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深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-21 22:01 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 坑開(kāi)挖深度、巖土性質(zhì)、基坑周?chē)鷪?chǎng)地情況及施工條件等因素綜合考慮決定。目前在工程中常用的支護(hù)方法有:護(hù)壁樁支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻支護(hù)、土釘墻支護(hù)、內(nèi)支撐支護(hù)。3.1.1 護(hù)壁樁支護(hù)結(jié)構(gòu)護(hù)壁樁主要可分為灌注樁、預(yù)制樁和深層攪拌樁。灌注樁應(yīng)用比較廣泛,由于其無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng),對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn),使得灌注樁在工程界得到普遍的應(yīng)用。灌注樁的類型按其成孔方式可分為人工挖孔灌注樁和機(jī)械鉆孔灌注樁。人工挖孔樁因施工方便,造價(jià)低廉而得到廣泛的應(yīng)用,但人工挖孔樁也有其局限性:當(dāng)?shù)貙又泻辛魃常[石等強(qiáng)透水層且水量大時(shí),以及當(dāng)?shù)貙又泻姓託饣蛞谎趸嫉扔卸練怏w時(shí),對(duì)人工挖孔樁施工也是一個(gè)威脅,應(yīng)盡量避免。利用并列的機(jī)械鉆孔灌注樁組成的圍護(hù)墻體由于施工簡(jiǎn)單,墻體剛度大,造價(jià)低,因此在工程中用的比較多。就擋土而言,鉆孔灌注樁擋土結(jié)構(gòu)可用于開(kāi)挖深度比較大的基坑。在地下水位較高地區(qū),為了防止地下水并夾帶土體顆粒從樁間空隙流入坑內(nèi),應(yīng)同時(shí)在樁間或樁背采取高壓注漿,設(shè)置深層攪拌樁,旋噴樁等措施,或在樁后專門(mén)構(gòu)筑防水帷幕。預(yù)制樁一般是預(yù)先在一定的場(chǎng)地制作成型,采用打樁機(jī)械打入土中,施工質(zhì)量易于保證,但打樁時(shí)產(chǎn)生的噪聲,振動(dòng)和擠土將大大影響周?chē)h(huán)境,故在使用時(shí)收到一定的限制,一般用于較淺的基坑支護(hù)中。預(yù)制樁按其材料種類可分為鋼筋混凝土預(yù)制樁和鋼板樁。深層攪拌樁是利用水泥,石灰等材料作為固化劑,通過(guò)深層攪拌機(jī)械,將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌,利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理-化學(xué)反應(yīng),是軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的樁體,是加固軟土地基的一種新方法。深層攪拌樁由具有一定剛性的脆性材料所構(gòu)成,按其強(qiáng)度和剛度分,它是介于剛性樁(灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁)和柔性樁(砂樁、碎石樁)之間的一種樁型。深層攪拌樁最適宜于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土地基,其優(yōu)點(diǎn)在于:(1)其施工工藝由于將固化劑和原地基軟土就地?cái)嚢杌旌?,因而最大限度的利用了原土;?)攪拌時(shí)不會(huì)將地基土側(cè)向擠出,因而對(duì)周?chē)扔薪ㄖ锏挠绊戄^??;(3)按照不同地基土的性質(zhì)及工程設(shè)計(jì)要求,合理選擇固化劑及其配方,設(shè)計(jì)比較靈活;(4)施工時(shí)無(wú)振動(dòng),無(wú)噪聲,無(wú)污染,可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中進(jìn)行施工;(5)土體加固后重度基本不變,對(duì)軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降。3.1.2 地下連續(xù)墻支護(hù)地下連續(xù)墻圍護(hù)呈封閉狀態(tài),在深基坑開(kāi)挖后,加上內(nèi)支撐或錨桿,就可以起到擋土的作用,更加方便深基坑工程的施工。特別是當(dāng)今地下連續(xù)墻已經(jīng)發(fā)展到既是基坑施工時(shí)的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu),又可以作為擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻(此時(shí)在墻體內(nèi)側(cè)宜加筑鋼筋混凝土襯套) ,即兩墻合一。地下連續(xù)墻按照施工材料的不同,可分為鋼筋混凝土連續(xù)墻、樁排式連續(xù)墻和水泥土地下連續(xù)墻。其施工工藝具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)墻段剛度大,整體性好,因而結(jié)構(gòu)和地基變形都較小即可用于超深圍護(hù)結(jié)構(gòu),也可用于主體結(jié)構(gòu);(2)使用各種地質(zhì)條件。對(duì)砂卵石地層要求進(jìn)入風(fēng)化巖層時(shí),鋼板樁難以施工,但卻可以采用合適放入成槽機(jī)構(gòu)施工的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu);(3)可減少工程施工時(shí)對(duì)環(huán)境的影響。施工時(shí)振動(dòng)少,噪聲低,對(duì)周?chē)噜彽墓こ探Y(jié)構(gòu)和地下管線影響較小,對(duì)沉降及變位較易控制;(4)可進(jìn)行逆筑法施工,有利于加快施工進(jìn)度,降低造價(jià)。由于地下連續(xù)墻具有整體剛度大和防滲性能好,適用于地下水位以下的軟粘土和砂土多種底層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境,尤其是基坑底面以下有深層軟粘土需將墻插入很深的情況。但地下連續(xù)墻的造價(jià)高于鉆孔灌注樁與深層攪拌樁,因此要根據(jù)基坑開(kāi)挖深度,土質(zhì)情況和周?chē)h(huán)境情況,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為經(jīng)濟(jì)合理才可采用。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)在軟土層中基坑開(kāi)挖深度大于 10 米,周?chē)噜徑ㄖ锶绲叵鹿芫€對(duì)沉降與位移要求較高,或用作主體結(jié)構(gòu)的一部分,或采用逆筑法施工時(shí),可采用地下連續(xù)墻。3.1.3 土釘支護(hù)土釘支護(hù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)用于基坑開(kāi)挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)。它是由密集的土釘群,被加固的土體,噴射混凝土面層組成,形成一個(gè)復(fù)合的,、能自穩(wěn)的、類似于重力式擋墻的擋土結(jié)構(gòu),以此來(lái)抵抗墻后傳來(lái)的土壓力和其他作用力,從而使開(kāi)挖基坑或邊坡穩(wěn)定。土釘一般是通過(guò)鉆孔,插筋,注漿來(lái)設(shè)置的,但是也可以通過(guò)直接打入較粗的鋼筋或型鋼形成土釘。土釘主要分為鉆孔注漿土釘和打入式土釘兩類。鉆孔注漿土釘是目前工程中最常用的土釘類型。打入式土釘?shù)膬?yōu)點(diǎn)是不需要預(yù)先鉆孔,施工速度快。與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)相比,土釘支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在:(1)能合理利用土體的自承能力,將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)不可分割的部分;(2)結(jié)構(gòu)輕型、柔性大,有良好的抗震性能和延性;(3)施工設(shè)備簡(jiǎn)單輕便,不需要大型的機(jī)具和復(fù)雜的工藝;(4)施工方便,速度快,不需單獨(dú)占用場(chǎng)地;(5)工程造價(jià)低,據(jù)國(guó)內(nèi)外資料分析,土釘支護(hù)工程造價(jià)比其他支護(hù)形式的工程造價(jià)低 1/3~1/2 左右。土釘支護(hù)的缺點(diǎn)和局限性主要是基坑變形大。由于土釘支護(hù)是一種被動(dòng)受力支護(hù)形式,只有土體發(fā)生變形時(shí)土釘才受力,因此基坑變形位移相對(duì)較大。土釘支護(hù)不宜用于對(duì)基坑變形有嚴(yán)格要求的支護(hù)工程中,土釘支護(hù)基坑的深度不宜太大。土釘支護(hù)主要適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土,粘性土和弱膠結(jié)砂土。對(duì)于無(wú)膠結(jié)砂層,砂礫卵石層和淤泥質(zhì)土,土釘成孔困難,不宜采用土釘支護(hù)。對(duì)于不能臨時(shí)自穩(wěn)的軟弱土層,土釘支護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)施工無(wú)法實(shí)現(xiàn),因此也不能采用土釘支護(hù)。從愈多工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,土釘支護(hù)的破壞幾乎是由于水的作用,水使土體產(chǎn)生軟化,引起整體或局部破壞,因此規(guī)定采用土釘支護(hù)工程必須做好降水,且不能作為擋水結(jié)構(gòu)。3.1.4 內(nèi)支撐支護(hù)表31 鋼支撐和現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐的優(yōu)缺點(diǎn)材料 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)支撐自重小,安裝和拆除方便,可重復(fù)使用,可隨挖隨撐,能很好地控制基坑變形,一般情況下可優(yōu)先考慮采用鋼支撐安裝節(jié)點(diǎn)比較多,當(dāng)構(gòu)造不合理或施工不當(dāng)時(shí),很容易造成節(jié)點(diǎn)變形而導(dǎo)致基坑過(guò)大的水平位移,施工技術(shù)水平要求高混凝土結(jié)構(gòu)支撐具有較大的平面剛度,適用于各種復(fù)雜平面形狀的基坑,現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)而增加基坑的變形,施工技術(shù)水平要求較低自重大,材料不能重復(fù)利用,安裝和拆除需要較長(zhǎng)工期,不能做到隨挖隨撐,對(duì)控制變形不利,當(dāng)采用爆破拆除支撐時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)等危害內(nèi)支撐最大的缺陷還在于占據(jù)基坑內(nèi)的空間,給挖土和主體結(jié)構(gòu)施工造成許多困難,干擾并影響施工進(jìn)度;隨著主體結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)展,在自下至上逐步卸去支撐時(shí),還有可能進(jìn)一步增加周?chē)貙拥奈灰啤4送?,環(huán)境溫度變化可對(duì)支撐的內(nèi)力產(chǎn)生很大的影響,比如 20m 寬的基坑若環(huán)境溫度降低 10186。C,支撐就會(huì)縮短 25mm,使基坑變形增加;而在溫度升高后,這一變形并不能完全恢復(fù),相反會(huì)使支撐內(nèi)力增加許多,所以有時(shí)對(duì)內(nèi)支撐在高溫下采取冷卻或涂漆(減少吸收熱量)等措施。有下列條件時(shí),可優(yōu)先考慮選擇使用內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu):(1)相鄰場(chǎng)地有地下建筑物,不宜選用錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu);(2)為保護(hù)場(chǎng)地周邊建筑物,基坑支護(hù)不得有較大的內(nèi)傾變形;(3)場(chǎng)地土質(zhì)條件較差,對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)有嚴(yán)格要求時(shí)。3.1.5 基坑降水方法一、明溝排水(一)、明溝排水的適用條件明溝排水是指在基坑內(nèi)設(shè)置排水明溝或滲渠和集水井,然后用水泵將水抽出基坑外的降水方法。明溝排水(簡(jiǎn)稱明排)一般適用于土層比較密實(shí),坑壁較穩(wěn)定,基坑較淺,降水深度不大,坑底不會(huì)產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。當(dāng)具備下列條件時(shí),一般可以采用明溝排水方案。(1)地質(zhì)條件。場(chǎng)地為較密實(shí)的、分選好的土層,特別是帶有一定膠結(jié)度或粘稠度的土層時(shí),由于其滲透性低,滲流量較少,在地下水流出時(shí),邊坡仍穩(wěn)定,即使在挖土方時(shí),底部可能會(huì)出現(xiàn)短期翻漿或輕微變動(dòng),但對(duì)地基無(wú)損害,所以適宜明排;當(dāng)?shù)貙油临|(zhì)為硬質(zhì)粘土夾無(wú)水源補(bǔ)給的砂土透鏡體或薄層時(shí),由于在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,其所儲(chǔ)存的少量水會(huì)很快流出而被疏干,有利于明誹;在巖石土質(zhì)中施工時(shí),一般均可以進(jìn)行明排。(2)水文條件。場(chǎng)地含水層為上層滯水或潛水,其補(bǔ)給水源較遠(yuǎn),滲透性較弱,漏水量不大時(shí),一般可以考慮采用明排隨水。(3)挖土方法。當(dāng)采用拉鏟挖斗機(jī)、反向鏟和抓斗挖土機(jī)等機(jī)械挖土,為避免由于挖土過(guò)程中出現(xiàn)的臨時(shí)浸泡而影響施工時(shí),對(duì)含水層的砂、卵石.涌水量較大、具有一定陣水深度的降水工程,也可以采用明排降水。(4)其他條件。當(dāng)基坑邊坡為緩坡或采用堵截隔水后的基坑時(shí);建筑場(chǎng)地寬敞,鄰近無(wú)建筑物時(shí);基坑開(kāi)挖面積大,有足夠場(chǎng)地和施工時(shí)間時(shí):建筑物為輕型地基荷載等條件下,采用明排降水的適用條件可以擴(kuò)大。明溝排水的抽水設(shè)備常用離心泵、潛水泵和污水泵等,以污水泵為好。(二)、明溝排水工程的布置隨著基坑的開(kāi)挖,當(dāng)基坑深度接近地下水位時(shí),沿基坑四周(基礎(chǔ)輪廓線以外,基坑邊緣坡腳 內(nèi))設(shè)置排水溝或滲渠,在基坑四角或每隔 30~40m 設(shè)一直徑為 ~ 的集水井,溝底寬大于 ,坡度為 %—%,溝底比基坑底低 ~,集水井底比排水溝底低 ~。集水井容積大小決定于排水溝的來(lái)水量和水泵的排水量,宜保證泵停抽后 30 分鐘內(nèi)基坑坑底不被地下水淹沒(méi)。隨著基坑的開(kāi)挖,排水溝和集水井隨之分級(jí)設(shè)置與加深,直到坑底達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止?;娱_(kāi)挖至預(yù)定深度后,應(yīng)對(duì)排水溝和集水井進(jìn)行修整完善,溝壁不穩(wěn)時(shí)還須利用磚石干砌或用透水的砂袋進(jìn)行支護(hù)。二、輕型井點(diǎn)降水(一)、輕型井點(diǎn)的降水原理及適用條件輕型井點(diǎn)抽水系真空作用抽水。輕型井點(diǎn)由井點(diǎn)管、過(guò)濾器、集水總管、支管、閥門(mén)等組成管路系統(tǒng),井由抽水設(shè)備啟動(dòng),在井點(diǎn)系統(tǒng)中形成真空,并在井點(diǎn)周?chē)欢ǚ秶纬梢粋€(gè)真空區(qū),真空區(qū)通過(guò)砂并擴(kuò)展到一定范圍。(二)、輕型井點(diǎn)工程的布置輕型井點(diǎn)系統(tǒng)的平面布置由基坑的平面形狀、大小,要求降深,地下水流向和地基巖性等因家決定,可布成環(huán)形、U 型或線形等,一般沿基坑外緣~ 布置。當(dāng)降水基坑為矩形、圓形、三角形成不規(guī)則形狀時(shí),常采用環(huán)形封閉式或 U 形井點(diǎn)布置。當(dāng)降水基坑為矩形、圓形、三角形成不規(guī)則形狀時(shí),常采用環(huán)形封閉式或 U 形井點(diǎn)布置。當(dāng)降水深度在 6m 以內(nèi)時(shí),采用單級(jí)井點(diǎn)降水。當(dāng)降水深度較大時(shí),可采用下臥降水設(shè)備或多級(jí)井點(diǎn)降水。三、噴射井點(diǎn)降水(一)、噴射井點(diǎn)降水原理及適用條件噴射井點(diǎn)系統(tǒng)由高壓水泵、供水總管、井點(diǎn)管、噴射器、測(cè)真空管、排水總管及循環(huán)水所組成。噴射井點(diǎn)主要適用于滲透系數(shù)較小的含水層和降水深度較大(8~2m)的降水工程。其主要優(yōu)點(diǎn)是降水深度大,但由于需要雙層井點(diǎn)管,噴射器設(shè)在井孔底部,有二根總管與各井點(diǎn)管相連,地面管網(wǎng)敷設(shè)復(fù)雜,工作效率低,成本高,管理困難。四、電滲井點(diǎn)降水電滲降水一般只適用于含水層滲透系數(shù)較小()的飽和粘土,特別是在淤泥和淤泥質(zhì)粘土之中的降水。由于粘性上的顆粒較小,地下水流動(dòng)十分困難,其中僅自由水在孔隙中流動(dòng),其它部分地下水則處于被毛細(xì)管吸附的約束狀態(tài),不能在壓力水頭作用下參與流動(dòng),當(dāng)向土中通以直流電流后,不僅自由水、而且被毛細(xì)管約束的枯滯水也能參與流動(dòng),增加孔隙水流動(dòng)的有效斷面,其滲透性提高數(shù)十倍,從而縮短降水時(shí)間,提高降水效果。管井降水(一)、管井降水原理及適用條件管井降水方法即利用鉆孔成井,多采用單井單泵(潛水泵或深井泵)抽取地下水的降水方法。當(dāng)管井深度大于 15m 時(shí),也稱為深井井點(diǎn)降水。管井井點(diǎn)直徑較大,出水量大,適用于中、強(qiáng)透水含水層,如砂礫、砂卵石、基巖裂隙等含水層,可滿足大降深、大面積降水要求。(二)、管井防水工程的布置抽降管井一般沿墓坑周?chē)嗷惩饩? 布置,如場(chǎng)地寬敞或采用垂直邊坡或有錨仟和土釘護(hù)坡等條件下,應(yīng)盡量距離基坑邊緣遠(yuǎn)些,可用 3~5m;當(dāng)基坑邊部設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)及止水帷幕的條件下,可在墓坑內(nèi)布置管井,采用坑內(nèi)降水方法。管井的間距和深度應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件、降水范圍和降水深度確定。井間距一般為 10~20m。當(dāng)降水層為弱透水層或降水深度超過(guò)含水層底板時(shí),井間距應(yīng)縮小,可用 6~8m;當(dāng)降水層為中等送水層或降水深接近含水層底板時(shí),井間距可為 8~12;當(dāng)降水層為中等到強(qiáng)透水層,含水層厚度大于降水深度時(shí),可用 12~20m;當(dāng)降水深度較淺,含水層為中等以上透水層.具有一定厚度時(shí),井間距可大于 20m。井點(diǎn)深度要大于設(shè)計(jì)井中的降水深度或進(jìn)入非含水層中 3~5m,井中的降水深度由基坑降水深度、降水范圍等計(jì)算確定。六、輻射井點(diǎn)降水(一)、輻射井點(diǎn)降水的原理及適用條件輻射井降水是在降水場(chǎng)地設(shè)置集水豎井,于豎井中的不同深度和方向上打水平井點(diǎn),使地下水通過(guò)水平井點(diǎn)流入集水豎井中,再用水泵將水抽出,以達(dá)到降低地下水位的目的。該降水方法一般適用于滲透性能較好的含水層(如粉土、砂土、卵石土等)中的降水,可以滿足不同深度,特別是大面積的降水要求。(二)、輻射井點(diǎn)降水工程的布置輻射井降水的豎井和水平井點(diǎn)設(shè)置,應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件、降水深度和降水面積等綜合考慮確定。集水豎井一般設(shè)置在基坑的角點(diǎn)外 2~3m,豎井直徑 3~5m,深度超過(guò)基坑底 3~5m。對(duì)于長(zhǎng)方形基坑,可在對(duì)角設(shè)置兩個(gè)集水豎井;當(dāng)基坑長(zhǎng)度較大時(shí),可在一長(zhǎng)邊的兩個(gè)角和另一邊中部各設(shè)置一個(gè)集水豎井;基坑長(zhǎng)度大于 100m 時(shí),可按 50~80m 間距設(shè)置一個(gè)豎井。對(duì)于正方形基坑,其邊長(zhǎng)大于 40m,可在基坑的四個(gè)角設(shè)置豎井。當(dāng)降水面積特別大時(shí),除在周邊按 50—8hn 間距布設(shè)豎井外,還可以在基坑中部設(shè)置臨時(shí)降水井點(diǎn)。水平井點(diǎn)在集水豎井內(nèi)施工,其平面位置一般沿基坑四周布設(shè),形成封閉狀。當(dāng)面積較大或降水時(shí)間要求緊時(shí),可在基坑中部打入水平井點(diǎn),形成扇形狀。七、自滲井點(diǎn)降水自滲井點(diǎn)降水法適用于下列條件:1)在降水范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)為三層以上,含水層有兩層以上,備含水層之間為相對(duì)隔水層(以粉質(zhì)粘土為主)或隔水層(以粘土為主)。下層含
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