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支撑部分施工工艺原理及特点

325 2021-08-27 09:45:45

自立式(悬臂无支撑)支护

自立式(悬臂)基坑支护系指单纯借助挡土墙、灌注桩、钢板桩、H型钢桩等自身刚度及埋深来承受土压力、水压力及上部荷载以求得平衡与稳定,不须支撑、拉锚、锚杆的支护结构。

一、工作原理

1.目立式(悬臂)支护系由基坑底下的插入深度,以被动土压力来平衡基坑底面上所受的主动土压力、地面荷载等,使板桩、桩、墙的稳定。

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二、施工方法

按钢板杜、灌注桩、H型钢桩、地下连续墙等,各项工程的施工方法。灌注桩应做桩顶连梁。

三、特点

1.无须基坑内设支撑,也不要桩顶锚拉及使用锚杆。

2.挖土方使,基坑即周支护完成即可挖土,但灌注桩(排桩或间隔桩)须等柱顶连结圈梁做完,方能挖土。

3.悬臂部分不能太深,即基坑深时须采取支撑、锚拉、锚杆等措施。

四、适用范围.

1.各种土质皆可采用。

2.基坑深,应设计计算采用悬臂桩墙是否稳妥合理,否则不流用。


锚拉式支护

锚拉式支护系在桩、墙顶部向桩后-一定距离拉锚梁或锚桩,以确保基坑支护安全。

一、锚拉式支护

1.锚梁、桩的位置如图i 2-13 所示,(1)锚梁或桩必须在土的滑裂面以后。(2)滑裂面应从土压力零点起,按 45°+φ/2 线,即 ob。过去有按桩与坑底交的 d 点,也有按桩脚处,作 45°+φ/2 线为滑裂面的。从主压力零点起为滑裂点较为合理。

二.特点

1.锚梁或桩需有拉锚的场地。

2.须作锚染 (挖沟埋设),须打一定深的锚桩

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3.要有一定间距的拉结钢筋、钢索,必须锚紧,否则位移大。 

4.造价较便宜。无锚杆机,时施工较便利。 

5.可做比自立式(悬臂桩)较深的基坑支护。

三、适用范围

1.上层土为各种土质皆可使用。

2. 必须有较宽可拉锚的场地。 

土层锚杆

土层锚杆是一种新型受拉杆件,它的--端与工程结构物或挡土桩、墙联结,另一端锚固在地基的土层中,以承受结构物或挡土桩、墙承受的侧压力,它利用了地层的锚固力维持桩、墙的稳定。

一、工作原理锚杆支护如图 2-14。

1.挡桩、墙受土压力、水压力及上部荷载后产生向图 2-14 左倾的侧压力,锚杆通过非锚固段钢筋传到锚固段,即将拉力传到土层。

2.锚固段钢筋与水泥浆通过握裹力,产生水泥与土层间的剪力,锚杆通过两者间剪力起作用。 

3.由锚固段长度与抗剪强度,产生锚杆的抗拔力。抗拔力加安全度大于桩墙侧压力所产生的锚杆轴向力,支护结构就稳定安全。

二、施工方法

1.挖土到锚杆水乎位置下 50cm。

2.用锚杆钻机钻孔,按需要倾角及深度,完成钻孔 

3.拔出钻杆,插入钢筋或钢绞线。

4.向孔内灌注水泥浆,常压时浆从孔冒出即可以。 

5.安装垫板螺帽或锚头(铋绞线)。 

6.水泥浆强度达 70%时,即可预应力张拉。 

7.拧紧螺帽或锁住锚头。

三、特点

1.使用锚杆拉结比坑内支撑、挖土方便。

2.锚杆要有一定覆盖深度,要有定抗拔力。

3.预应力锚杆对挡土桩,墙的位移要小。

4.对压力水土层及卵砾石层,应用高压射水钻杆及钻石钻杆的钻机。 

5.锚固段的长度应由计算并加安全度确定。

6.相邻锚杆张拉后应力损失大,应再张拉调整。-般应力损失及时效都不太大。 

7.锚杆实际抗拔力应作试验后确定。

四、适用范围

1.一般粘土、砂土地区皆可应用,软土、淤泥质土地区要试验后应用,主要是抗拔力低。

2.地下水压力较大时应用高压射水钻杆钻成孔,并应采用--些措施,防止涌水涌砂。

3.采用桩顶圈梁作锚杆腰梁,可以节约资金。

4.对灌注桩、H 型钢桩、地下连续墙等挡土结构,都可应用锚杆拉结支护。

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钢管、型钢水平支撑

挡土板、桩、墙因基坑开挖较深,不能自立而设置水平支撑,如图 2-15 所示。可以用钢管、工字钢及各种型钢组成。

一,支撑工作原理

1.所有各道支撑皆须通过计算确定钢结构杆件的尺寸。

2.多层支撑板桩墙,按每层支撑受力后,不因下阶段支撑设置及开挖而改变数值的原理进行计算。如∶

(1)第一层变撑阶段,支撑于顶部,计算与拉锚相同,其挖土深度需满足第二层支撑安装的需要。

(2)第二层支撑阶段,其挖土深度需满足第三层支撑安装的需要。

3.支撑结构由水平撑、横撑、八字撑、水平角撑及中间桩等组成。中间桩的间距约 6m 左右,可用 U 形螺栓联结。

4。多层支撑板桩墙支撑的拆除,需从下往上填土逐层拆除。拆除时也需逐层进行验算支护结构。

二、特点

1. 是长期以来应用的方法。

2.用钢管及型钢量较多,如能做成工具式支架,则可节省钢材。

3.一次投资费用较多。 

4.开挖土方较不方便。 

5.架设支撑施工简便。三、适用范围

1. 软土、淤泥质土粘土地区皆适用。

2.对钢板桩、地下墙在软土、淤泥质土地区配合应用较多。 

3.与斜撑配合应用,效果好。

斜撑

斜撑是支撑的另一种方法。它用于筑岛开挖法中从业已完工的构筑物基础上,斜向加设撑杆的方法,如图 2-16 所示。

一、工作原理

1.先开挖基础坑中部, 并将部分基础做好。如图 2-16,中部挖土时保证有良好的两边坡面,

2.开挖预留坡面的主方,挖出第一斜撑面,端支在基础上,另一端支在板桩墙上。

3.继续挖土到第二斜撑面,支第…道斜撑。 

4.最后挖土到预定标高,接做基础。

二、特点

1.必须采用中心筑岛开挖法。

2.支撑材料较少,施工简便。

3.有地下构筑物时最合宜,否则前用工程基础,如桩底板垫层等,但须分段施。 

4.充分利用预留坡面土的作用,节省支撑材料。

三、适用范围

1.施工方法要用中心筑岛开挖法。

2.可以与水平支撑方法合用,如上海静安希尔顿饭店施工的一区及二区,使用灵活方便。

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环 梁 支 撑 法

环梁支护体系;分外接圆式见图 1-4,内接有;交叉圆式见图 1-7 及内接双环圆式见图 1-9,另外还有椭圆式环梁及复合式环粱支护。

一、受力机理

环形支护是将基坑支护桩上设置一道或几道环梁,把土压力传到圆形环梁,使受弯拉力转化为压力,以发挥混凝土受珏的特性。

二、特点

1.由于环梁支撑,增加了基坑的稳定,减少位移。 

2、解决软土地区不宜用锚杆、抗剪强度低的问题。 

3.用支撑体系,机械施工困难,且费用高。 

4.环形支护能提高机械挖土效率,加速土方施工。

三、适用范围

四周有地下连续墙、密排挡土桩的情况可作环梁支护。


逆 作 法 施 工

逆作法施工是从地上往地下逐层支撑挖土施工,它利用预先筑好的地下连续墙,从上往下逆作,同时还可往上施工。

一、工艺原理

1.按建筑物地下室外墙位置,筑地下连续墙,这墙既挡土、抗渗又承重。

2.打入框架支承柱,灌注桩或作临时支承柱。如图 2-17所示。

3.挖第一层土方到第一层地下室底面标商,筑该层纵横梁楼板,并与地下连续墙联结交圈.地下第一层楼板即为墙的水平支撑系统。

4.挖第二层土方到第二层地下室底标高,筑第二层梁板,作为第二道水平支撑系统,如此往下施工。

5.完成地下 一层楼板后即可施工.上部1~3 层的梁、柱、板结构,同时交叉进行地下二层土方作业。

6.基础底板施工。在养护期间可以施工上部 1~6 层柱、梁、板结构。

7.地下室土方及施工材料设备的垂直运输,应集中在-处或几处进行垂直运输。 -般以楼梯间孔洞作垂直运输孔道。

二、特点

1.逆作法施最大的特点是可以地下、地上同时施K,充分利用空间,时间,缩短施 I期。

2.利用地下室工程的梁板作为挡土墙的支撑,可不作内支撑或锚杆拉结。 

3.节省工期,加快施工速度。

4.用地下连续墙逆作法施工,充分利用地下工程结构作为临时支护结构,节约了临时支护的大量投资。

5.充分利用了地下连续墙的挡土、防渗及承重功能。

6.逆作法施工需架设栈桥,行驶塔吊,增加设备及一次性投资。

三、适用范围

1. 能采用地下连续墙的工程都能应用逆作法施工,其范围见 2.3.1 节。 2. 能用桩墙合 一的工程只能作地下室逆作法施工,其范围详见 2.2.6 节。

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