建筑施工技术(中职)
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1.2.4 基坑(基槽)支护

为保证地下结构施工及基坑周围环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施称为基坑支护。它能确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利,确保基坑邻近建筑物或地下管道正常使用,防止地面出现塌陷、坑底管涌现象的发生。基坑支护主要用于挡土、挡水、控制边坡变形。

1.水泥土墙

水泥土墙(见图1.2.17)是利用水泥等作为固化剂,通过深层搅拌机在地基中将原状土和固化剂强制拌和,形成具有一定强度、整体性和水稳性的水泥土桩,来维持基坑边坡土体的稳定,保证地下工程的施工和周围环境的安全。水泥土墙适用于饱和软黏土,加固深度可达到50~60m。

图1.2.17 水泥土墙

2.排桩式支护

排桩墙支护结构包括灌注桩、预制桩、板桩等按队列式布置构成的支护结构(见图1.2.18)。对于不能放坡或者受场地限制不能采用水泥土墙支护,开挖深度在6~10m左右的基坑,可以采用排桩式支护。

图1.2.18 排桩式支护

当土质良好,地下水位较低时,可以采用柱列式排桩支护;在软土中,采用连续式排桩支护;地下水位较高的软土地区,采用钻孔灌注桩与水泥土桩防渗墙相结合的形式。

按照基坑开挖深度及支挡结构受力情况,排桩支护可分为无支撑结构(悬臂结构)、单支撑结构和多支撑结构。

在排桩支护结构中,钢板桩是一种施工简单、经济的支护方式,但在使用时,需要注意钢板桩本身柔性较大,要注意支撑和锚拉系统的设置,否则变形会很大。

3.土钉墙支护

土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和喷射混凝土面板组成,形成一个以土挡土的重力式挡土墙(见图1.2.19)。它以土钉与土体形成复合体的形式,来提高边坡稳定性和超载能力,增强土体破坏延性。适用于边坡坡度70°~90°,地下水位以上的杂填土、黏性土、非松散砂土等土质类型的情况。

图1.2.19 土钉墙

土钉墙的施工工艺包括:挖土→喷射混凝土→打孔→插筋、注浆→铺放、压固钢筋网→喷射混凝土→挖下层土等过程。自上而下施工,土钉墙支护具备土体稳定性好、位移小、施工简便、费用低、对邻近建筑物影响小的优点。一般要求分层分段施工,对开挖和支护的时间与流程要求比较严格,否则基坑会变形过大而造成事故。

4.土锚杆支护

锚杆是一种埋入土层深部的受拉杆件,它一端与构筑物相连,另一端锚固在土层中,利用锚杆与土层的摩擦力来抵抗土层的重力。土层锚杆适用于地下水低于土坡开挖段或降水措施后使地下水位低于开挖层的情况,但其失效影响较大,不适用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱土层(见图1.2.20和1.2.21)。

图1.2.20 各种类型的土锚杆支护

工艺顺序包括:钻孔→安放拉杆→灌浆→养护→安装锚头→张拉锚固和挖土。

图1.2.21 锚杆构造

5.地下连续墙

地下连续墙(见图1.2.22)作为目前深基坑的主要支护结构之一,对地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。它是在地面上采用一种挖槽机械,沿着深开挖工程的周边轴线,在泥浆护壁的条件下,开挖出一条狭长的深槽,清槽后在槽内吊放入钢筋笼,然后用导管法灌筑水下混凝土,筑成一个单元槽段,如此逐段进行,以特殊接头方式,在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁,作为截水、防渗、承重、挡水结构。地下连续墙不仅能防渗、挡土,同样也是地下室外墙的一部分。

图1.2.22 地下连续墙

地下连续墙适用于坑深大、土质差、地下水位高的基坑类型。其施工工艺包括:作导槽→钻槽孔→放钢筋笼→水下灌注混凝土→基坑开挖与支撑。具有结构整体性好、刚度大、可作防渗墙、形状灵活等优点,同时也存在需用专用机械、成本较高的缺点。

使用地下连续墙作为基坑支护的工程需准备较多机具、设备。另外由于其施工工艺较复杂,需具有一定的技术水平,若施工掌握不好,则易出现塌孔、混凝土夹层、渗漏等问题。此外,要有适合于不同的地质条件的护壁泥浆的管理方法以及发生故障时要采取的相应措施。