大型深基坑支护施工新技术.docx

大型深基坑支护施工新技术一、基坑工程技术的发展历程第一阶段：上一世纪80年代末到90年代末，研究、探索阶段。第二阶段：新世纪初的十多年，发展阶段。1、两个阶段的标志1）第一阶段：2000年前后基坑工程的国家行业标准和地方标准的颁布。2）第二阶段：2009年《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497）的颁布、一批相关的规范全面修订。2、基坑工程设计理念的改变1）早期：设计往往以满足地下工程施工为主。或以经验为主；或以理论为主。2）现今：满足环境保护已成为设计施工的基本出发点。理论和经验相结合。3、基坑设计方法1）极限平衡法:卜鲁姆法、盾恩法、相当梁法等；2）弹性支点法:解决变形分析问题；3）有限元法:平面、空间；土体与结构共同作用；考虑土的弹塑性等4、对基坑稳定性的认识基坑事故主要是岩土类型的破坏形式。整体滑动稳定性、抗隆起稳定性等在软土中尤其重视。二、基坑工程的新型支护结构常用的基坑支护结构1）土体加固类:放坡、土钉墙、重力式水泥土墙等。2）支挡、拉锚式围护墙：排桩、地下连续墙。3）支锚体系：拉锚式，内支撑。围护墙支锚体系：拉锚和锚杆1、复合土钉墙1）土钉支护结构的优点:施工方便、设备简单、经济效益显著等。2）土钉支护结构的主要问题:适用有一定限制，仅适用于非软土场地。土钉支护结构的主要问题1）软土地区：稳定性2）复合土钉墙：采用水泥土搅拌桩、预应力锚杆、微型桩等的一类或几类结构与土钉墙复合而成的支护结构。3）软土地区的应用：以水泥土搅拌桩、微型桩等“超前支护”，4）解决：隔水性；土体的自立性（加大自立高度和持续时间、提高稳定性）。5）非软土地区的应用：通过微型桩、预应力锚杆等对限制土体的位移。预应力锚杆复合土钉墙，加大预应力可使位移减少40%~50%。使其适应的基坑开挖深度有所增加。复合土钉墙使开挖深度有所增加（12~15m）。6）复合土钉墙结构设计中应注意的问题：可计入复合体的共同作用，但复合体的作用不可过高估计。7）原位土层、土钉对结构稳定性的贡献：应占有主要的份额。2、双排桩结构双排桩结构：由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁组成的支挡式结构。双排桩结构的特点1）结构：有较大的侧向刚度，无需支撑或拉锚2）施工：适应性广、工艺简单、与土方开挖无交叉作业、施工工期短等。双排桩的设计嵌固稳定性验算：以结构前后排桩与桩间土的整体分析，但嵌固段被动土的抗力作用在总抵抗力矩中占主要部分。刚架结构受力分析1）前、后排桩的受力前排受压；后排受拉，并引起前、后排桩竖向位移和桩身弯矩。2）前、后排桩之间土体：考虑其的反力与变形关系（桩间土看作水平向单向压缩体，按压缩模量确定刚度系数）考虑开挖后应力释放引起的初始压力（按桩间土自重占滑动体自重的比值确定）3）桩顶梁3、型钢水泥土搅拌墙1）型钢水泥土搅拌墙：由水泥土墙和内插的型钢组成的复合支护结构。2）特点：支护性能好、造价低、环保（型钢可回收）等。我国于2010年颁布了《型钢水泥土搅拌墙技术规程》JGJ/T199，标志了该技术已较为成熟。型钢和水泥土作用1）型钢：作为挡土结构。2）水泥土：作为截水帷幕。型钢水泥土搅拌墙的工作特性1）墙体变位较小时：水泥土对提高墙体的刚度有相当贡献。2）墙体的抗弯承载力验算：不应考虑水泥土的作用。3）型钢间水泥土的受剪：包括型钢间水泥土的错动受剪和最弱截面处的局部受剪。4）型钢水泥土搅拌墙的桩身强度是目前工程中矛盾比较集中的问题。5）设计要求：一般强度为1.0MPa左右，甚至更高。6）实际情况：往往难以达到设计要求。7）取芯检测：28d强度值一般在0.4MPa左右。如何确定水泥土搅拌墙的桩身强度？1）工程实际：鲜有因强度较低而造成破坏的事例；2）理论分析：要求水泥土28d抗压强度为0.5MPa左右；3）规范建议：采用不小于0.5MPa较为适宜。三、深基坑工程施工新设备和新工艺施工中新设备和新工艺：地下连续墙、混凝土咬合桩排桩、超深多轴水泥土搅拌桩（SMW工法）、水泥土搅拌连续墙（TRD工法）、超大型环形支撑体系、十字钢支撑双向复加预应力技术、混凝土支撑的绳（链）锯切割法、锚杆的回收技术等。1、地下连续墙成槽机械和工艺常用的成槽机械铣削式成槽机——最大成槽深度可达150m，墙体厚度可达2.5m。槽壁稳定粉土、粉砂土等易坍塌土层的技术措施：①“夹心”地下连续墙（水泥土搅拌桩保护槽壁）；②改良泥浆性能。2、灌注桩施工新技术旋挖钻孔灌注桩1）旋挖成孔：通过桶状斗式钻头回转切削土体。2）装土外运：直接将土装入钻斗，提升卸土。3）泥浆护壁：易坍塌土层——采用静态泥浆护壁泥浆排量仅传统工艺的1/4~1/5）。4）不易坍塌土层：可采用干式或清水钻进工艺（无需泥浆护壁）。钻孔咬合灌注桩由间隔布置的混凝土素桩和配筋桩相互咬合，形成的“桩墙”。1）咬合方法：旋挖钻机成孔、冲抓钻