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基坑土方开挖形式及开挖工艺

510 2021-05-06 10:13:18

在现代化建筑施工中,为加快基坑.十方施工的进度。保护施工区域周围的环培,确保工程的施工进度、进行准确的土方开挖技术设计,已成为施工组织设计中--个十分重要的内容。我国地域辽阔,地质状况土分复杂,根据不同区域的工程土质和地下水位分布情况,基坑的开挖按其坑壁结构可分为放坡开挖、直壁内支撑开挖、直壁拉锚开挖和直壁无支撑开挖,按其基坑内地下水位情况可分软底开挖和硬底开挖,按其基坑内施工空间的布置可分为完全的机械化开挖和半机械化开挖。研究基坑施工空间的组织设计挖土和运土机械的配置以及土方作业与坑内结构作业的相互协调,是土方开挖施工方案设计的关键。在本章中彩系统介经挖十机概的种和性能,挖土机械与运输机械的置。挖土施工的组组安例

从实用的角度较完整地叙述基坑土方开挖技术设计的原理。

基坑挖土的形式

基坑按其深度和所处工程地质可设计成多种形式,不同的形式可辅之相应的挖土工艺,见图11.1.1。

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一、放坡开挖(图11.1-1(a))

当基坑深度较浅、周围无紧邻的重要建筑、施工场地允许放坡开挖时,可采用此类形式,但如地下水位较高,必须采取井点降水以降低施工区域的地下水位。

二、直立壁无支撑开挖(图11.1-1 (b))

这是一种重力式坝体结构,一般采用水泥土搅拌桩作坝体材料,也可采用粉喷桩等复合桩体作坝体。重力式坝体既挡土又止水,给坑内创造宽畅的施工空间和可降水的施工环境。

三、直壁内支撑开挖(图 11.1-1 (c))

在基坑深度大、地下水位高、周围地质和环境又不允许做拉锚和锚杆的情况下,一般采用直壁内支撑开挖形式。基坑采用内支撑。能有效控制侧壁的位移,具有较高的安全度,只要支撑结构布置得当,一般不会对坑内的机械化挖土产生很大的制约,仍能保持良好的机械化作业程度。

四、直壁拉锚开挖(图11.1-1 (d))

当周围的环境和地质可以允许进行拉锚和采用土层锚杆时,直壁拉锚开挖坑内的施工空间宽畅,容易组织不同的施工方案,进行优化比较,加快挖土施工速度。

11.1.2 开挖工艺

由于不同形式的基坑形成不同特点的空间,因此开挖工艺需随之进行配套。对于放坡开挖的基坑、一般深度小,挖土机械可以一次开挖至设计标高,所以地下水位高的地区,软底基坑采用反铲挖土机配合运土卡车在地面作业。如果地下水位比较低,坑底坚硬,也可使运十卡车下坑。用正铲挖十机在坑底作业,同样可以实现全机械化的挖土作业过程。如果采用直立壁无支撑开挖,重力坝采用水泥土搅拌桩等复合材料,则基坑深度在5~6m,仍采用反铲挖土机配合运土卡车在地面作业。由于采用止水重力坝的基坑,地下水位一般都比较高,因此很少使用正铲下坑挖土作业的方案。

当基坑深度大、直立壁必须加支撑或拉锚时,土方开挖的施工工艺必须与支撑结构形式、平面布置相配套。如采用周边桁架支撑形式,可拟定岛式挖土方案,先行挖去周边十层,进行桁架式支撑结构的架设或浇筑,待周边支撑形成后再开挖中间岛区的土方,利用中间岛区的土方对开挖中基坑中心区域底部的压力来有效控制周边围护壁在支撑前的初始变形,能获得今人满意的效果。当采用十字对撑式支撑形式时,由干支撑设置后会对下层土方开挖的机械化作业产生一定的限制,所以常拟定盆式开挖的施工方案。在尽量多挖去下层中心区城的土方后,架设十字对撑式钢支撑并施加预紧力,或在挖去本层中心区域土方后,浇筑钢筋混凝土支撑,并逐个区域挖去周边土方,逐步形成对围护壁的支撑。这时使用的机械一般为反铲和抓铲。

当基坑深度大,但周围土层地质条件适宜用锚杆或锚钉作围护壁的支承点,则基坑内的挖土作业条件比较宽畅,一般按锚杆设置位置进行分层开挖,每层开挖深度需满足锚杆施工机械的作业,挖土过程可进行各种优化,挖土,机械的配置较为容易,因为施工空间较大。

深基坑施工中开挖工艺的选定要辅之以相应的土体结构空间分析,以两道支撑为例进行下列几种计算工况的说明。

1.初始应力和位移的计算,如图 11. 1-2 所示。

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深基坑施工过程中空间开挖的模拟

在空间分析中,为了在深基坑工程中真实地反映和计算应力和变形,也必须考虑到深基坑施工过程中开挖和支撑的逐次性、途径依赖性和非线性。

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