心基坑支護工程:土釘牆+灌注樁+錨杆。


圖26 北京銀泰中心基坑

3) 國家大劇院基坑支護工程:擋土牆+灌注樁+地下連續牆+隔水帷幕。


圖27 國家大劇院基坑

三 、 基坑支護選型要點

“安全可靠、經濟合理、施工便利”是基坑設計的三原則。從安全角度,國家標準《建築基坑支護技術規程》JGJ120-2012根據基坑破壞的後果,將基坑支護結構安全等級分為三級。


基坑支護設計時,首先應當依據基坑深度、工程水文地質條件、環境條件和使用條件等合理劃分基坑側壁安全等級,這是基坑選型的決定性因素。然後綜合基坑側壁安全等級、施工、氣候條件、工期要求、造價等因素合理選擇支護結構類型。同一基坑的不同側壁可分別確定為不同的安全等級,並依據側壁安全等級分別進行設計。


北京市地方標準《建築基坑支護技術規程》DB11/489-2016表3.1.5中,將基坑側壁安全等級結合開挖深度、水文地質條件、周邊環境條件進行了更明確的對應。

基坑的安全等級確定後,可以結合水文地質情況和開挖深度,進行基坑選型,一般的基坑支護初步選型流程如下:


圖28 基坑支護初步選型流程

具體細化的常見基坑選型表如下:

表2 常見基坑支護選型表





注:

1.各類基坑的造價均按基坑周長的單位長度計。

2.表中排樁造價均按鑽孔灌注樁造價考慮。

3.表中造價分別按坑深3m(H≤3m)、6m(3m<H≤6m)、9m(6m<H≤10m)、12m(10m<H≤15m)粗略估算,旨在說明各種支護型式之間的大概的造價差異。工程造價應結合具體工程的實際情況,根據基坑支護設計單位的設計文件確定。

由於基坑支護有著很強的地域性、經驗性,因此上表中僅是對大多數情況適用的基坑支護選型做了總結,具體工程還需要結合工程實際情況,經過詳細分析比選,做出合理的基坑支護選型,達到安全適用、經濟合理的最終目的。




  END 

來源:易築施工









本文網址:http://www.bc29.cn/news/428.html

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