【文章內(nèi)容簡介】 1土釘； 2噴射細石混凝土面層； 3墊板 施工時，每挖深 左右，掛細鋼筋網(wǎng)，噴射細石混凝土面層厚 50~100mm，然后鉆孔插入鋼筋 (長 10~15m 左右，縱、橫間距 左右 )，加墊 板并灌漿，依次進行直至坑底。基坑坡面有較陡的坡度。 土釘墻用于基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地；基坑深度不宜大于 12m；當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應(yīng)采取降水或截水措施。日前在軟土場地亦有應(yīng)用。 (9)逆作拱墻 當(dāng)基坑平面形狀適合時，可采用拱墻作為圍護墻。拱墻有圓形閉合拱墻、橢圓形閉合拱墻和組合拱墻。對于組合拱墻，可將局部拱墻視為兩鉸拱。 基 坑 工 程 82 拱墻截面宜為 Z 字型 (圖 155)，拱壁的上、下 端宜加肋梁 (圖 155a)；當(dāng)基坑較深，一道Z字型拱墻不夠時，可由數(shù)道拱墻疊合組成 (圖 155b)，或沿拱墻高度設(shè)置數(shù) 道肋梁 (圖 155c)，肋梁豎向間距不宜小于 。亦可不加設(shè)肋梁而用加厚肋壁 (圖 155d)的辦法解決。 圖 155 拱墻截面示意圖 1地面； 2基坑底； 3拱墻； 4肋梁 圓形拱墻壁厚不宜小于 400mm，其他拱墻壁厚不宜小于 500mm?；炷翉姸鹊燃壊灰说陀?C25。拱墻水平方向應(yīng)通長雙面配筋，鋼筋總配筋不小于 %。 拱墻在垂直方向應(yīng)分道施工，每道施工高度視土層直立高度而定，不宜超過 。待上道 拱墻合攏且混凝土強度達到設(shè)計強度的 70%后，才可進行下道拱墻施工，每 道拱墻施工時間不宜超過 36h。 逆作拱墻宜用于基坑側(cè)壁安全等級為三級者；淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜應(yīng)用；拱墻軸線的矢跨比不宜小于 1/8；基坑深度不宜大于 12m；地下水高于基坑底面時，應(yīng)采取降水或截水措施。 對于排樁、板墻式支護結(jié)構(gòu)，當(dāng)基坑深度較大時，為使圍護墻受力合理和受力后變形控制在一定范圍內(nèi)，需沿 圍護墻豎向增設(shè)支承點，以減少跨度。如在坑內(nèi)對圍護墻加設(shè) 支承稱為內(nèi)支撐；如在坑外對圍護墻 設(shè)拉支承，則稱為拉錨 (土錨 )。 內(nèi)支撐受力合理、安全可靠、易于控制 圍護墻的變形，但內(nèi)支撐的設(shè)置給基坑內(nèi)挖 土 和地下室結(jié)構(gòu)的支模和澆筑帶來一些不便， 需通過換撐加以解決。用土錨拉結(jié)圍護墻， 坑內(nèi)施工無任何阻擋，位于軟土地區(qū)土錨的 變形較難控制，且土錨有一定長度，在建筑 物密集地區(qū)如超出紅線尚需專門申請。一般 情況下，在土質(zhì)好的地區(qū)，如具備錨 桿施工 設(shè)備和技術(shù)，應(yīng)發(fā)展土錨；在軟土地區(qū)為便 圖 156 對撐式的內(nèi)支撐 于控制圍護墻的變形，應(yīng)以內(nèi)支撐為主。對 1腰梁； 2支撐； 3立柱； 撐式的內(nèi)支撐見圖 156。 4樁 (工程樁或?qū)ＴO(shè)樁 )； 5圍護墻 支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系包括腰梁或冠梁 (圍檁 )、支撐和立柱。腰梁固定在圍護墻上，將圍護墻承受的側(cè)壓力傳給支撐 (縱、橫兩個方向 )。支撐是受壓構(gòu)件，長度超過一定限度時穩(wěn)定性不好，所以中間需加設(shè)立柱，立柱下端需穩(wěn)固，立即插入工程樁內(nèi)，實在對不準工程樁，只得另外專門設(shè)置樁 (灌筑樁 )。 (1)內(nèi)支撐類型 內(nèi)支撐按照材料分為鋼支撐和混凝土支撐兩類。 GJ/QB1/102020 83 1)鋼支撐：鋼支撐常用者為鋼管支撐和型鋼支撐兩種。鋼管支撐多用 Ф609 鋼管，有多種壁厚 ( 1 14mm)可供選 擇，壁厚大者承載能力高。亦有用較小直徑鋼管者，如 Ф580、Ф406鋼管等；型鋼支撐 (圖 157)多用 H型鋼 ，有多種規(guī)格 (表 167)以適應(yīng)不同的承載力。不過作為一種工具式支撐，要考慮能適應(yīng)多種情況。在縱、橫向支撐的交叉部位，可用上下疊交固定 (圖 157 所示 )；亦可用專門加工的 ―十 ‖形定型接頭，以便連接縱、橫向支撐構(gòu)件。前者縱、橫向支撐不在一個平面上，整體剛度差；后者則在一個平面上，剛度大，受力性能好。在端頭的活絡(luò)頭子和琵琶斜撐的具體構(gòu)造參見圖 158。 圖 157 型鋼支撐構(gòu)造 (a)示意圖； (b)縱橫支撐連接； (c)支撐與立柱連接 1鋼板樁； 2型鋼圍檁； 3連接板； 4斜撐連接件； 5角撐； 6斜撐； 7橫向支撐； 8縱向支撐； 9三角托架； 10交叉部緊固件； 11立柱； 12角部連接桿 H 型鋼的規(guī)格 表 167 尺寸 (mm) 單位重量(kg/m) 斷面積 (cm2) 回轉(zhuǎn)半徑 (cm) 截面慣性矩 (cm4) 截面抵抗矩 (cm3) ABt 1t 2 W A ix iy Ix Iy Wx Wy 200200812 4720 1600 472 160 25025091 4 10800 3650 867 292 300300101 5 20400 6750 1360 450 350350121 9 137 40300 13600 2300 776 4004001321 172 66600 22400 3330 1120 5943021423 175 137000 10600 4620 701 7003001324 185 202000 10800 5760 722 8003001423 210 292020 11700 7290 782 9003001628 243 411000 12600 9140 843 6002001224 131 99500 3210 3320 321 6002001534 173 131000 4550 4370 456 注： A型鋼斷面高度； B型鋼斷面寬度； t1型鋼腹板厚度； t2下翼緣厚度。 基 坑 工 程 84 圖 158 琵琶撐與活絡(luò)頭子 (a)琵琶撐； (b)活絡(luò)頭子 鋼支撐的優(yōu)點是安裝和拆除方便、速度快，能盡快發(fā)揮支撐的作用，減小時 間效應(yīng)，使圍護墻因時間效應(yīng)增加的變形減小；可以重復(fù)使用，多為租賃方式，便于專業(yè)化施工； 可以施加預(yù)緊力，還可根據(jù)圍護墻變形發(fā)展情況，多次調(diào)整預(yù)緊力值以限制圍護墻變形發(fā)展。 其缺點是整體剛度相對較弱，支撐的間距相對較小；由于兩個方向施加預(yù)緊力，使縱、橫向支撐的連接處處于鉸接狀態(tài)。 2)混凝土支撐：是隨著挖土的加深，根據(jù)設(shè)計規(guī)定的位置 現(xiàn)場支模澆筑而成。其優(yōu)點是形狀多樣性，可澆筑成直線、曲線構(gòu)件，可根據(jù)基坑平面形狀，澆筑成最優(yōu)化的布置型式；整體剛度大，安全可靠，可使圍護墻變形小，有利于保護周圍環(huán)境；可方便地變化構(gòu)件的 截面和配筋，以適應(yīng)其內(nèi)力的變化 。其缺點是支撐成型的發(fā)揮作用時間長，時間效應(yīng)大，使圍護墻因時間效應(yīng)而產(chǎn)生的變形增大；屬一次性的，不能重復(fù)利用；拆除相對困難， 如用控制爆破拆除，有時周圍環(huán)境不允許，如用人工拆除、時間較長、勞動強度大。 混凝土支撐的混凝土強度等級多為 C30，截面尺寸經(jīng)計算確定。腰梁的截面尺寸常用600mm800mm(高 寬 )、 800mm1000mm 和 1000mm1200mm；支撐的截面尺寸常用600mm800mm(高 寬 )、 800mm1000mm、 800mm1200mm 和 1000mm1200mm。支撐的截面尺寸在高度方向要與腰梁高度相匹配。配筋要經(jīng)計算確定。 對平面尺寸大的基坑，在支撐交叉點 處需設(shè)立柱，在垂直方向支承平面支撐。立柱可為四個角鋼組成的格構(gòu)式鋼柱、圓鋼管或型鋼?？紤]到承臺施工時便于穿鋼筋，格構(gòu)式鋼柱較好，應(yīng)用較多。立柱的下端最好插入作為工程樁使用的灌筑樁內(nèi)，插入深度不宜小于 2m，如立柱不對準工程樁的灌筑樁，立柱就要作專用的灌筑樁基礎(chǔ)。 在軟土地區(qū)有時在同一個基坑中，上述兩種支撐同時應(yīng)用。為了控制地面變形、保護好周圍環(huán)境，上層支撐用混凝土支撐；基坑下部為了加快支撐的裝拆、加快 施工速度，采用鋼支撐。 從發(fā)展看，就該繼續(xù)完善和推廣鋼支撐，使鋼支撐實現(xiàn)標準化、工具化、建立鋼支撐制作、裝拆、使用、維修一體化的專業(yè)隊伍。 GJ/QB1/102020 85 (2)內(nèi)支撐的布置和型式 內(nèi)支撐的布置要綜合考慮下列因素： 1)基坑平面形狀、尺寸和開挖深度； 2)基坑周圍的環(huán)境保護要求和鄰近地下工程的的施工情況； 3)主體工程地下結(jié)構(gòu)的布置； 4)土方開挖和主體工程地下結(jié)構(gòu)的施工順序和施工方法。 支撐布置不應(yīng)妨礙主體工程地下結(jié)構(gòu)的施工，為此事先就詳細了解地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖紙。對于大的基坑，基坑工程的施工速度，在很大程序上取決于土方開 挖的速度，為此， 內(nèi)支撐的布置應(yīng)盡可能便利土方開挖，尤其是機械下坑開挖。相鄰支撐之間的水平距離，在結(jié)構(gòu)合理的前提下，盡可能擴大其間距，以便挖土機運作。 支撐體系在平面的上的布置形式 (圖 159)，有角撐、對撐、桁架式、框架式 、環(huán)形等。有時在同一基坑中混合使用，如角撐加對撐、環(huán)梁加邊桁 (框 )架、環(huán)梁加角撐等。主要是因地制宜，根據(jù)基坑的平面形狀和尺寸設(shè)置最適合的支撐。 一般情況下，對于平面形狀接近方形且尺寸不大的基坑，宜采用角撐，使基坑中間有較大的空間，便于組織挖土。對于形狀接近方形但尺寸較大的基坑，采用環(huán)形或桁 架式、邊框架式支撐，受力性能較好，亦能提供的較大的空間便于挖土。對于長片形的基坑宜采用對撐或?qū)渭咏菗危踩煽?，便于控制變形? 圖 159 支撐的平面布置形式 圖 160 支撐豎向布置 (a)角撐； (b)對撐； (c)邊桁架式； (d)框架式； (e)環(huán)梁與邊框架； (f)角撐加對撐 鋼支撐多為角撐、對撐等直線桿件的支撐。混凝土支撐由于為現(xiàn)澆，任何型式的支撐皆便于施工。 支撐在豎向的布置 (圖 160)，主要 取決于基坑深度、圍護墻種類、挖土方式，地下結(jié)構(gòu)各層樓蓋和底板位置等。基坑深度愈大，支撐層數(shù)愈多，使圍護墻受力合理，不產(chǎn)生過大的彎矩和變形。支撐設(shè)置的標高要避開地下結(jié)構(gòu)樓蓋的位置，以便于支模澆筑地下結(jié)構(gòu)時換撐，支撐多數(shù)布置在樓蓋之下和底板之上，其間凈距離 B最好不小于 600mm。 支撐豎向間距還與挖土方式有關(guān)，如人工挖土，支撐豎向間距 A不宜小于 3m，如挖土機下坑挖土， A最好不小于 4m，特殊情況例外。 在支模澆筑地下結(jié)構(gòu)時，在拆除上面一道支撐前，先設(shè)換撐，換撐位置都在底板上表面和樓板標高處。如靠近地下室外墻附近樓板 有 缺失時，為便于傳力，在樓板缺失處要增設(shè)臨時鋼支撐。換撐時需要在換撐 (多為混凝土板帶或間斷的條塊 )達到設(shè)計規(guī)定的強度、起支撐作用后才能拆除上面一道支撐。換撐工況在計算支護結(jié)構(gòu)時亦需加以計算。 基 坑 工 程 86 1荷載與抗力計算標準 (GJ/QB1/100172020) 作用于圍護墻上的水平荷載，主要是土壓力、水壓力和地面附加荷載產(chǎn)生的水平荷載。 圍護墻所承受的土壓力，要精確的計算有一定困難，因為影響土壓力的因素很多，不僅取決于土質(zhì)，還與圍護墻的剛度、施工方法、空間尺寸、時間長短、氣候條件都有 關(guān)。 目前計算土壓力多 用朗金 (Ramkine)土壓力理論。朗金土壓力理論的墻后填土為勻質(zhì)無粘性砂土，非一般基坑的雜填土、粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土等，不呈散粒狀；朗金理論土體應(yīng)力是先筑墻后填土，土體應(yīng)力就是增加的過程，而基坑開挖是土體應(yīng)力釋放過程，完全不同；朗金理論將壓力視為定值，實際上開挖過程中是變化的。所解決的圍護墻土壓力為平面問題，實際上土壓力 存在顯著的空間效應(yīng)；朗金理論屬極限平衡原理，屬靜態(tài)設(shè)計原理，而土壓力處于動態(tài)平衡狀態(tài)，開挖后由于土體蠕變等原因，會使土體強度逐漸降低，具有時間效應(yīng)；另外，在朗金計算公式中土工參數(shù) (θ、 c 等 )是定值，不考慮施工效應(yīng)，實際上在施工過程中由于打設(shè)預(yù)制樁、降低地下水位等施工措施，會引起擠土效應(yīng)和土體固結(jié)，使 θ、 c值得到提高。因此，要精確地計算土壓力是困難的，只能根據(jù)具體情況選用較合理的計算公式，或進行必要的修正，供設(shè)計支護結(jié)構(gòu)用。 根據(jù)我國《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》 JGJ12099，水平荷載標準值和水平抗力標準值可按下列公式進行計算： 1171 水平荷載標準值 作用于圍護墻上的土壓力、水壓力和地面附加荷載產(chǎn)生的水平荷載標準值 eajk(圖 161)，應(yīng)按當(dāng)?shù)乜煽拷?jīng)驗確定，當(dāng)無經(jīng)驗時按下列規(guī)定 計算： ： (1)當(dāng)計算點位于地下水位以上時 eajk=ζajkKai2cik Kai (126) (2)當(dāng)計算點位于地下水位以下時 eajk=ζajkKai2cik Kai +［ (zihwa)(mjhwa)ηwaKai］ γw (127) 式中 ζajk作用于深度 zi處的豎