2017二建市政工程考点：深基坑支护结构与变形控制

　　2017二建市政工程考点：深基坑支护结构与变形控制

　　板（桩）墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑结构是为了减小围护结构的变形，控制墙体弯矩；分为内撑和外锚两种。

　　一、围护结构

　　（一）基坑围护结构体系

　　基坑围护结构体系包括板（桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件。板（桩）墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑。

　　（二）深基坑围护结构类型

　　在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。

　　表格中类型分类：隔水性能好的有：钢板桩、地下连续墙、SMW桩、自立式水泥土挡墙、搅拌桩墙。

　　能重复利用的有：钢板桩、钢管桩、SMW桩

　　不同类型围护结构简要介绍如下：

　　1）工字钢桩围护结构

　　机械：冲击式打桩机。若地面松软，也可以用静力压桩机、振动打桩机。

　　适用范围：打桩时噪声一般都在100分贝以上，适用于黏性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石地层；这种围护结构一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。

　　2）钢板桩围护结构

　　特点：钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，可重复使用。

　　钢板桩常用断面型式，多为U形或Z形。我国地铁道施工中多用U形钢板桩。

　　3）钻孔灌注桩围护结构

　　采用机械：螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机。正反循环钻机，因采用泥浆护壁成孔，故成孔时噪声低，适于城区施工。

　　止水帷幕一般采用深层搅拌桩。

　　4）深层搅拌桩挡土结构

　　深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合，达到加固地基的目的。作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形，深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。

　　（见教材图2K313023-2 喷浆型深层搅拌桩施工顺序）

　　5）SMW桩

　　注入水泥类混合液搅拌形成挡墙，最后，在墙中插入型钢。

　　结构的特点主要表现在止水性好，构造简单，型钢插入深度一般小于搅拌桩深度，施工速度快，型钢可以部分回收。

　　6）地下连续墙

　　优点：振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除遇夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能成槽。

　　按挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。

　　地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用：

　　①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；

　　②当地下连续墙作为主体地下结构外墙，且需要形成整体墙时，宜采用刚性接头；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，导墙结构应建于坚实的地基之上，并能承受水土压力和施工机械设备等附加荷载，不得移位和变形。

　　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。

　　二、支撑结构类型

　　（一）支撑结构体系

　　（1）内支撑一般有钢支撑和钢筋混凝土支撑，也可采用钢或钢筋混凝土混合支撑；外拉锚有土锚和拉锚两种形式。

　　（2）支撑结构挡土的应力传递路径是围护（桩）墙→围檩（冠梁）→支撑；

　　（3）在深基坑的施工支护结构中，常用的内支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两大类。

　　现浇钢筋混凝土支撑体系由围檩（圈梁）、支撑及角撑、立柱和围檩托架或吊筋、立柱、托架锚固件等其他附属构件组成。

　　钢结构支撑（钢管、型钢支撑）体系通常为装配式的，由围檩、角撑、支撑、预应力设备、轴力传感器、支撑体系监测监控装置、立柱桩及其他附属装配式构件组成。

　　三、基坑的变形控制

　　（一）基坑变形特征

　　（1）基坑周围地层移动的主要原因是围护结构的水平位移和坑底的土体隆起。

　　（2）墙体水平变形

　　当基坑开挖较浅，还未设支撑时，均表现为墙顶位移，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加，刚性墙体（水泥搅拌桩、旋喷桩）继续表现为向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙（钢板桩、地下连续墙等）如果设支撑，则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动，墙体腹部向基坑内凸出。

　　（3）墙体竖向变位

　　（4）基坑底部的隆起

　　过大的坑底隆起可能是两种原因造成的：

　　1）基坑底承压水水头压力；

　　2）围护结构插入坑底深度不足。

　　直接监测坑底土体隆起较为困难，一般通过监测立桩变形来反映。

　　隆起分正常隆起和非正常隆起。

　　（5）地表沉降

　　围护结构的水平变形及坑底土体隆起造成地表沉降，引起基坑周边建（构）筑物变形。根据工程实践经验，基坑围护呈悬臂状时，较大的地表沉降将出现在墙体旁；施加支撑后，地表沉降的值会渐渐远离围护结构，位于距离围护墙一定距离的位置上。

　　（二）基坑变形控制

　　1）增加围护结构和支撑的刚度；

　　2）增加围护结构的入土深度；

　　3）加固基坑内被动区土体——加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式；

　　4）减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间；

　　5）调整围护结构深度和降水井布置。

　　（三）坑底稳定控制

　　（1）保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施。

　　（2）施作底板结构。

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混凝土内支撑体系因其对周边环境要求低、施工方便已越来越多应用在深基坑支护工程中，在地下室结构施工中，必须逐步拆除内支撑，为了保证基坑安全，必须通过换撑，对水平力进行转换后，方可进行支撑拆除。由于地下室坡道板为斜面，而地下室外侧每道换撑均与楼板中心对齐，支撑水平力传递到楼板上时，在坡道处不能有效的将水平力继续传递，特别是坡道侧壁与地下室外墙重合的情况下，如不采取措施，地下室外墙相当于悬臂结构，在上部水平力作用下，很可能出现裂缝导致外墙渗漏水。

技术实现要素：

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种基坑支护拆撑过程中汽车坡道换撑方法，

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种基坑支护拆撑过程中汽车坡道换撑方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：对地下室外墙和坡道侧壁进行钢筋绑扎；

步骤二：在地下室外墙和基坑支护墙体之间设置换撑结构钢筋施工；

步骤三：在地下室外墙和坡道侧壁内侧分别埋设钢板预埋件，钢板预埋件间隔设置，与楼板中心线对齐，钢板预埋件上有九根锚筋穿孔塞焊；

步骤四：对地下室外墙、坡道侧壁、换撑结构及楼板进行支模并浇筑混凝土；

步骤五：模板拆除后，在每个钢板预埋件上左右两侧及下侧分别焊接钢板；

步骤六：在加工场准备钢管，钢管两侧上部分别焊接耳板，耳板上开孔；

步骤七：利用塔吊或吊车将钢管装到坡道中间，钢管两侧均卡在钢板预埋件上焊接的三块钢板中间；

步骤八：将三块钢板与钢管的接触面进行焊接。

所述的基坑支护拆撑过程中汽车坡道换撑方法，其特征在于：步骤一中所述的坡道侧壁为墙。

所述的基坑支护拆撑过程中汽车坡道换撑方法，其特征在于：步骤二中所述的换撑结构为换撑梁或换撑板，在基坑支护墙体上进行植筋。

所述的基坑支护拆撑过程中汽车坡道换撑方法，其特征在于：步骤三中所述的钢板预埋件每隔2000-2500mm设置一道。

常见的基坑支护型式主要有： ⒈排桩支护，桩撑、桩锚、排桩悬臂； ⒉地下连续墙支护，地连墙+支撑； ⒊水泥土挡墙； ⒊钢板桩：型钢桩横挡板支护，钢板桩支护； ⒌土钉墙（喷锚支护）； ⒍　逆作拱墙； ⒎　原状土放坡； ⒏基坑内支撑。 ⒐逆作拱墙 ⒑桩、墙加支撑系统 ⒒简单水平支撑 ⒓钢筋混凝土排桩 ⒔上述两种或者两种以上方式的合理组合等

1、基坑开挖应按照先撑后挖、限时支撑、分层开挖、严禁超挖的方法确定开挖顺序，应减小基坑无支撑暴露时间和空间。混凝土支撑应在达到设计要求的强度后进行下层土方开挖；钢支撑应在质量验收并施加预应力后进行下层土方开挖。

2、挖土机械和运输车辆不得直接在支撑上行走或作业；支撑系统设计未考虑施工机械作业荷载时，严禁在底部已经挖空的支撑上行走或作业。

3、土方开挖过程中应对临时边坡范围内的立柱与降水井管采取保护措施，应均勾挖去其周围土体。

4、面积较大或周边环境保护要求较高的基坑，应采用分块开挖的方法。分块大小和开挖顺序应根据基坑工程环境保护等级、支撑形式、场地条件等因素确定,应结合分块开挖方法和顺序及时形成支撑或水平结构。

5、岛式土方开挖应符合下列要求:

（1）边部土方的开挖范围应根据支撑布置形式、围护墙变形控制等因素确定；边部土方应采用分段开挖的方法，应减小围护墙无支撑或无垫层暴露时间。

（2）中部岛状土体的高度不宜大于6m。高度大于4m时，应采用二级放坡形式，坡间放坡平台宽度不应小于4m，每级边坡坡度不宜大于1：15,总边坡坡度不应大于 1:20。高度不大于4m 时，可采取单级放坡形式，坡度不宜大于1:15。

（3）中部岛状土体的各级边坡和总边坡应按照规范的要求验算边坡稳定性。

（4）中部岛状土体的开挖应均衡对称进行；高度大于 4m 时应采用分层开挖的方法。

6、盆式土方开挖应符合下列要求:

（1）中部土方的开挖的范围应根据支撑形式、围护墙变形控制，坑边土体加固等因素确定；中部有支撑时应先完成中部支撑，再开挖盆边土方。

（2）盆边土体的高度不宜大于6m，盆边上口宽度不宜小于8m；盆边土体的高度大于4m时，应采用二级散坡形式，坡间放坡平台宽度不应小于3m，每级边坡坡度不宜大于1:15，总边坡城度不应大于 1:20；高度不大于4m时，可采取单级放坡形式，坡度不宜大于1:15；对于环境保护等级为一级的基坑工程，盆边上口宽度不宜小于 10m，二级放坡的坡间放坡平台宽度不应小子5m，采用单级放坡形式的坡度不宜大于 1:20。

（3）盆边土体的各级边坡和总边坡应按照规范的要求验算边坡稳定性。

（4）盆边土方应分块对称开挖，分块大小应根据支撑平面布置确定，应限时完成支撑。

（5）盆式开挖的边坡必要时可采取降水、护坡、土体加固等措施。

7、狭长形基坑的开挖应符合下列要求:

（1）采用钢支撑的狭长形基坑可采用纵向斜面分层分段开挖的方法，斜面应设置多级边坡;分段长度宜为 3m～8m，分层厚度宜为 3m～4m。

（2）纵向斜面边坡总坡度不应大于 1:30,各级边坡坡度不应大于1：15,各级边坡平台宽度不应小于 30m；多级边坡超过二级应设置加宽平台，加宽平台宽度不应小于 90m，加宽平台之间的土方边坡不应超过二级;纵向斜面边坡长时间暴露时宜采取护坡措施；各级边坡、各阶段形成的多级边坡和纵向总边坡的稳定性的验算应符合规范的要求。

（3）每层每段开挖和支撑形成的时间应符合设计要求。

（4）纵向斜面分层分段开挖至坑底时，应按照设计要求和基础底板施工缝设置要求限时进行垫层和基础底板的浇筑，基础底板分段浇筑的长度不宜大于 25m，基础底板施工完毕后方可进行相邻纵向边坡的开挖。

（5）狭长形基坑可采用一端向另一端开挖的方法，也可采用从中间向两端开挖的方法。

（6）第一道支撑采用钢筋混凝土支撑时，钢筋混凝土支撑底以上的土方可采用不分段连续开挖的方法，其余土方可采用纵向斜面分层分段开挖的方法。

8、采用逆作法、盖挖法进行暗挖施工时，应符合下列要求:

（1）基坑土方开挖和结构工程施工的方法和顺序应满足设计工况要求；

（2）基坑土方分层、分段，分块开挖后应按照施工方案的要求限时完成水平结构施工;

（3）狭长形基坑暗挖时，宜采用分层分段开挖方法，分段长度不宜大于 25m；

（4）面积较大的基坑应采用盆式开挖方式，盆式开挖的取土口位置与基坑边的距离不宜小于8m；

（5）基坑暗挖作业应根据结构预留洞口的位置、间距、大小增设强制通风设施；

（6）基坑暗挖作业应设置足够的照明设施，照明设施应根据挖土过程及时配置。