2K313023 深基坑支护结构与变形控制

2K313023 深基坑支护结构与变形控制思维导图。

2K313023 深基坑支护结构与变形控制

• 围护结构
  • 基坑围护结构体系
    • 包括
      • 板（桩）墙、
      • 围檩（冠梁）、
      • 其他附属构件。
    • 应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等（特别要考虑到城市施工特点），经技术经济综合比较后确定。
  • 深基坑围护结构类型
    • 排桩
      • 预制混凝土板桩
        • 特点
          • 预制混凝土板桩施工较为困难，对机械要求高，而且挤土现象很严重；
          • 桩间采用槽榫接合方式，接缝效果较好，有时需辅以止水措施；
          • 自重大，受起吊设备限制，不适合大深度基坑
        • 常用截面形式有4种
          • 矩形
          • T形
          • 工字形
          • 口字形
        • 使用范围
          • 混凝土板桩一般不能拔出，因此，它在永久性的支护结构中使用较为广泛，但国内基坑工程中使用不很普遍。
      • 钢板桩
        • 特点
          • 成品制作，可反复使用；
          • 施工简便，但施工有噪声；
            • （要用冲击式打桩机施工）
            • （宜用于郊区距居民点较远的地铁基坑施工中）
          • 刚度小，变形大，与多道支撑结合，在软弱土层中也可采用；
          • 新的时候止水性沿好，如有漏水现象，需增加防水措施（拉森型钢板桩止水性好）
        • 特点二
          • 钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好。
      • 钢管桩
        • 特点
          • 截面刚度大于钢板桩，在软弱土层中开挖深度大；
          • 需有防水措施相结合
      • 灌注桩
        • 特点
          • 刚度大，可用在深大基坑；
          • 施工对周边地层、环境影响小；
          • 需降水或和止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩等
        • 隔水工艺
          • 钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深层搅拌桩。
      • SMW工法桩（型钢水泥土搅拌墙）
        • 特点
          • 强度大，止水性好；
          • 内插的型钢可拔出反复使用，经济性好；
          • 具有较好发展前景，国内上海等城市已有工程实践；
          • 用于软土地层时，一般变形较大
        • 原理
          • SMW工法桩围护墙是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙，最后在墙中插入型钢，即形成一种劲性复合围护结构。
        • 内插型钢布置形式
          • 型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算确定，常用的内插型钢布置形式可采用……三种。
            • 密插型、
            • 插二跑一型、
            • 插一跳一型
        • 回收型钢工艺
          • 拟拔出回收的型钢，插入前应先在干燥条件下除锈，再在其表面涂刷减摩材料。
    • 地下连续墙
      • 特点
        • 刚度大，开挖深度大，可适用于所有地层；
        • 强度大，变位小，隔水性好，同时可兼作主体结构的一部分；
        • 可邻近建筑物、构筑物使用，环境影响小；
        • 造价高
      • 优点
        • 施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层振动小；可适用于多种地层。
      • 挖槽方式可分为
        • 抓斗式、
        • 冲击式、
        • 回转式等类型。
      • 槽段接头选用原则
        • 地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字形钢接头或混凝土预制接头等柔性接头。
        • 刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等。
      • 导墙
        • 是控制挖槽精度的主要构筑物，其主要作用有：
          • 挡土
          • 基准作用
          • 承重
          • 存蓄泥浆
          • 其他
        • 工艺要求
          • 在开挖过程中，为保证槽壁的稳定，采用特制的泥浆护壁。
          • 泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定，并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH值等主要技术性能指标进行检验和控制。
    • 重力式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙
      • 特点
        • 无支撑，墙体止水性好，造价低；
        • 墙体变位大
      • 原理
        • 用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合，形成相互搭接的格栅状结构形式，也可相互搭接成实体结构形式。
      • 开挖深度
        • 由于采用重力式结构，开挖深度不宜大于7m。
• 支撑结构类型
  • 支撑结构体系
    • • 内支撑及其特点
        • 钢支撑
          • 安装、拆除施工方便，可周转使用，支撑中可加预应力，可调整轴力而有效控制围护墙变形；
          • 施工工艺要求较高，如节点和支撑结构处理不当，或施工支撑不及时不准确，会造成失稳。
        • （现浇）钢筋混凝土支撑
          • 混凝土结硬后刚度大，变形小，强度的安全、可靠性高，施工方便，但支撑浇制和养护时间长；
          • 施工工期长，拆除困难，
        • 钢或钢筋混凝土混合支撑
      • 外拉锚的2种形式
        • 土锚
        • 拉锚
    • 应力传递路径
      • 围护（桩）墙→围檩（冠梁）→支撑
  • 支撑体系的结构选型与布置
    • 内支撑结构选型原则
      • 宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式。
      • 宜采用对称平衡性、整体性强的结构形式。
      • 应与主体地下结构的结构形式、施工顺序协调，应便于主体结构施工。
      • 应利于基坑土方开挖和运输。
      • 有时，应利用内支撑结构施做施工平台。
• 基坑的变形控制
  • 基坑变形特征
    • 土体变形
    • 围护结构水平变形
      • 当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。
    • 围护结构竖向变位
      • 基坑开挖土体自重应力释放，墙体产生竖沉降。
      • 墙体的竖向变位给……均带来极大的危害。
        • 基坑的稳定、
        • 地表沉降、
        • 墙体自身的稳定性
    • 基坑底部的隆起（2原因）
      • 基坑底不透水土层由于其自重不能承受不透水土层下承压水水头压力而产生突然性的隆起；
      • 由于围护结构插入基坑底土层深度不足而产生坑内土隆起破坏。
    • 地表沉降
      • ……会造成地表沉降，引起基坑周边的建（构）筑物变形。
        • 围护结构的水平变形墙顶沉降、
        • 坑底土体隆起
  • 基坑的变形控制
    • 主要方法
      • 增加围护结构和支撑的刚度。
      • 增加围护结构的入土深度。
      • 加固基坑内被动土压区土体。
      • 减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖后未及时支撑的暴露时间，
      • 通过调整围护结构或隔水帷幕深度和降水井布置来控制降水对环境变形的影响。
  • 坑底稳定控制
    • 方法
      • 保证深基坑坑底稳定的方法……措施。
        • 加深围护结构的入土深度、
        • 坑底土体加固、
        • 坑内井点降水等
      • 适时施做底板结构。