【摘 要】本文主要介绍了内支撑和锚杆支护技术、钢板桩支护技术、土钉墙支护技术、柱列式灌注桩排桩支护技术、深层搅拌水泥土桩支护技术等深基坑支护技术,并简要叙述了深基坑支护工程的各种特点。并阐述了深基坑支护技术的应用现状,并对深基坑支护技术进行了展望。
【关键词】深基坑技术;特点;应用
随着社会经济的发展,城市化进程的不断发展。在城市的中心密集地带用地愈发紧张,开发改造地下空间已成为一种必然趋势,诸如地铁、地下通道、地下停车场、地下商场、地下仓库等多种地下民用和工业设施。地下空间的使用规模越来越大,开挖的深度也越来越深,尤其是城市快速增长的停车位需求和城市民防空间的新要求,这些都对深基坑支护技术的需求日益旺盛。
1.深基坑支护技术常见类型
1.1内支撑和锚杆支护技术
作为基坑围护结构墙体的支承,内支撑和锚杆作为基坑围护结构墙体的支承,它的作用就是保证基坑稳定和控制周围地层变形。目前支护结构的内支撑,常用的有两种分别是钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑。在使用钢结构支撑时,一般采用液压千斤顶施加预应力,这样可减少挡墙的变形。钢筋混凝土支撑能有效控制挡墙和周围地面的变形,并且刚度大,变形小。一般是用模板或者土模逐层挖土现浇,适用于较深基坑和周围环境要求高的地区
1.2钢板桩支护技术
钢板桩是一种施工简单,投资经济的支护方法。曾今在软土地区应用较多,但是钢板桩本身柔性大如锚拉系统或支撑设置不当,则变形会很大。因此,在软土底层,深基坑支护深度大于7m时一般不采用钢板桩支护。如若使用需要设置多层支撑或锚拉杆,但施工结束之后钢板桩拔除时会对周围地基和地表变形有影响。
1.3土钉墙支护技术
土钉墙围护结构是一种边挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,然后在其上喷射混凝土形成混凝土面板,从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。,该支护方法不适用淤泥质及地下水位以下且未经降水处理的土层,只适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土,粉土层。
1.4柱列式灌注桩排桩支护技术
柱列式间隔布置主要有两种:分别是桩与桩之间有一定的间距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构刚度较好,为施工方便各桩之间,在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁使其连结。同时为了防止地下水井夹带主体颗粒从桩间空隙流入坑内,一般构筑专门的防水帷幕或者在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层旋喷桩、搅拌桩等措施。灌注桩施工时没有振动,对周围道路,建筑物和地下管线影响少。
1.5深层搅拌水泥土桩支护技术
深层搅拌水泥土桩是将特制的深层搅拌机进入深土层然后将水泥浆固化剂和地基进行强制搅拌形成水泥土桩,待其硬化后即可形成具有一定强度的即可挡土又可形成隔水帷幕的壁状挡墙。对于不是很深的基坑,都可用支护结构,并且比较经济。
2.深基坑支护工程的特点
2.1深基坑支护的基本特点
①技术先进,结构简单,能起到挡土作用,并能使基坑周围地形保持稳定。
②通过形成防水帷幕,使基础施工能在地下水位以上进行。
③确保在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不会因土体的变形、沉陷等对周围相邻建筑物、地下管线道路等产生影响。
④经济合理,绿色环保,保证施工安全可靠。
2.2深基坑施工的工作特点
①在技术方面应做的工作,整个施工团队组成需合理组。团队中的每个人都需对深基坑支护设计与施工的预期目的和作用有深刻的了解,对每位参与者都要进行专门的培训。严格按照有关规范,确保施工方案的严格实施。
②按图施工,动态监控。深基坑支护工作主要目的是挡土,防水等。施工过程中应尽量按理论设计实施,若施工中由于不确定因素引起与设计时不同的情况时,应根据实际情况作一定的调整,当需确保达到规范要求。
2.3深基坑技术要求特点
①能根据各地区不同的地质条件和施工环境条件的特点设计出相应的施工方案,并且需充分吸收当地已成功的经验和失败的教训。
②熟悉各种特种工艺的施工方法如地基加固、防水、降水等以及相关的施工流程和设备的选择,并且能够对各种方案进行质量、工期、造价等进行综合对比选择。
③能够深入了解主体结构的设计要求、与基坑围护结构的相互关系、并能够处理好临时围护结构和永久性主体结构的关系,同时能够解决围护结构与支撑作永久性结构的技术问题。
3.深基坑支护技术应用现状
欧国等发达国家,地下铁路、地下交通隧道、地下商场等地下设施随处可见,尤其是用来解决城市交通拥堵的地下铁路和地下隧道来。随着深基坑开挖的深度和面积深度逐渐加大,针对不同土质和周边环境的保护等级要求,一般选择对基坑支护结构的强度和变形控制要求较高的桩锚支护结构和型钢支撑结构。
人口密度大,土地使用率高的韩国、日本、台湾、香港及东南亚地区,对地下空间开发利用率也越来越高,深基坑的开挖数量也将会越来越多。根据这些国家和地区的具体土质情况一般多选用钢结构支护技术同时施加较大的预应力。
目前我国常用的用于开挖深度8m以上基坑的深基坑支护技术主要有以下几种:钻孔灌注桩、地下钢筋混凝土连续墙、钢筋混凝土支撑结构、钢管支撑结构。开挖深度5m以内常用土钉墙支护结构。硬土地层的基坑支护主要采用锚杆支护结构,而锚杆支护结构在软土地层的基坑中是严禁使用的。目前我国国内超过95%的深基坑支护工程使用的是钻孔灌注桩、钢筋混凝土支撑结构、地下钢筋混凝土连续墙等传统技术,这些传统技术不但造价高、能耗高,不环保,工期长,施工空间小;而只有不足5%的深基坑支护工程使用具有造价低、施工空间大、工期短、绿色无污染、可持续利用等优点的SMW工法、预应力装配式支撑支护结构、加劲桩等新技术。
总体而言,环保、节能和低碳的深基坑支护技术是发达国家和地区的首选,因此更多地选用型钢支撑,SMW工法及桩锚支护结构,不仅可实现钢材的重复使用,而且可较少地使用水泥和混凝土。
4.结语
深基坑支护技术是一门最近二十年发展起来的一门实践工程学,它的设计和施工应综合考虑工程的土质和水文条件,基坑周围荷载,基坑开挖深度等多种因素。施工过程中严格控制施工质量,加强监督管理,加强安全教育等,才能确保工程质量。随着科学技术的飞速发展和监测监控技术的应用,以及工程界、学术界的共同努力推广,深基坑技术的应用将有不可估量的前景。
【关键词】深基坑技术;特点;应用
随着社会经济的发展,城市化进程的不断发展。在城市的中心密集地带用地愈发紧张,开发改造地下空间已成为一种必然趋势,诸如地铁、地下通道、地下停车场、地下商场、地下仓库等多种地下民用和工业设施。地下空间的使用规模越来越大,开挖的深度也越来越深,尤其是城市快速增长的停车位需求和城市民防空间的新要求,这些都对深基坑支护技术的需求日益旺盛。
1.深基坑支护技术常见类型
1.1内支撑和锚杆支护技术
作为基坑围护结构墙体的支承,内支撑和锚杆作为基坑围护结构墙体的支承,它的作用就是保证基坑稳定和控制周围地层变形。目前支护结构的内支撑,常用的有两种分别是钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑。在使用钢结构支撑时,一般采用液压千斤顶施加预应力,这样可减少挡墙的变形。钢筋混凝土支撑能有效控制挡墙和周围地面的变形,并且刚度大,变形小。一般是用模板或者土模逐层挖土现浇,适用于较深基坑和周围环境要求高的地区
1.2钢板桩支护技术
钢板桩是一种施工简单,投资经济的支护方法。曾今在软土地区应用较多,但是钢板桩本身柔性大如锚拉系统或支撑设置不当,则变形会很大。因此,在软土底层,深基坑支护深度大于7m时一般不采用钢板桩支护。如若使用需要设置多层支撑或锚拉杆,但施工结束之后钢板桩拔除时会对周围地基和地表变形有影响。
1.3土钉墙支护技术
土钉墙围护结构是一种边挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,然后在其上喷射混凝土形成混凝土面板,从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。,该支护方法不适用淤泥质及地下水位以下且未经降水处理的土层,只适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土,粉土层。
1.4柱列式灌注桩排桩支护技术
柱列式间隔布置主要有两种:分别是桩与桩之间有一定的间距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构刚度较好,为施工方便各桩之间,在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁使其连结。同时为了防止地下水井夹带主体颗粒从桩间空隙流入坑内,一般构筑专门的防水帷幕或者在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层旋喷桩、搅拌桩等措施。灌注桩施工时没有振动,对周围道路,建筑物和地下管线影响少。
1.5深层搅拌水泥土桩支护技术
深层搅拌水泥土桩是将特制的深层搅拌机进入深土层然后将水泥浆固化剂和地基进行强制搅拌形成水泥土桩,待其硬化后即可形成具有一定强度的即可挡土又可形成隔水帷幕的壁状挡墙。对于不是很深的基坑,都可用支护结构,并且比较经济。
2.深基坑支护工程的特点
2.1深基坑支护的基本特点
①技术先进,结构简单,能起到挡土作用,并能使基坑周围地形保持稳定。
②通过形成防水帷幕,使基础施工能在地下水位以上进行。
③确保在基坑土方开挖及地下工程施工期间,不会因土体的变形、沉陷等对周围相邻建筑物、地下管线道路等产生影响。
④经济合理,绿色环保,保证施工安全可靠。
2.2深基坑施工的工作特点
①在技术方面应做的工作,整个施工团队组成需合理组。团队中的每个人都需对深基坑支护设计与施工的预期目的和作用有深刻的了解,对每位参与者都要进行专门的培训。严格按照有关规范,确保施工方案的严格实施。
②按图施工,动态监控。深基坑支护工作主要目的是挡土,防水等。施工过程中应尽量按理论设计实施,若施工中由于不确定因素引起与设计时不同的情况时,应根据实际情况作一定的调整,当需确保达到规范要求。
2.3深基坑技术要求特点
①能根据各地区不同的地质条件和施工环境条件的特点设计出相应的施工方案,并且需充分吸收当地已成功的经验和失败的教训。
②熟悉各种特种工艺的施工方法如地基加固、防水、降水等以及相关的施工流程和设备的选择,并且能够对各种方案进行质量、工期、造价等进行综合对比选择。
③能够深入了解主体结构的设计要求、与基坑围护结构的相互关系、并能够处理好临时围护结构和永久性主体结构的关系,同时能够解决围护结构与支撑作永久性结构的技术问题。
3.深基坑支护技术应用现状
欧国等发达国家,地下铁路、地下交通隧道、地下商场等地下设施随处可见,尤其是用来解决城市交通拥堵的地下铁路和地下隧道来。随着深基坑开挖的深度和面积深度逐渐加大,针对不同土质和周边环境的保护等级要求,一般选择对基坑支护结构的强度和变形控制要求较高的桩锚支护结构和型钢支撑结构。
人口密度大,土地使用率高的韩国、日本、台湾、香港及东南亚地区,对地下空间开发利用率也越来越高,深基坑的开挖数量也将会越来越多。根据这些国家和地区的具体土质情况一般多选用钢结构支护技术同时施加较大的预应力。
目前我国常用的用于开挖深度8m以上基坑的深基坑支护技术主要有以下几种:钻孔灌注桩、地下钢筋混凝土连续墙、钢筋混凝土支撑结构、钢管支撑结构。开挖深度5m以内常用土钉墙支护结构。硬土地层的基坑支护主要采用锚杆支护结构,而锚杆支护结构在软土地层的基坑中是严禁使用的。目前我国国内超过95%的深基坑支护工程使用的是钻孔灌注桩、钢筋混凝土支撑结构、地下钢筋混凝土连续墙等传统技术,这些传统技术不但造价高、能耗高,不环保,工期长,施工空间小;而只有不足5%的深基坑支护工程使用具有造价低、施工空间大、工期短、绿色无污染、可持续利用等优点的SMW工法、预应力装配式支撑支护结构、加劲桩等新技术。
总体而言,环保、节能和低碳的深基坑支护技术是发达国家和地区的首选,因此更多地选用型钢支撑,SMW工法及桩锚支护结构,不仅可实现钢材的重复使用,而且可较少地使用水泥和混凝土。
4.结语
深基坑支护技术是一门最近二十年发展起来的一门实践工程学,它的设计和施工应综合考虑工程的土质和水文条件,基坑周围荷载,基坑开挖深度等多种因素。施工过程中严格控制施工质量,加强监督管理,加强安全教育等,才能确保工程质量。随着科学技术的飞速发展和监测监控技术的应用,以及工程界、学术界的共同努力推广,深基坑技术的应用将有不可估量的前景。