深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)
深基坑四周一般設(shè)置垂直的擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu),圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般是在開挖面基底下有一定插入深度的板(樁)墻結(jié)構(gòu)。
(1)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括板(樁)墻、圍檁(冠梁)及其他附屬構(gòu)件。板(樁)墻主要承受基坑開挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力,并將此壓力傳遞到支撐,是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。
(2)地鐵基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式很多,應(yīng)根據(jù)基坑深度、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面環(huán)境條件等,特別要考慮到城市施工特點(diǎn),經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后確定。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方式
1.工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)
作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體的工字鋼,一般采用i50號(hào)、i55號(hào)和I60號(hào)大型工字鋼。基坑開挖前,在地面用沖擊式打樁機(jī)沿基坑設(shè)計(jì)邊線打入地下,樁間距一般為1.0~1.2m。若地層為飽和淤泥等松軟地層也可采用靜力壓樁機(jī)和振動(dòng)打樁機(jī)進(jìn)行沉樁。基坑開挖時(shí),隨挖土方在樁間插入50mm厚的水平木板,以擋住樁間土體。基坑開挖至一定深度后,若懸臂工字鋼的剛度和強(qiáng)度都?jí)虼螅托枰O(shè)置腰梁和橫撐或錨桿(索),腰梁多采用大型槽鋼、工字鋼制成,橫撐則可采用鋼管或組合鋼梁。
2.鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)
鋼板樁強(qiáng)度高,樁與樁之間的連接緊密,隔水效果好,可重復(fù)使用。因此,沿海城市如上海、天津等地區(qū)修建地下鐵道時(shí),在地下水位較高的基坑中采用較多;北京地鐵一期工程在木樨地過河段也曾采用過。
鋼板樁常用斷面形式,多為U形或Z形。我國(guó)地下鐵道施工中多用U形鋼板樁,其沉放和拔除方法、使用的機(jī)械均與工字鋼樁相同,但其構(gòu)成方法則可分為單層鋼板樁圍堰、雙層鋼板樁圍堰及屏幕等。由于地鐵施工時(shí)基坑較深,為保證其垂直度且方便施工,并使其能封閉合龍,多采用帷幕式構(gòu)造。
3.鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)
鉆孔灌注樁一般采用機(jī)械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機(jī)、沖擊式鉆機(jī)和正反循環(huán)鉆機(jī)等。對(duì)正反循環(huán)鉆機(jī),由于其采用泥漿護(hù)壁成孔,故成孔時(shí)噪聲低,適于城區(qū)施工,在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應(yīng)用。
4.深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)
深層攪拌樁是用攪拌機(jī)械將水泥、石灰等和地基土相拌和,從而達(dá)到加固地基的目的。作為擋土結(jié)構(gòu)的攪拌樁一般布置成格柵形,深層攪拌樁也可連續(xù)搭接布置形成止水帷幕。
5.SMW樁
SMW樁擋土墻是利用攪拌設(shè)備就地切削土體,然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的擋墻,最后,在墻中插入型鋼,即形成一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)。這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在止水性好,構(gòu)造簡(jiǎn)單,型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度,施工速度快,型鋼可以部分回收、重復(fù)利用。
6.地下連續(xù)墻
地下連續(xù)墻主要有預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻和現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻兩類,通常地下連續(xù)墻一般指后者。地下連續(xù)墻有如下優(yōu)點(diǎn):施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低,墻體剛度大,對(duì)周邊地層擾動(dòng)小;可適用于多種土層,除夾有孤石、大顆粒卵礫石等局部障礙物時(shí)影響成槽效率外,對(duì)粘性土、無粘性土、卵礫石層等各種地層均能高效成槽。
地下連續(xù)墻施工采用專用的挖槽設(shè)備,沿著基坑的周邊,按照事先劃分好的幅段,開挖狹長(zhǎng)的溝槽。挖槽方式可分為抓斗式、沖擊式和回轉(zhuǎn)式等類型。在開挖過程中,為保證槽壁的穩(wěn)定,采用特制的泥漿護(hù)壁。泥漿應(yīng)根據(jù)地質(zhì)和地面沉降控制要求經(jīng)試配確定,并在泥漿配制和挖槽施工中對(duì)泥漿的相對(duì)密度、粘度、含砂率和pH等主要技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)和控制。每個(gè)幅段的溝槽開挖結(jié)束后,在槽段內(nèi)放置鋼筋籠,并澆筑水下混凝土。然后將若干個(gè)幅段連成一個(gè)整體,形成—個(gè)連續(xù)的地下墻體,即現(xiàn)澆鋼筋混凝土壁式連續(xù)墻。