4.2.1基坑围护方案
1)柱列式钻孔灌注桩
它是利用钻孔机械按设计位置钻孔,然后向孔里浇灌混凝土,并下放预制钢筋笼,最后形成并列的桩位,组成围护墙体来达到维护止水的目的。由于施工简单,墙体刚度较大,造价比较低,并且具有可以和深层水泥搅拌桩、压力注浆、高喷和旋喷桩相结合,组成防水的挡土结构等特点,因此在工程中用的较多。就挡土而言,钻孔灌注桩围护墙可用于开挖深度较大的基坑,但在地下水位较高地区往往由于隔水措施失效而导致基坑事故的例子时有发生。因此当开挖深度较大而又缺乏有把握的隔水手段时,不宜采用钻孔灌注桩作为围护墙。在地下水位较高地区采用钻孔灌注桩围护墙壁时,必须在墙后设置隔水帷幕。
柱列式钻孔灌注桩的特点:
(1)噪声和振动小,刚度较大,就地浇制施工,对周围环境影响小;
(2)适合软弱地层使用,接头防水性差,要根据地质条件从注浆、搅拌桩、旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题;
(3)在砂砾层和碎石中施工慎用; (4)整体刚度较差,不适合兼作主体结构;
(5)桩质量取决于施工工艺及施工技术水平,施工时需作排污处理。
2)冻结排桩支护
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它是结合冻结法和钻孔灌注桩两种工法而发展起来的,冻结孔与排桩(钻孔灌注桩)采用插花布置。通过冻结,在排桩一侧形成封闭的冻土帷幕,使得防水性能得到大大的提高,从而弥补了排桩的不足。该工法安全系数高,防水性好,但工程造价相对较高,并且施工比较复杂,此法适合用于含水地层的超大型深基坑,以及防护等级较高的基坑。
3)SMW工法
它是先用螺旋钻机按设计位置钻孔疏松泥土,且孔与孔之间有一定的搭接长度,之后向疏松泥土中注入水泥浆液,然后按设计间距打入H 型钢形成劲性水泥土,最后形成一排挡土止水帷幕。
其特点:
(1)施工低噪声,对周围环境影响小;
(2)结构止水性好,结构强度可靠,适合于疏松土层,配以多道支撑,可用于深基坑;
(3)此施工方法在一定条件下可取代作为围护的地下连续墙,具有较大发展前景;
(4)此工法施工产生的变形量较大。 4)钢板桩支护
它是用打桩机直接将钢板按一定搭接方式打入土体来承受基坑开挖卸荷所产生的水土压力的一种施工临时支挡结构。
其特点:
(1)钢板桩系工厂成品、强度、品质、接缝精度等质量保证、
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可靠性高;
(2)具在耐久性,可回拔修正再行使用;
(3)与多道钢支撑结合,适合软土地区的较深基坑; (4)施工方便、工期短;
(5)施工中须注意接头防水,以防止桩缝水土流失所引起的地层塌陷及失稳问题;
(6)钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小,开挖后挠度变形较大; (7)打拔桩振动噪声大、容易引起土体移动,导致周围地基较大沉陷。
5)高压旋喷桩挡墙
它是用带有喷头的钻机将其钻入到预定深度后,再利用地面高压水泵将配制好的水泥浆液注入土体,同时匀速地将旋转的喷头缓缓地向上拔,使得水泥浆和土体能够形成柱状的均匀固结体,依次咬合施工从而形成高压旋喷桩挡墙。 其特点:
(1)适合于软土地区环境要求不很高的基坑挖深≤7m 的基 (2)施工低噪声、低振动,对周围环境影响小,止水性好; (3)施工需作排污处理,工艺复杂,造价高;
(4)作为围护结构的止水加固措施、旋喷桩深度可达30m。 6)地下连续墙
它以专用的挖槽设备开挖沟槽,并采用触变泥浆护壁,在槽内设置钢筋笼,采用导管法浇筑混凝土,形成一个单元槽段的混凝土墙体。
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依此继续挖槽、浇筑施工,连接成一道连续的地下钢筋混凝土墙或帷幕,以作为防渗、挡土、承重的地下墙体结构。
地下连续墙的优点:
(1)施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工; (2)墙体刚度大,目前国内地下连续墙的厚度可达0.6~1.3m,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构;
(3)防渗性能好。由于墙体接头形式和施工方法的改进,使地下连续墙几乎不透水。如果把墙底伸入到隔水层中,那么由它围成的基坑内的降水费用就可大大减少,对周边建构筑物的影响也很小;
(4)可以贴近施工;
(5)可用于逆做法施工。地下连续墙刚度大,易于设置埋件,很适合于逆做法施工;
(6)适用于多种地基条件;
(7)可用作刚性基础。目前地墙不再单纯作为防渗防水、深基坑围护墙,而越来越多地代替桩基础、沉井或沉箱基础,承受更大荷载;
(8)安全经济,占地少,可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间,充分
发挥投资效益,工效高,工期短,质量可靠。
地下连续墙的缺点:
(1)在一些特殊的地质条件下(如很软的淤泥质土,含漂石的冲
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积层和超硬岩石等),施工难度很大;
(2)如果施工方法不当或地质条件特殊,可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题;
(3)地下连续墙如果用作临时的挡土结构,比其它方法所用的费用要高些;
(4)在城市施工时,废泥浆的处理比较麻烦。
4.2.2 基坑围护方案比选
根据底层稳定性和强度等参数,由于本工程基坑开挖深度为6.0米,开挖深度一般;又由于场地平坦,无地下管线,距围护结构一定距离之外有已建房屋工程以及地质及水文地质条件较复杂。综合各方面因素,确定该基坑围护结构拟采用地下连续墙方案。
5. 设计计算
5.1.1
地面附加荷载传至n层土底面的竖向荷载qn计算
根据地面均布荷载分布形式:荷载大小为30Kpa,作用宽度为10.0米。可以得出
地面附加荷载:
qn?qo?30KN/m
图1.1基坑外侧附加竖向应力计算简图
5.1.2各层土压力计算
各土层的土压力系数:
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