地下工程支护施工技术论文(共10页)

1、PAGE PAGE 11地下工程支护施工(sh gng)技术 自我国改革开放来，随着经济快速发展，高层建筑的数量巨增，深基础日趋增多，基坑(j kn)开挖越来越深，土体支护技术被广为重视，理论研究已达较高水平，工程实践也取得不少成功经验。根据近年来我在多、高层施工中遇到的各种地基情况(qngkung)下的地下工程，采用不同支护技术，简介如下。根据结构不同功能要求，地下工程一般都在地面以下310M，个别则达3050M。这些工程大都建造在市区或近郊，场地狭小，土方施工大多不宜选用大放坡开挖方案。因此就有对土体临空进行防护的问题。加之地质土层结构差异和地下水的影响，给地下工程的设计和施工带来不少技术

2、处理复杂、难度增大的问题，耗资比例也较高，一般约为地下工程结构费用的1050%，特殊者还要更高。地下工程施工中，降低地下水位和基坑开挖土体支护是施工中最为关注的重大技术问题。而土体支护又是地下工程施工中的共性问题。土体支护是一种临时结构，作用主要是，在地下工程土方开挖至主体结构完成整个过程中保证基坑周边土体稳定不致坍塌影响施工的正常进行；对邻近建筑物不会造成严重沉降影响正常使用，甚至危及安全等。施工中的土体支护实质是使土体稳定的护坡工程。支护结构型式板桩支护（1）木桩 适用于土质松软易于施打，基坑面积不大，且开挖深度3M以内。可用圆木或枋木单排或双排疏、密布置均可，顶部辅以拉、撑设施效果更佳。

3、重复使用性小，价格较低，工期较快，但近年来木材禁伐，不宜在现场使用。（2）钢板(gngbn)桩 一般常用日产FSPIIIVL拉森钢板(gngbn)桩，或H钢桩，大型槽钢。配以角桩、嵌板桩。软土地区使用较多，效果甚好。钢板桩即可挡土还可挡水，施工速度快，工期短。一般定位除留设一定的支撑余地外，应尽量减小与地下工程结构之间的距离（1.52.0M），并须封闭。采用机械施打，噪音(zoyn)大。由于可拔出重复使用，较为经济，但耗钢量大，货源受限。基坑开挖深度大于10M，须增大截面模量，采取措施提高其刚度。（3） 钢筋混凝土板桩为 预制钢筋混凝土企口板，（见图1）一般宽度500600mm,厚度20030

4、0mm，长度1217mm。计算配筋C30级混凝土。用机械施打，较钢板桩经济，为工程常用支护结构型式之一。（图1）2、 桩体支护 采用密排具有与连续墙相同的作用。工程实例证明桩体支护是很有效的，特别开挖深度大于10M以上更为有利。（1）、挖孔灌注桩 用于土层土质较好，无水或降水后土层基本纲稳定(wndng)，采用人工成孔，一般须护壁以防塌孔。配筋浇C20级混凝土。具有使用机具(jj)少，无噪音，无震动，不污染环境，适用各种情况，造价低等优点。但遇流砂、流动性淤泥土、地下水较丰富者不宜采用。施工时要抓好预防坍方、孔内送风防中毒、防漏电电击事故等安全措施。一般(ybn)直径10001400mm，桩顶

5、部设水平联系梁与锚拉支护效果好。（2）钻孔灌注桩 适宜于地下水位较高、饱和、非饱和软土地区土层，采用机械成孔，泥浆护壁，反循环清孔下钢笼，水下浇注混凝土工艺施工。具有开挖支护布置灵活、机具简便、成桩快、价格低。挡土阻水等优点。孔径451000mm。应用多处，效果较好。（3）预制钢筋混凝土桩 除用于工程桩基础外，亦可用于支护工程。（4）树根桩 这是一种小直径（150250mm）钻孔灌注群桩，一般作为托换技术处理，在地下工程土方开挖中位桩木复合体用作挡土结构，可以承受较大的水平荷载。适量配筋，压喷混凝土形成桩身，由不同程度的斜桩组成紧密的网状结构，桩身具有土钉效应，形成较为理想的块体，以稳定边坡。

6、在工程中应用，基坑开挖深度达6M，近邻建筑物仍保持完好，经济效果良好（见图2）这种由无数根小直径桩交织组成网状结构，摩阻面大，有良好的握裹效应，因此对滑动(hudng)、倾斜、地基失稳等现象有较好效果，均可按普通土墙的计算方法进行设计（见图3） （图2） （图3）另外，钢管桩、H钢仗等支护(zh h)结构刚度都比钢板桩好，效果也较显著，工程施工中常被施工单位采用。3、墙体支护(zh h)（1）地下连续墙 是软土地区地下深坑开挖的一种常见支护型式。可与地下工程墙体结构合一进行设计比较经济。作支护结构时一般置于工程结构外侧，入土深度达20M以至更深。根据不同地质情况考虑支撑条件。连续墙设计时主要考

7、虑入土深度、墙体内力及变形。平面布置，槽段划分以及支撑系统均应计算确定。连续墙的入土深度对整个支护工程的费用，周围土体沉降，基坑施工均有很大影响。具体设计时尚应验算整体抗滑、抗倾、抗土体隆起及槽壁稳定等各种稳定安全度。地下连续墙是在成槽段内直接浇注混凝土而成。施工工艺：液压抓斗成槽；泥浆护壁；反循环清底置换泥浆；安放片式钢筋笼；水下浇注混凝土；接头施工；顶部连梁施工。墙厚一般为600800mm（视抓斗宽度而定），混凝土C20级。为增加连续墙刚度，可相隔一定距离设置肋墙构成肋形连续墙，提高支护抗力效果。（2）水泥土（石）挡墙 在粘土(zhn t)、砂卵石地基，地下水渗透系数不大，可在欲支护位置上

8、用钻孔机械按一定距离（0.51.0M）小直径成孔，通过导管虑孔压注水泥浆，使管内浆体体面向四周喷射进入土层中、凝固后形成水泥土（石）挡墙，增强土体强度和稳定性，这是一种以水泥浆作固化剂的加固方法，适宜于开挖深度较浅（3M内）而又不可能被放坡大开挖的基坑支护。（3）地下水泥旋喷桩幕墙 开挖深度在5M以内，一般有较好的水平挡土和防水能力。深度最大可到10M。幕墙内至开挖地基(dj)应保持11.5坡度，面层用5080mm厚，钢筋混凝土护壁作防护层。否则应在内侧砌筑挡墙来满足这一坡度要求（见图4）。 （图4）4、薄层(bo cn)支护土层较好，坑壁较浅，可以(ky)采用分层开挖，分层支护及适当放坡多台

9、阶支护，一般较经济（见图5）。（1）砌体(q t)（砖、石、混凝土）护壁。240370mm厚，图5中a、c、h1、h2根据土质(t zh)中b值计算选定。（2）草包袋装土体叠砌护壁。一般较方便实用。（3）50100mm厚钢丝网水泥或C15级混凝土护壁。（4）预制混凝土人字型砌块护壁（见图6）。其中（1）、（4）均可拆除回收重复使用。 （图5） （图6） 二、支护技术中应考虑的问题1、支护体一般属于承受侧土压力的结构 设计计算中除地质土层结构特性影响外，还受其支护体本身刚度，撑锚布置形式、邻近建筑物荷载、地面荷载、地下水及开挖方法等多种因素的影响，比较复杂，很难寻求精确的计算方法，一般情况都简化

10、认为土层基本是均匀的，可用郎金公式计算，应符合其假定条件。亦可用经验公式计算校核。计算内容为挡土强度、结构稳定、水平变形（位移）等。但由于深基坑支护体大多是封闭形，因此设计时要考虑这一因素。悬臂式支护结构一般在5M内较经济，大于5M宜撑、锚。悬臂式对土质条件的变化较敏感，易产生较大位移。如钢板桩挡土，应采用不排水快剪理论(lln)进行计算，以减少位移。2、支护撑锚应用技术 对支护结构进行(jnxng)合理撑锚，确保土体稳定，减少支护结构厚度（直径），节省费用，满足后续施工要求都有极其重要饿作用。因此，撑、锚技术大多与支护结构同时考虑和广为采用。（1）锚拉式 这种方法简单较省，工期短，但要有足够

11、的锚拉场地(chngd)。锚拉安全系数K=1.5,锚桩与支护结构应有一定的距离（见图7）。一般按下式计算：SLtg（450+ /2）式中，L锚桩长度。（2）支撑式 深坑支撑体系设计和架式的可靠程度是影响工程进度、基坑土体稳定和造价的关键因素。支撑式大多适用于场地狭小平面规矩，开挖程度小于12M且深度较深的，以内支撑为宜。顶部设置一道水平刚度较大的钢筋混凝土环形梁加强整体性，有效控制变形。厚度为300500mm，宽度为1.02.0M，构成封闭式水平框架。支撑材料以钢管为宜，纵向设连系杆件确保支撑的双向稳定，转角处应设角撑。跨度较大者中部设立柱支承，整个支撑系统应有(yn yu)足够的强度和刚度，

12、以抵抗变形（见图8）。平面形状复杂，跨度大于12M不宜用支撑式。 （图7） （图8）（3）土锚 用旋转式钻孔机套钻进，穿入锚杆后用千斤顶拔管、灰浆泵压入水泥砂浆注入锚杆底部四周土体，使之形成挤压区凝固体，以摩擦力形式传递荷载。在淤泥质软土地区应进行二次压注水泥浆使之扩径，从而提高锚杆于土壤之间的抗剪于端承强度，增加锚拉力。软土地基进行锚拉施工要尽量(jnling)缩小临空面，加快锚拉进程，与土方开挖工作密切配合，使土体稳定，支护体不致产生较大位移。土锚有单层、多层锚，有水平和倾斜锚多种形式，拉杆(lgn)材料有钢筋和预应力钢铰线等。一般直径 90180mm，间距按设计（12M），长度1825M

13、，多层锚可以更长。土锚经工程实践，极限抗拔力较高，既实用方便而且又效益良好，土锚技术将会得到更好的应用不断提高和发展。3、位移问题 支护结构变形不仅与支护体刚度、支撑刚度、土体作用有关，且与土方开挖(ki w)方式、开挖速度及时间均有紧密的联系。根据有关工程试验，产生位移与主动土压和被动土压均有一定的关系。土质不同位移值亦不同。作为临时结构的支护体后面的土体位移只要在规定范围内，又能保证在地下工程施工期间土体仍保持稳定，满足施工安全应当是允许的，但应严格控制其位移量。悬臂式支护结构只要入土深度够，开挖深度在34M，实践经验可以不验算其位移。如果悬臂钢板桩（见图9），土方开挖较深，上端位移较大，

14、可以用卸荷处理或在板桩内部(nib)留设一定高度的土体，尽量减少悬臂长度，这样位移即可控制。 （图9）拉锚式支护体，上端的位移在非入土部分深度的3%以内，一般不会(b hu)影响施工安全。开挖45M深度的基坑可以不验算其位移值。4、支护结构的监测在地下工程深基坑土方开挖，特别是城市建筑密集地区施工，对支护结构、土体稳定性进行现场监测有着极其重要的意义。一般最简单的监测方法是简单的仪器在支护顶部设多个观测点测定(cdng)位移变化情况，测量相邻建筑物、道路、地下管网系统有否定位，根据相邻直接间接观测得到的数据资料及时进行分析，就可以掌握支护结构本身和环境的变化情况，提供施工动态信息，可以针对其具体问题采取响应的措施确保各项设施的正常运行和安全使用。土体支护方案对地下工程施工是一项极为重要的技术工作。随着建设的发展规律，技术水平的提高，新的支护技术相继出现，选用什么方案最为合理(hl)，最为经济，不能一概而论。要根据(gnj)具体工程对象、开挖深度、施工要求、工程地质结构及施工方法等多因素而定，方案的技