基坑围护

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简介

为了修筑建筑物的基础或地下室、埋设市政工程的管道以及开发地下空间(如地铁车站、地下商场)等,把地面以下的土挖去而形成的地面以下的空间称为基坑

基坑围护工程是指基坑开挖时,为了保证坑壁不致坍塌、保护主体地下结构的安全以及使周围环境不受损害所采取的工程措施的总称。

在基坑施工时,若有支护措施,称为有支护基坑工程;没有支护措施,称为无支护基坑工程。无支护基坑工程一般是在场地空旷、开挖深度较浅、环境要求不高的情况下采用,如放坡开挖,这时主要应考虑边坡稳定和排水问题。但随着城市的发展,建筑物基础深度加大,建筑物及地下管线等越来越密集,施工的空间越来越狭小,且周围环境要求更高,相应的基坑围护工程需采用支护结构。

基坑围护

工程设计

支护结构

支护结构是基坑围护过程中采用的围护墙体及内支撑系统或土层锚杆等的总称。其作用是挡土和止水。

1)围护墙体(包括防渗帷幕)

围护墙体是保证坑壁稳定的一种临时挡墙结构,它承受坑内外水,侧压力以及内支撑反力或锚杆拉力的作用。防渗帷幕的作用是在防止坑外的水渗流入坑内,并控制由于坑内外水头差造成的流砂及管涌等现象。

2)内支撑系统

内支撑系统是由围檩、支撑杆件以及立柱等组成的结构体系,其作用是和坑底被动区土体共同平衡围护墙体外的主动区压力(包括土压力、水压力及地面荷载引起的侧压力)。围檩是一道或几道沿着围护墙体内测设置,把围护墙体所受的力相对均匀地传递给内支撑杆件的水平向梁;支撑杆件承受着围檩传来的轴力和弯矩;立柱的作用是承受支撑及施工荷载的重量,同时增加对支撑杆件的约束。

3)土层锚杆

土层锚杆是一端固定在开挖基坑外的稳定地层内,另一端与围护墙相联结的受拉杆。其作用同上述的内支撑系统,它不是设置在基坑内,使基坑内有宽敞的工作环境。

地基加固

为提高围护墙被动侧土体的强度及模量、减少主动侧土压力以及抵抗坑底承压水等在围护墙内外侧对地基进行加固的措施。

1)地基加固从施工工艺上分类

①水泥土深层搅拌桩;②旋喷桩;③注浆。

2)从加固位置来分类

①围护墙体的被动侧:提高被动区土的抗力,减少围护墙侧向位移。

②围护墙体的主动侧:提高主动区土的压力,同时还可以起到增强防渗帷幕的作用。

③坑底以下:在开挖前于坑底以下与围护墙底平面以上之间某范围内做一不透水加固土层,并与周围墙体连成整体,利用加固土层以上土重来平衡和抵抗承压水。

井点降水

在基坑开挖前,在坑内四周预先埋入深于坑底的一系列井管,利用抽水设备连续抽水,在井管周围形成降水漏斗,使地下水位低于坑底。

土方开挖

分层分块将坑底以上土体挖除,开挖顺序应根据整个基坑体系的稳定等计算确定。

监测

监测是指在基坑工程施工过程中,对基坑围护结构及其周围地层、附近建筑物、地下管线等的受力和变形进行量测。其目的在于确保基坑工程本身的安全;对其周围环境进行有效的保护;检验设计所采用参数及假定的正确性;并为改进设计、提高工程整体水平提供依据。

设计依据

根据基坑工程的重要性等级,按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120—2012)等规范设计,设计前要详细了解主体结构的设计资料、场地岩土工程地质勘察资料和周围环境资料(包括各种管线和周围建筑物),以确定围护工程设计和施工方法设计。