建筑基坑工程支护技术

建筑基坑工程支护技术内容摘要：

不限 20m 按施工程序可采用全逆作法、半逆作法或部分逆作法； 逆作法为先进的施工方法，立体交叉作业，应预先做好施工组织设计方案； 以地下室的梁板作支撑，自上而下施工，挡土结构变形小，节省临时支护结构，但节点处理 较困难。 拱圈支护结构 基坑周围施工场地狭小； 邻近基坑边无建筑物或地下管线； 拱圈的布置应符合圆环受力特点； 采用排桩支护结构较困难或不经济。 逆作拱墙一般适用于基坑侧壁安全等级为二、三级工程 硬塑 10m 开挖方案应考虑土体自立性能及不影响拱圈受力的均匀性； 基坑平面尺寸近方形或圆形； 拱脚的稳定性至关重要，应有可靠的保证措施； 坑壁拱圈支护结构应结合逆作法进行施工。 备注： 支护结构选型应考虑结构的空间效应和受力特点，采用有利支护结构材料受力性状的型式。 软土场地可采用深层搅拌、注浆 、间隔或全部加固等方法对局部或整个基坑底土进行加固，或采用降水措施提高基坑内侧被动抗力。 对于深度大，地质条件差的基坑，一般采用组合支护结构。 各地区，因地质条件不同，采用的基坑支护方式有所差异。 北京：工程地质属永定河洪冲积层，主要为填土层、粘质粉土与粉质粘土、粉细纱、圆砾层、卵石层等；地下水为上层滞水、潜水、承压水；支护方式主要有： 自然放坡、单排或双排悬臂桩、桩锚支护（单支点桩锚、多支点桩锚）、土钉墙或复合土钉、地下连续墙 等。 上海：世界三大软土地基城市，工程地质属长江三角洲相和河口滨海相沉积，主要为淤 泥质粉质粘土和淤泥质粘土层，含水量一般在 37～ 50％，孔隙比一般在 ～ 之间，土体压缩性高、抗剪强度低、渗透系数很小；支护方式主要有： 支护桩＋支撑、地下连续墙＋支撑、重力式水泥土挡墙、支护桩＋止水帷幕、逆作法 等。 天津：土质总体偏软，主要土层为填土层、新近沉积层（粘土及粉质粘土 软）、建筑基坑工程支护技术 11 上部陆相层（粉质粘土、粉土、淤泥质土 软）、第一海相层、中上部陆相层，地下水位受季节影响较大，潜水位多在 ～ 之间；支护方式主要为： 悬臂式支护结构、环梁支护体系、闭合拱圈支护、地下连续墙、支挡桩＋止水帷幕 、桩锚支护、逆作法、重力式水泥挡墙 等。 深圳：工程及水文地质较复杂，土质类型及成因类型多，每年受 4～ 5 个月雨季及台风威胁，故支护基坑支护形式多样化；常用支护方式： 悬臂式排桩、支锚式排桩、地下连续墙、土钉墙或喷锚支护、重力式挡墙、坑壁拱圈支护、组合式支护、逆作法基坑开挖与支护结构。 武汉：工程及水文地质情况较复杂，武昌及汉阳土层主要为上部老粘土沉积为主，下部为粘土夹碎石层，老粘土为超固结土，极易产生卸荷裂隙或干缩裂隙；在汉口属Ⅰ级阶地堆积平原地区，由第四系全新统河流相及部分河湖相冲洪积及冲洪积物构成，上部为粘 性土，下部为砂性土。 在Ⅰ级阶地分上层滞水与孔隙承压水，其他地区为层间水或潜水。 主要支护形式： 悬臂桩、重力式水泥土墙、桩锚式、内支撑、逆作法基坑开挖与支护、地下连续墙、闭合拱圈、放坡与固坡 等。 成都：工程地质属洪冲积层，主要为填土层、粉细纱、圆砾层、卵石层等；地下水为上层滞水、潜水、承压水；支护方式主要有： 放坡 ＋降水 、单排悬臂桩＋网喷砼＋降水 、桩锚支护（桩锚 索 ） ＋土钉＋降水 、土钉墙或复合土钉 ＋网喷砼＋降水 等。 四 、基坑工程的设计与计算 方法简介 基坑支护工程设计应 因地制宜， 充分了解基坑四周的环境条件和可能产生 的不良影响，根据基坑深度及周边建构筑物的重要性进行设计，其支护方案应力求“ 技术可行、安全可靠、施工方便、经济合理 ”。 基坑支护设计计算大致分三类： 极限平衡法、弹性抗力法、平面有限元法。 基坑设计还应充分利用基坑平面形状的有利因素，达到既安全，又节省。 支护结构水平荷载及抗力计算 作业于支护结构的荷载一般包括： 土压力 （静止土压力、主动土压力、被动土压力）、水压力、 施工荷载 、 地面超载 、结构自重、支撑预压力、温度变化和周围建筑物引起的侧向压力。 水平荷载标准值 ： 支护结构水平荷载标准值应按当地可靠经验确定 ，若 无 经验时 ，应计算基坑土体荷载、地面外加施工荷载、基坑上部建构筑物荷载等。 建筑基坑工程支护技术 12 计算方法按《建筑基坑支护技术规程》 的规定。 水平抗力标准值 ： 基坑内侧 底部土体 水平抗力标准值按 《建筑基坑支护技术规程》 条规定 计算。 有关计算规则 1） 基坑开挖与支护计算时，应根据场地的实际土层分布 ,地下水条件，环境控制条件，按基坑开挖施工过程的实际工况设计。 支护结构构件截面设计时，荷载效应组合的设计值应按 《建筑地基基础设计规范》 公式 的原则确定。 2） 基坑开挖与支护应进行稳定性验算。 基坑稳定安全系数取值，当有 地区工程经验时应以地区经验为准 .各 项稳定验算要求如下： 桩式、墙式支护结构的抗倾覆稳定和抗水平推移稳定，可按 《建筑地基基础设计规范》 附录 T和附录 U验算；整体抗滑稳定可按 《建筑地基基础设计规范》第 条验算；坑底抗隆起稳定可按 《建筑地基基础设计规范》 附录 V 验算；坑底抗渗稳定可按 《建筑地基基础设计规范》 附录 W验算。 3） 桩式、墙式支护结构可根据静力平衡条件初步选定墙体的入土深度，在进行整体稳定性和墙体变形验算后综合确定墙体的入土深度。 当坑底为饱和土时，应进行坑底抗隆起验算，有渗流时尚应进行抗渗流稳定的验算。 4） 悬臂支护结构，宜按静力平衡法进行计算分析并应符合 《建筑地基基础设计规范》 附录 T 的规定；带支撑或锚杆支护结构，宜按侧向弹性地基反力法进行计算分析并应符合 《建筑地基基础设计规范》 附录 U 的规定，同时应考虑支撑或锚定点的位移 ,支撑刚度及施工工况等的影响。 5） 因支护结构变形，岩土开挖及地下水条件引起的基坑内外土体变形应按以 下条件控制：不得影响地下结构尺寸，形状和正常施工；不得影响既有桩基的正常使用；对周边已有建 (构 )筑物引起的沉降不得超过 《建筑地基基础设计规范》有关章节规定的要求；不得影响周边管线的正常使用。 6） 基坑开挖与支护应根据工程需要，周边环境及水文地质条件，可采用降低地下水位 ,隔离地下水，坑内明排或组合方法等对地下水进行控制，设计时尚应考虑由于降水，排水引起的地层变形的影响，当采用明排水时应作反滤层，停止降水时应采取保证结构物不上浮的措施。 7） 预应力土层锚杆的设计应符合下列规定： 土层锚杆锚固段不宜设置在未经处理 的软弱土层，不稳定土层和不良地质地建筑基坑工程支护技术 13 段。 锚杆锚固体上排和下排间距不宜小于 ，水平方向间距不宜小于。 锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于 15176。 ～ 35176。 锚杆杆体材料宜选用钢绞线或热轧带肋钢筋，当锚杆抗拔极限承载力小于500kN 时，可采用 Ⅱ 级或 Ⅲ 级钢筋。 锚杆预应力筋的截面面积按下式确定： A≥ t/γ 式中 ： Nt荷载效应标准组合下，单根锚杆所承受的拉力值； γ p张拉应力控制系数 ,对热处理钢筋宜取 ，对钢绞线宜取 ； fPt钢筋、钢 绞线强度设计值。 锚杆锚固段在最危险滑动面以外的有效计算长度应满足稳定计算要求，且自由段长度不得少于 5m。 锚杆轴向拉力特征值应按 《建筑地基基础设计规范》 附录 X土层锚杆试验确定。 锚杆应在锚固体和外锚头强度达到 以上后逐根进行张拉锁定，张拉荷载宜为设计轴向拉力的 ～ 倍，并应在稳定 510min 后，退至锁定荷载锁定。 锚杆锁定拉力可取锚杆最大轴向拉力值的 ～ 倍。 8） 支护结构的内支撑必须采用稳定的结构体系和连接构造，其刚度应满足变形计算要求。 对排桩式支护结构应设置帽梁和腰梁。 支护结构的内支撑系统，根据其布置形式，可视作平面杆件，按与支护桩 ,墙节点处的变形协调条件，计算其内力与变形。 9）支护结构的内力支撑系统，根据其布置形式，可视作平面杆件，按与支护桩、墙节点处的变形协调条件，计算内力与变形。 10） 支护结构的构造应符合下列要求： 现浇钢筋混凝土支护结构的混凝土强度等级不得低于 C20； 桩 ,墙式支护结构的顶部应设置圈梁，其宽度应大于桩、墙的厚度 .桩、墙顶嵌入圈梁的深度不宜小于 50mm，桩墙内竖向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定 ； 支撑和腰梁的纵向钢筋直径不宜小于 16mm，箍筋直径不应小于 8mm。 五 、 主要支护结构 设计 、 施工 与检测 桩墙式 （ 排桩、地下连续墙 ） 支护结构 建筑基坑工程支护技术 14 1） 设计计算 A、 桩墙 结构 嵌固深度计算 悬臂式支护结构嵌固深度设计值 hd按 《建筑基坑支护技术规程》 算，且不少于基坑深度的 倍； 单层支点支护结构支点力及嵌固深度设计值 hd按 《建筑基坑支护技术规程》 计算 ，且不少于基坑深度的 倍； 多层支点排桩、地下连续墙嵌固深度设计值 hd 宜按 《建筑基坑支护技术规程》 附录 A圆弧滑动简单条分法确定 ，且不少于基坑深度的 倍； 当基坑底为 碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力时，侧向截水的排桩、地下连续墙除应满足 规范 规定外，嵌固深度设计值尚应满足抗渗透稳定条件。 B、 桩墙 结构计算 排桩、地下连续墙可根据受力条件分段按平面问题计算，排桩水平荷载计算宽度可取排桩的中心距；地下连续墙可取单位宽度或一个墙段。 结构内力与变形计算值、支点力计算值应根据基坑开挖及地下结构施工过程的不同工况按下列规定计算： 按 《建筑基坑支护技术规程》 附录 B 的弹性支点法计算，支点刚度系数 kT及地基土水平抗力系数 m 应按地区经验取值 ,当缺乏地区经验时可 《建筑基坑支护技术。