文档介绍：深基坑工程施工技术的 发展与综合述评
王爱勋教授级高级工程师
武汉建工股份有限公司总工程师
二OO九年六月二十四日
目录
一、概述
二、深基坑工程施工方案的编制
三、深基坑工程施工工艺与质量要求
四、典型工程案例及分析
一、概述
深基坑工程是一项风险性工程,是一门综合性很强的新型学科,它涉及工程地质、土力学、基础工程、结构工程、结构力学、施工技术、土与结构的共同作用以及环境岩土工程等多门学科,是理论上尚待进一步发展的具有综合性和交叉性的技术学科。深基坑工程大多是临时性工程,经费限制很紧,而影响因素、不确定性因素又很多,例如地质条件、水文情况、具体工程要求、气候变化的影响、施工顺序及管理、场地周围环境等等。深基坑工程的设计与施工既要保证整个支护结构在施工过程中的安全,又要控制支护结构及其周围土体的变形,保证周围环境(相邻建筑物及地下公共设施等)的安全。
在保证安全前提下,设计要合理,又能节约造价、方便施工、缩短工期。要提高基坑工程的设计与施工水平,必须正确选择土压力、计算方法和参数,选择合理的支护结构体系,同时还要有丰富的设计和施工经验。
基坑工程的主要作用与目的在于:满足地下工程施工空间要求及安全;保证主体工程地基及桩基安全;保证基坑周边的环境安全。
基坑工程施工问题应该是由来已久,现代深基坑工程施工技术的大发展则是从20世纪80年代开始的,经过近三十年的发展,当前常用的深基坑支护技术如表1所示。
类型
支护方式或结构
支挡构件或护坡方式
适用条件
放
坡
自稳边坡
根据土质按一定坡率放坡(单一坡或分阶坡),土工膜覆盖坡面,抹水泥砂浆或喷混凝土(砂浆)保护坡面,袋装砂、土包反压坡脚、坡面。
基坑周边开阔,相邻建(构)筑物距离较远,无地下管线或地下管线不重要,可以迁移改道; 坑底土质软弱时,为防止坑底隆起破坏可通过分阶放坡卸载。
坡
体
加
固
加筋土重力式挡墙
土钉、螺旋锚、锚管灌(注)浆等加筋土挡墙。
适用于除淤泥、淤泥质土外的多种土质,支护深度不宜超过6m;坑底没有软土。
水泥土重力式挡墙
注浆、旋喷、深层搅拌水泥土挡墙(壁式、格栅式、拱式、扶壁式)。
适用于包括软弱土层在内的多种土质,支护深度不宜超过6m(加扶壁可加大支护深度),可兼作隔渗帷幕;墙底没有软土;基坑周边需有一定的施工场地。
常见基坑支护分类及适用条件表1
类型
支护方式或结构
支挡构件或护坡方式
适用条件
坡
体
加
固
喷锚支护
钢筋网喷射混凝土面层,锚杆。
适用于填土、粘性土及岩质边坡,支护深度不宜超过6m(岩质边坡除外),坡底有软弱土层影响整体稳定时慎用;
不适用于深厚淤泥、淤泥质土层、流塑状软粘土和地下水位以下的粉土、粉砂层。
复合喷锚支护
钢筋网喷射混凝土面层,锚杆,另加水泥土桩或其它支护桩,解决坑底抗隆起稳定问题和深部整体滑动稳定问题。
坑底以下有一定厚度的软弱土层,单纯喷锚支护不能满足要求时可考虑采用复合喷锚支护,可兼作隔渗帷幕; 支护深度不宜超过6m,坑底软土厚度超过4m时慎用。
排
桩
悬臂式
钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩,板桩(钢板桩组合,异型钢组合,预制钢筋混凝土板组合);冠梁。
悬臂高度不宜超过6m,对深度大于6m的基坑可结合冠梁顶以上放坡卸载使用,坑底以下软土层厚度很大时不宜采用;
嵌入岩层、密实卵砾石、碎石层中的刚度较大的悬臂桩的悬臂高度可以超过6m。
常见基坑支护分类及适用条件续表1
类型
支护方式或结构
支挡构件或护坡方式
适用条件
排
桩
双排桩
两排钻孔灌注桩,顶部钢筋混凝土横梁连结,必要时对桩间土进行加固处理
使用双排桩可在一定程度上弥补单排悬臂桩变形大、支护深度有限的缺点,适宜的开挖深度应视变形控制要求经计算确定;
当设置锚杆和内支撑有困难时可考虑双排桩;
坑底以下有厚层软土,不具备嵌固条件时不宜采用。
锚固式(单层或多层)
上列桩型加预应力或非预应力灌浆锚杆、螺旋锚或灌浆螺旋锚、锚定板(或桩);冠梁;围檩。
可用于不同深度的基坑,支护体系不占用基坑范围内空间,但锚杆需伸入邻地,有障碍时不能设置,也不宜锚入毗邻建筑物地基内;锚杆的锚固段不应设在灵敏度高的淤泥层内,在软土中也要慎用;在含承压水的粉土、粉细砂层中应采用跟管钻进施工锚杆或一次性锚杆。
内支撑式(单层或多层)
上列桩型加型钢或钢筋混凝土支撑,包括各种水平撑(对顶撑、角撑、桁架式支撑),竖向斜撑;能承受支撑点集中力的冠梁或围檩;能限制水平撑变位的立柱。
可用于不同深度的基坑和不同土质条件,变形控制要求严格时宜选用;
支护体系需占用基坑范围内空间,其布置应考虑后续施工的方便。
常见基坑支护分类及适用条件续表1
二、深基坑工程施工方案的编制
施