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止水挡土结构的工艺原理及特点

338 2021-08-27 10:10:35

地 下 连 续 墙

地下连续墙是在基坑四周筑具有相当厚度(如 800mm)的钢筋混凝土封闭的墙,它可以是建筑物基础外墙结构,也可以是基坑的临时维护墙。

一、工艺原理

1.利用大型挖抓或钻孔机械开筑单元槽段到预定深度,开挖时用配置好的泥浆护壁,单元槽段一般长5~ 8m。

2.开挖前必须先筑起基准作用、防表面泥土坍落的导墙。 

3.吊装钢筋笼进入单元槽段的墙内。 

4.水下浇筑混凝土。

5.拔出节点管,准备下一单元槽段施工。

二、施工方法及工序按下列工序施工∶

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三、特点

1.地下连续墙止水性好,能承受垂直荷载,刚度大,能承受土压力、水压力的水平荷载。由于它的这些特性,因此地下连续墙有挡土、抗渗和承重的性能,是深基坑支护的多功能结构。

2.对相邻建筑物、构筑物影响甚小。已有测定记录在离已有建筑物 20cm 处可以进行深基坑的施工,并无影响。

3.可以施工成任意形状,墙体深度易于控制,可建造刚度很大的墙体。 

4.使用机械设备较多,造价较贵。

5.泥浆配置要求高,需建泥浆回收重复使用的系统。

6.如将地下连续墙作为建筑基础结构墙体,则应重新计算其造价,是否昂贵。 

7.可以与锚杆结合支护,也可以在基坑内作内支撑。

四、适用范围

1.对土质的适应性强,基本适用于所有土质,特别对软土地质更有利于施工。

2. 对相邻建筑物较近的工程,特别适宜用地下连续墙。 3.施工时噪音及震动较低,适合于环境要求严格的地区施工。


深层搅拌水泥土 墙

深层搅拌水泥土是加固饱和软土的一种新方法,最早用于加固软土地基。近年来发展作为防渗墙及浅基坑的挡土支护桩墙。

一、深层搅拌水泥土机理

在地基深处将软土和水泥强制搅拌。利用水泥和软土之间所产生的-一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩或墙。

二、特点

1.水泥用量小,为被加固土重量的 7%~15%。

2.减少沉降量,提高边坡的稳定性。 

3.防止地下水渗透。 

4节省费用。

三、适用范围 

1.软土地区加固地基。

2.可作为防渗墙,阻止地下水渗透水流。

3.对桩侧或桩背后的软上加周,能增加侧向承载力。

四、深层搅拌水泥土防渗墙施工平面

在深基坑四周筑深层水泥土搅拌墙防渗,如图 2-8所示,按有关规定仅用水泥土墙作基坑支护,其深度不得超过坑深 6m。一般较好的防渗,,其厚度将达 3m 左右。

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深层搅拌水泥桩墙与挡土桩结合支护

深层搅拌水泥桩与挡土桩结合支护是软土及丰水地区深基坑支护的措施。

一、工艺原理

利用深层搅拌水泥桩的良好止水性能作帷幕,与灌注桩或 H 型钢桩的挡土性能结合起来,可以支护较深的基坑。同时基坑四周地下水被封闭,仅在基坑内降水排水,即可开挖土方。

二、特点

1.深层搅拌水泥桩除能止水外、对桩侧、桩背的软土加固,能增加桩的侧向承载力。

2.基坑四周地下水封闭后,坑内降水不影响邻近建筑物,起到防止建筑沉降的作用。

三、适用范围

1.在软土丰水地区的基坑支护。

2.基坑支护深度可达 10rn 左右。

四、工程实例

1.见表1-1,汕头奋发园主楼,基坑深 9.9m,用深层搅拌水泥桩双排φ600,在-4m 处筑 φ800 钻孔桩,间距1. 5m,长10m。

2.天津日报业务楼,基坑深9.5m,用深层搅拌水泥桩φ700,深15m 作让水帷幕,以 488H 型钢桩,中间距l,0m,长 18m,桩顶下2m 做锚杆一道,锚杆长 18m。


密排桩间加离压喷射水泥注浆桩

一、高压喷射水泥注浆桩的工艺原理

1.利用钻机把带有注浆管钻至预定深度后,以高压设备使浆液成为 20MPa 左有的高压流,从喷嘴中旋转喷射出来,冲击破坏土体。

2.当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过,土体结构的强度时。土粒便分离,--部分极细的土粒随浆液冒出水面,其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下,与浆液搅拌混合并起化合作用。

3.浆液凝固后便形成旋转喷射的桩。

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二、密排桩与高压喷射水泥注浆桩的布置

1.密排桩可以紧密排列,也可中间离开 50~100mm,其间筑高压喷射水泥桩,如图 2- 9 所示。

2.高压喷射桩的直径应以与密排桩的圆相切,目的是起止水作用,不让水渗入基坑内为原则。

三、特点

1.高压喷射水泥注浆桩能止水防渗,减少支护桩承受的土压力。

2.密排桩与高压喷射水泥注聚桩组成防水帷幕,地下水不能渗入基坑,仅在坑内降水排水,不影响坑外相邻建筑物的沉降。

3.有类似地下连续墙的功能,但施工设备简易,施工简单。

四、适用范围

1.对砂类土、粘性土、黄土和淤泥土用高压喷射水泥注浆桩效果较好。

2. 对砾石直径过大,研石含量过多及大量纤维质的腐植土,喷射质量稍差。

3.对于地下水流速过大,喷射浆液无法在注浆管周围凝固;土质对水泥有腐蚀性的情况,都不宜用高压喷射水泥注浆桩。


密排桩间加化学注浆桩

注浆法是加固地基的主要方法。它分灌注粒状浆(水泥浆、水泥沙浆)及化学浆两类。用密排桩加化学注浆桩结合作基坑支护是近年的尝试。

一、化学注浆材料

在地基加固中化学注浆材料分为∶聚氨酯;丙烯酰胺类;硅酸盐(水玻璃);水玻离水泥浆等。密排桩加化学注浆桩的化学注浆主要是水玻璃水泥砂浆。根据试验,当水玻璃与水泥浆体积比为1∶1,而水泥浆的水灰比为0.5时,28d 抗压强度为 20N/mm²相当于C30的强度。当水灰比为1时,28d 强度约为 10.2N/mm²,相当于C15 的强度。

二、密排桩与化学注浆桩的布置

布置方法与图 2-9相同,只是桩径较小些。

三、特点

1.防渗性好,降低孔隙压力。

2.截断渗透水流,堵漏性能好。 

3.无须高压喷射设备。

四、适用范围

1.砂及砂砾石及软粘土地区。

2.湿陷性黄土地区。


钢 板 桩

钢板桩是一种较老的基坑支护,上海用得较多。

一、工艺原理

1.锤击打入带锁口的钢板桩,使之在基坑四周闭合,并保证水平、垂直和抗渗质量。 

2.钢板桩作成悬臂式、坑内支撑、上部拉锚等支护方式,作为在土方开挖和基础施工时抵抗板桩背后的水、土压力,达到基坑内外稳定。

3.钢板桩的型式有 U 型、Z型及直腹型等,常用的 U 型咬口式,如图 2-10所示。

二、施工方法 

1.钢板桩整修。

2.安装围檩(单围、双围)支架。

3.打设钢板桩。

4.使钢板桩轴线封闭合拢。

三、特点

1.钢板桩一次性投资大。

2.可以拔出,重复使用,仅出摊销费,故费用较省。但如拔不出或不拔,则造成很大浪费。

3.打桩时易于倾斜,要使全部钢板桩无误的封闭合拢,有些困难,但已有解决办法。 

4.钢板桩刚度较其他桩的刚度为小。 

5.锤击钢板桩有噪音、振动,扰民。

四、适用范围

1.适于软土、淤泥质土及地下水多地区,易于施工。

2. 难于打入密砂及硬粘土中。

3. 钢板桩间咬合不好(必须保证咬合),就易渗水、涌砂。

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闭合拱圈墙

闭合拱圈墙包括圆拱、椭圆拱及抛物线拱等,系在结构上作了改变,当墙改成拱圈时。土也起土拱作用,相对地减少了侧土压力,拱墙本身只受压,不受弯。这种改变结构型式的基坑支护,是一种创新。

一、工艺原理

1.挖土与做闭合拱圈可同时交叉施工,如图 2-11 所示,第-步挖土,在第一阶段内按平面挖出所需拱形支模,浇混凝土。

2.分段支模、浇筑混凝土,土质为可塑、硬塑粘土,分段长度12~15m,如软土分段则为7~ 8m。上口助梁宜整个分段完成后整体浇筑。

3.拱圈内应力与拱曲线形状关系很大,放线必 须准确,拱轴线沿曲率半径方向误差为40mm。

4.第一道拱圈合拢拆除模板支撑后,按图 2-11作第阶段施工,对第二道拱圈的施,L程序,尤宜严格控制,要防止挖第二道拱圈时,使第一-道拱圈失去支持而导致破坏。可以按施工分段跳挖(即隔--个施工段)。

5.施工前做好降水排水工作。

二、特点

1、安全可靠,挡土拱圈墙是以受压为主,结构本身强度破坏或失稳可能性甚微。拱圈沿支护高度分层施工,第一层拱圈合拢后是安全的,第二层拱圈也是安全的。

2.节省支护费用,在广州实践结果,比灌注桩节省 40%以上。节省钢筋较多,但须用模板及支撑。

3.施工便利,不须大型施工工具。 4.节省工期,一般可节省 1~3个月。

三、适用范围

1.粘土、砂土和软土地区可以使用。 

2.饱和软土及淤泥质土不宜采用。

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