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基坑拱圈挡土结构设计与施工

332 2021-08-03 15:09:03

第一节 概述

深基坑的开挖与支护在高层建筑施工中占具重要地位。其施工可采用多种方法,不同的施工方法直接影响着基坑施工、邻近建筑物和道路管线乃至人身的安全、经济和施工工期等。

目前,最常用的深基坑开挖.与支护方法可分为三大类;

一、放坡开挖

放坡开挖的优点是施工方便,造价低廉,在基坑周边场地有条件的情况下应首选放坡开挖,其缺点是要求基坑周边有较宽的场地以满足放坡要求,因而在多数深基坑工程中难以实施。

二、加固土体的方法这类方法适用于较浅的深基坑。

(一)水泥土桩加固

水泥土桩加固包括水泥搅拌桩加固和高压旋喷桩加固。水泥搅拌桩和高压旋喷法是软土地基加固的两种有效方法。应用于基坑支护工程的加固原理是利用具有一定强度的水泥土桩相互搭接组成的格构体系或多排桩体系而形成重力式挡土墙。

(二)喷锚加固

喷锚加固技术是采用高压喷射钢筋网混凝土面板加钢筋土钉与土共同作用来保证基坑边坡的稳定。国内外均有很多工程应用实例。

三、悬臂式挡土结构

(一)地下连续墙

地下连续墙具有抗弯刚度大、防渗性能强和整体性好等优点,有时也将地下连续墙兼作主体结构的承重墙,从而大大降低了工程造价。

(二)挡土桩

挡土桩的使用非常广泛,这是因为挡土桩对各类土层以及复杂的场地条件具有较强的适应性。

地下连续墙和挡土桩的受力形式都属于悬臂受力状态。为了获得足够的抗力,通常需有1 倍左右的嵌固深度。为了减少挡土桩或地下连续墙的弯矩和桩顶部可能出现的过大位移,通常需要增设锚杆或内支撑,但这无疑既增加了工程费用又延长了工期。

闭合拱圈挡土结构及其施工方法和非闭合拱圈挡土结构及其施工方法是两项深基坑开挖与支护的专利技术。拱圈挡土结构是一种特殊的内支撑(自支撑)挡土结构;其施工方法是自上而下分多道逆作法施工,挡土拱圈与基坑挖土交叉进行,独占的工期很少。这种挡土结构完全不需要有嵌固深度,多数情况下甚至不需在基坑的整个高度上设置拱圈挡土支护,而只需支护基坑深度的中间一段。因而拱圈挡土结构具有以下几个显著优点;

l。受力结构合理,安全可靠。挡土拱圈是受压为主的结构,拱圈上的弯矩很小,所以挡土结构本身强度破坏或失稳的可能性甚微。拱圈挡土结构还对土压力具有自身平衡和调整的能力,因而对非均质地质条件具有较强的适应性。

2.施工快捷方便,节省工期。采用拱圈挡土结构支护深基坑时,开工就开始挖土(用挡土桩要打完桩才能开始挖土),拱圈的施工可与基坑挖土同步交叉进行,挡土拱圈施工独占的工期很少,工期主要取决于挖土的进度,与用挡土桩相比,一般可节约 2~5 个月工期。施工拱圈犹如打一条弯曲的地梁,施工非常简便。

3.大幅度节约支护费用,经济合理。由于拱圈是以受压为主,从而能充分发挥混凝土抗压强度高的材料特性,而且只需在水平环向配置主筋;另一方面,拱圈 只需支护坑壁的适当高度即可,没有嵌固深度,也不必在基坑的全高度上都加支护,因而材料用量很少,经济合理。用拱圈支护的深基坑工程造价仅为挡土桩的 40%~60%。

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