基本介紹
- 中文名：支護
- 外文名：Support
- 用途：保護開挖穩定與施工安全
- 類屬學科：建築工程
- 套用範圍：全球
- 標準遵循：《建築基坑支護技術規程》
基本信息,設計要求,支護類型,放坡開挖,水泥土圍護牆,高壓旋噴樁,槽鋼鋼板樁,鋼筋混凝土板樁,鑽孔灌注樁,地下連續牆,土釘牆,破壞形式,
基本信息
我國量的深基坑工程始於20世紀80年代，由於城市高層建築的迅速發展，地下停車場、高層建築埋深、人防等各種需要，高層建築需要建設一定的地下室。近幾年，由於城市捷運工程的迅速發展捷運車站、局部區間明挖等也涉及量的基坑工程，在雙線交叉的捷運車站，基坑深達20-30m。水利、電力也存在著地下廠房、地下泵房的基坑開挖問題。 無論是高層建築還是捷運的深基坑工程，由於都是在城市中進行開挖，基坑周圍通常存在交通要道、已建建築或管線等各種構築物，這就涉及到基坑開挖的一個很重要內容，要保護其周邊構築物的安全使用。而一般的基坑支護多又是臨時結構、投資太也易造成浪費，但支護結構不安全又勢必會造成工程事故。因此，如何安全、合理地選擇合適的支護結構並根據基坑工程的特點進行科學的設計是基坑工程要解決的主要內容。
設計要求
基坑支護作為一個結構體系，應要滿足穩定和變形的要求，即通常規範所說的兩種極限狀態的要求，即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。所謂承載能力極限狀態，對基坑支護來說就是支護結構破壞、傾倒、滑動或周邊環境的破壞，出現較範圍的失穩。一般的設計要求是不允許支護結構出現這種極限狀態的。而正常使用極限狀態則是指支護結構的變形或是由於開挖引起周邊土體產生的變形過，影響正常使用，但未造成結構的失穩。 因此，基坑支護設計相對於承載力極限狀態要有足夠的安全係數，不致使支護產生失穩，而在保證不出現失穩的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建築物的安全使用。因而，作為設計的計算理論，不但要能計算支護結構的穩定問題，還應計算其變形，並根據周邊環境條件，控制變形在一定的範圍內。
一般的支護結構位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易於監測。水平位移控
制與周邊環境的要求有關，這就是通常規範中所謂的基坑安全等級的劃分，對於基坑周邊有較重要的構築物需要保護的，則應控制小變形，此即為通常的一級基坑的位移要求；對於周邊空曠，無構築物需保護的，則位移量可一些，理論上只要保證穩定即可，此即為通常所說的三級基坑的位移要求；介於一級和三級之間的，則為二級基坑的位移要求。
對於一級基坑的最水平位移，一般宜不於30mm，對於較深的基坑，應小於0.3%H,H為基坑開挖深度。對於一般的基坑，其最水平位移也宜不於50mm。一般最水平位移在30mm內地面不致有明顯的裂縫，當最水平位移在40-50mm內會有可見的地面裂縫，因此，一般的基坑最水平位移應控制不於50mm為宜，否則會產生較明顯的地面裂縫和沉降，感觀上會產生不安全的感覺。 一般較剛性的支護結構，如擋土樁、連續牆加內支撐體系，其位移較小，可控制在30mm之內，對於土釘支護，地質條件較好，且採用超前支護、預應力錨桿等加強措施後可控制較小位移外，一般會於30mm 。
支護類型
放坡開挖
適用於周圍場地開闊，周圍無重要建築物，只要求穩定，位移控制五嚴格要求，價錢最便宜，回填土方較。
水泥土圍護牆
深層攪拌水泥土圍護牆是採用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌,形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋牆。水泥土圍護牆優點:由於一般坑內無支撐,便於機械化快速挖土;具有擋土、止水的雙重功能;一般情況下較經濟;施工中無振動、無噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區內施工更顯出優越性。水泥土圍護牆的缺點:首先是位移相對較,尤其在基坑長度時,為此可採取中間加墩、起拱等措施以限制過的位移;其次是厚度較,只有在紅線位置和周圍環境允許時才能採用,而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環境。
高壓旋噴樁
高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿,它是利用高壓經過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體,相互搭接形成排樁,用來擋土和止水。高壓旋噴樁的施工費用要高於深層攪拌水泥土樁,但其施工設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少,並且施工機具的振動很小,噪音也較低,不會對周圍建築物帶來振動的影響和產生噪音等公害,它可用於空間較小處,但施工中有量泥漿排出,容易引起污染。對於地下水流速過的地層,無填充物的岩溶地段永凍土和對水泥有嚴重腐蝕的土質,由於噴射的漿液無法在注漿管周圍凝固,均不宜採用該法。
槽鋼鋼板樁
這是一種簡易的鋼板樁圍護牆,由槽鋼正反扣搭接或並排組成。槽鋼長6～8m ,型號由計算確定。其特點為:槽鋼具有良好的耐久性,基坑施工完畢回填土後可將槽鋼拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能擋水和土中的細小顆粒,在地下水位高的地區需採取隔水或降水措施;抗彎能力較弱,多用於深度≤4m的較淺基坑或溝槽,頂部宜設定一道支撐或拉錨;支護剛度小,開挖後變形較。
鋼筋混凝土板樁
鋼筋混凝土板樁具有施工簡單、現場作業周期短等特點,曾在基坑中廣泛套用,但由於鋼筋混凝土板樁的施打一般採用錘擊方法,振動與噪音,同時沉樁過程中擠土也較為嚴重,在城市工程中受到一定限制。此外,其製作一般在工廠預製,再運至工地,成本較灌注樁等略高。但由於其截面形狀及配筋對板樁受力較為合理並且可根據需要設計,目前已可製作厚度較(如厚度達500mm 以上) 的板樁,並有液壓靜力沉樁設備,故在基坑工程中仍是支護板牆的一種使用形式。
鑽孔灌注樁
鑽孔灌注樁圍護牆是排樁式中套用最多的一種,在我國得到廣泛的套用。其多用於坑深7～15m的基坑工程,在我國北方土質較好地區已有8～9m的臂樁圍護牆。鑽孔灌注樁支護牆體的特點有:施工時無振動、無噪音等環境公害,無擠土現象,對周圍環境影響小;牆身強度高,剛度,支護穩定性好,變形小;當工程樁也為灌注樁時,可以同步施工,從而施工有利於組織、方便、工期短;樁間縫隙易造成水土流失,特別時在高水位軟粘土質地區,需根據工程條件採取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題;適用於軟粘土質和砂土地區,但是在砂礫層和卵石中施工困難應該慎用;樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍檁連成整體,因而相對整體性較差,當在重要地區,特殊工程及開挖深度很的基坑中套用時需要特別慎重。
地下連續牆
通常連續牆的厚度為600mm、800mm、1000mm，也有厚達1200mm的，但較少使用。地下連續牆剛度，止水效果好，是支護結構中最強的支護型式，適用於地質條件差和複雜，基坑深度，周邊環境要求較高的基坑，但是造價較高，施工要求專用設備。
土釘牆
土釘牆是一種邊坡穩定式的支護,其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護牆不同,它是起主動嵌固作用,增加邊坡的穩定性,使基坑開挖後坡面保持穩定。土釘牆主要用於土質較好地區,我國華北和華東北部一帶套用較多,目前我國南方地區亦有套用,有的已用於坑深10m以上的基坑,穩定可靠、施工簡便且工期短、效果較好、經濟性好、在土質較好地區應積極推廣。
破壞形式
1.由支護強度,剛度和穩定性不足引起的破壞
2.由支護深度不足,導致基坑隆起引起的破壞
3.由水平帷幕處理不好，導致管涌等引起的破壞
4.由人工降水處理不好引起的破壞
