市政工程深基坑支護形式,、深基坑工程降水及土工試驗
市政工程深基坑支護形式,、深基坑工程降水及土工試驗
1 深基坑工程支護
1.1 支護技術(shù)原理
深基坑工程的支護是深基坑工程的重要組成部分，而一般的深基坑支護大多是臨時結(jié)構(gòu),，投資太大,，易造成浪費，但支護結(jié)構(gòu)不安全又勢必會造成工程事故[2],。
深基坑支護結(jié)構(gòu)的技術(shù)原理是依靠基坑中土層對進入土層的支護結(jié)構(gòu)的水平壓力與支護結(jié)構(gòu)上部的拉錨或支撐提供的與水平壓力方向相同的作用力來抵抗坑壁土和水產(chǎn)生的水平壓力來保證坑壁土的穩(wěn)定,，限制坑壁土的變形，保證基坑開挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工能安全,、順利地進行,。
1.2 主要支護型式
1）鋼板樁支護系采用一種型鋼板樁，利用打樁機沉入地下構(gòu)成一道連續(xù)的板墻,，作為深基坑開挖臨時的擋土,、擋水維護結(jié)構(gòu)。鋼板樁支護是一種施工簡單,，投資經(jīng)濟的施工方法,，但是鋼板樁自身的柔性很大,，其變形的大小在很大程度上取決于支撐和拉錨的設(shè)置。一般深度大于7m的基坑不宜采用該支護類型,。
2）深層攪拌樁支護（水泥土墻）是利用水泥或石灰等材料作為固化劑,，通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑強制攪拌,。利用固化劑和軟土之間產(chǎn)生的一系列物理化學反應(yīng),，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的樁體,。一般對于基坑深度小于6m,，基坑邊與用地紅線的距離足夠的工程，往往優(yōu)先采用,。
3）排樁支護是指以柱列式間隔布置鋼筋混凝土樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種形式,。排樁支護有較大的側(cè)向剛度，可有效的限制支護結(jié)構(gòu)的變形,。當基坑深度較大,，或地基條件很差，采用單排結(jié)構(gòu)不能滿足結(jié)構(gòu)強度或變形要求時,，可采用雙排樁支護,。從結(jié)構(gòu)上分析，雙排支護樁如同嵌入土中的門式框架,，與單排懸臂結(jié)構(gòu),、內(nèi)撐式維護結(jié)構(gòu)相比具有施工方便，不用設(shè)置內(nèi)支撐,，擋土結(jié)構(gòu)受力條件好等優(yōu)點,，在工程中得到應(yīng)用廣泛[3]。
4）地下連續(xù)墻支護是用特別的挖槽機械,，在泥漿護壁的情況下開挖一定深度的溝槽,，然后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土,。地下連續(xù)墻支護體系最早在1950年開始應(yīng)用于巴黎和米蘭市的地下建筑工程,。國內(nèi)將地下連續(xù)墻用于城市深基坑支護結(jié)構(gòu)最早的是廣州白天鵝賓館[4]。對于深度大于10m的基坑,，該法有較好的經(jīng)濟性,；維護結(jié)構(gòu)要作為主體的一部選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 分且對防水和抗?jié)B有較嚴格要求時，或是采用逆作法施工時一般采用地下連續(xù)墻,。超深基坑如30～50m,，其他圍護結(jié)構(gòu)無法滿足要求時也采用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)[5],。
5）土釘墻支護是一種原位土體加固技術(shù),，是以一定的角度和密度,，一定長度置于土體的土釘桿件及注漿體為主要受力構(gòu)件，與鋼筋網(wǎng)和噴射混凝土面層共同組成的擋土結(jié)構(gòu),，承受墻后土體的主動土壓力,，從而保持開挖面的穩(wěn)定，這樣的擋土墻稱為土釘墻,。土釘墻支護具有節(jié)約工期,，簡便易施工，工程造價低的優(yōu)點,。近幾年出現(xiàn)的復合式土釘擋土墻結(jié)構(gòu)已經(jīng)能很好的應(yīng)用到地下水位低的基坑支護當中[6],。工程實踐證明，基坑深度小于10m,，基坑安全等級為二級,，且周邊建筑物比較密集，工期要求緊時,，采用土釘墻支護是既經(jīng)濟又有效的方法[7],。
6）錨桿支護所用的錨桿是一種受拉構(gòu)件，整根錨桿在長度上分為錨固段和自由鍛,。錨固段是它在土中以摩擦力形式傳遞荷載的部分,，其上部連接自由段，自由段僅把錨固力傳遞到錨頭處,，錨頭是進行張拉和把錨固力錨定在結(jié)構(gòu)上的裝置,，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生錨固力[4]。錨桿支護結(jié)構(gòu)是由擋土墻和錨固于基坑滑動面以外穩(wěn)定土體的錨桿組成,。特別適用于位移控制要求嚴格的基坑和超深基坑,。錨桿支護結(jié)構(gòu)是一種柔性支護結(jié)構(gòu)。它能很好的與其他支護結(jié)構(gòu)形式共同作用以達到支護的目的,。
2 深基坑工程降水
深基坑施工過程中,，為保證施工安全和減少基坑開挖對周圍環(huán)境的影響，當基坑開挖深度內(nèi)存在飽和軟土層和含水層或下部承壓水對基坑底板產(chǎn)生影響時,，就需進行基坑降水,。基坑降水可以防止基坑坡面和基底的滲水,，保證坑底干燥,，便于施工開挖。地下水位的變化會引起土顆粒有效應(yīng)力的改變,。劇烈的地下水位變化是地面不均勻沉降,、基坑失穩(wěn)及鄰近建筑物破壞的直接原因。沉降規(guī)律受基坑支護結(jié)構(gòu),、基坑寬度,、開挖深度,、地層性質(zhì)等因素的影響。大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,，降水引起的地面沉降是一個緩慢的過程,，沉降完成往往需要幾個月時間。短期降水,，在固結(jié)還未完成的情況下,，地下水位就迅速回升，對地面沉降有影響但并不明顯,。地下水恢復后會造成沉降地面回彈,，回彈量跟沉降量有關(guān)，但回彈量一般小于沉降量,。因此,，在降水后，采取回灌地下水的措施,，能夠補償降水引起的沉降[9],。
深基坑降水方法:
1）在城市管網(wǎng)和建筑密集的地段，進行深基坑開挖,，當降水引起土體固結(jié)沉降時,，會危及周圍建筑物和地下管道的安全和使用，宜采用截水的方法來控制地下水,。國內(nèi)外堵截地下水的方法有多種,，如鋼板樁、地下連續(xù)墻,、防滲帷幕等,。
2）降水法通常指采用各類井點降低地下水位的方法。在擬建的工程基坑周圍埋設(shè)若干井點管,，配置一定的抽水設(shè)備,，在不擾動土的結(jié)構(gòu)的情況下，不間斷的抽走地下水,，使基坑地下水降至設(shè)計深度,。群井降水是深基坑開挖中經(jīng)常采用的臨時性降水方法。
3）帷幕-排水這種降水方案本身具有許多優(yōu)越性,?；釉O(shè)置的帷幕具有兩方面的功效：一是防止基坑周邊地下水向基坑內(nèi)滲入，減少基坑內(nèi)的排水量,；二是起到支護基坑側(cè)壁作用,。該法能有效地控制由于基坑內(nèi)降水引起的基坑周邊地面沉降。
3 深基坑工程的發(fā)展趨勢
在復雜的地質(zhì)環(huán)境和周圍環(huán)境限制條件下，深基坑工程支護設(shè)計與施工難度加大,，對于采取多種支護型式的工程,，其設(shè)計計算模型應(yīng)如何建立、計算簡圖怎樣選取,、設(shè)計方法如何趨于正確,，仍是當前多種支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中急需解決的問題,。
深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計仍采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”,。計算結(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力有較大差距，既不安全也不經(jīng)濟,。由于土的本構(gòu)關(guān)系尚在發(fā)展中,，連續(xù)介質(zhì)有限元法缺乏真實反映土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的模型，計算參數(shù)難以準確確定,，還不能準確計算出支護結(jié)構(gòu)及土體的位移,，目前還沒有得到廣泛的應(yīng)用[9]。國內(nèi)外巖土工作者對探討和建立動態(tài)設(shè)計體系已形成共識,，許多學者已開始從事這方面的研究,。
為減小深基坑工程帶來的環(huán)境效應(yīng)，如降水引起的地面附加沉降,，或出于保護地下水資源的需要,，有時基坑采用帷幕形式進行支護。除地下連續(xù)墻外,，一般采用旋噴樁或深層攪拌樁等工法構(gòu)筑成止水帷幕,。目前，有將水利工程中防滲墻的工法引入到深基坑工程中的趨勢[10],。
深基坑工程監(jiān)測是深基坑工程施工過程中的一個重要環(huán)節(jié),，實現(xiàn)信息化施工能夠?qū)⒏鞣矫嫘畔⒓皶r反饋給基坑開挖組織者，根據(jù)預(yù)測判定施工對周圍環(huán)境造成影響的程度,。對基坑支護體系變形及穩(wěn)定狀態(tài)加以評價,，并預(yù)測進一步挖土施工后將導致的變形及穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展，制定進一步施工策略,。
