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1、深基坑支护新技术,1.1 基坑支护技术概述1.2 复合土钉墙支护技术1.3 型钢水泥土复合搅拌桩支护技术1.4 组合内支撑支护技术1.5 地下连续墙支护技术1.6 逆作法1.7 环梁支护技术1.8 冻结排桩法1.9 基坑支护常见问题分析,1 深基坑支护新技术,1 深基坑支护新技术,1.1 基坑支护技术概述,1.1.1 深基坑工程1.1.2 建筑基坑工程的发展1.1.3 支护结构类型及适用范围,1.1.1 深基坑工程,环境较复杂,深基坑是指开挖深度超过5m的基坑、或深度未达到5m但地质情况和周围环境较复杂的基坑。 -建设部建筑工程预防坍塌事故若干规定,1）与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以
2、内的基坑；2）基坑影响范围内（不小于2倍的基坑开挖深度）有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。-山东省工程建设标准建筑基坑工程监测技术规范,1.1.1 深基坑工程,深基坑工程：深基坑支护土方开挖基坑降水基坑工程监测,1.1.2 建筑基坑工程的发展,（1）两个发展阶段 上一世纪八十年代末到九十年代末探索 大量地下工程的涌现，开始进行科学研究、工程实践，进行探索。 上一世纪九十年代末到2010年前后发展 在前十年的基础上，从理论上不断发展，施工技术进行开发，开始以信息化指导施工。,两个阶段发展的两个重要标志 第一阶段发展的标志： 在2000年前后颁布了一批国家行业规范和地方规范。
3、第二阶段发展的标志： 2009年颁布了国家标准基坑工程监测技术规范，并在这期间，修订了有关的基坑工程规范。,（2）基坑工程发展的几个重要方面 设计理念的演变,a.以考虑地下工程施工，为施工创造条件为主。b.设计中考虑承载能力极限状态，而较少关注周边环境保护。c.由于缺乏设计规范指导,工程设计与施工或以经验为主，或以理论为主。,当前,a.首先考虑环境保护b.设计不仅满足承载能力极限状态，还要满足正常使用极限状态，即满足环境保护要求,早期,c.设计和施工注重理论与经验相结合,基坑支护结构设计方法的发展,经典的土力学设计方法（静力平衡的解析法） 考虑施工工况的设计方法（不同工况的分析） 优化的解析法
4、（仍只能求解力，无法计算变形） 弹性基床系数法（解决了力和变形的计算问题） 平面有限元法（解决了土和结构的共同工作） 空间有限元法（解决了结构的空间作用） 考虑土的弹塑性的分析（更准确地反映土体的变形） 基坑工程监测和反分析（实现信息化设计和施工） 基坑工程的风险分析和设计（实现预测和预控）,时空效应,时间效应： 基坑支护结构的变形和周边地层的变形随时间推移而发展。空间效应： 基坑支护结构的变形和周边地层的变形因开挖的空间尺度、开挖后的坑底暴露面积而不同。,“时空效应”的应用 a.经过理论分析和大量工程实践，提出“分层、分块、对称、平衡、限时”土方开挖原则。,b.改变了很多常规的结构设计和施工
5、理念，如：混凝土结构的分段施工（施工缝的设置）、钢筋连接接头的错位要求等。,常规的结构设计和施工理念的改变,常规的结构设计和施工理念的改变,基坑工程施工技术的发展,a.水泥土的应用（SMW工法的运用）b.地下连续墙技术在超深基坑中的应用c.基坑钢支撑施工中采用预应力技术，并开始应用跟踪实时调节预应力技术,将可实现围护墙变形的干预性控制d.软土旋喷锚杆和可回收锚杆的应用e.地下工程的逆作法施工，实现地下结构与上部结构双向同步施工,1.1.3 基坑支护技术概述,基坑支护是保证地下结构施工基坑周边环境的安全，对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施。,特点： A临时性 B技术综合性强 C难度大 D容易出
6、事 E环节多 F相互影响 G造价高 H周期长,此外还有许多不确定性：A外力的不确定性B变形不确定C土性不确定D偶然的不确定因素,支护结构主要由围护墙和支撑结构组成。,（1）锚拉支护：锚拉梁、桩（2）土层锚杆（3）钢管、型钢支撑（水平撑）（4）钢筋混凝土支撑（5）环梁支护体系（6）逆作法施工,支撑结构分类：,1.1.3 基坑支护技术概述,（2）水泥土挡墙：深层水泥土搅拌桩墙、高压旋喷桩墙（3）边坡稳定式挡墙：土钉墙、锚喷支护（4）组合式：灌注桩与搅拌桩结合、复合土钉墙、SMW工法（5）逆作拱挡墙,围护墙分类：,板桩式挡墙：钢板桩、H型钢加横挡板 柱列式挡墙：钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制混凝土桩
7、板墙式挡墙：地下连续墙,（1）排桩与板墙式挡墙：,桩墙结构是在基坑开挖前沿基坑边缘施工成排的桩或地连墙,并使其底端嵌入到基坑底面以下。,常见的形式,（1）排桩与板墙式挡墙,锚头,排桩-锚杆支护,（1）排桩与板墙式挡墙,排桩内支撑结构,地下连续墙内支撑结构,排桩或地下连续墙适用条件:1. 适于基坑侧壁安全等级一、二、三级;2. 悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;3. 当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。,水泥土墙（重力式结构）是在基坑侧壁形成一个具有相当厚度和重量的刚性实体结构，以其重量抵抗基坑侧壁的土压力，以满足该结构的抗滑移和抗倾覆要求。,重力式结构示意图,（
8、2） 水泥土墙,（2） 水泥土墙,水泥土墙支护,上海新世纪商厦8m深基坑采用水泥土墙支护,桩长19m坝宽8.7m，插10m毛竹,水泥土墙适用条件1. 基坑侧壁安全等级宜为二、三级2. 水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3. 基坑深度不宜大于6m,1) 土钉墙 土钉墙是一种具有自稳能力的原位挡土墙。主要由土钉、粘附于土体表面的混凝土面层及土钉之间的原位土体组成。,土钉墙结构示意图,未施工完毕的土钉墙,（3）边坡稳定式挡墙,土钉孔注浆,击入法施工粉质粘土、软土,土钉,土钉墙适用条件1. 基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2. 基坑深度不宜大于12m3. 当地下水位高于基坑底面
9、时，应采取降水或截水措施,2）锚喷支护,（3）边坡稳定式挡墙,土层锚杆,适用范围无流砂及淤泥土层；基坑周围地下空间允许锚杆占用；基坑开挖深度一般不超过18m；对硬塑土层可适当放宽，对风化岩层可不受此限。,（4） 组合式挡墙,SMW工法的工作机理 通过特殊的多轴深层搅拌机将土体切散，同时从其钻头前端将水泥浆注入土体，通过搅拌头将水泥浆与原位土反复混合搅拌，采取重迭搭接，在水泥土混合体未结硬前，按设计间距插入H型钢或钢板桩作为应力加强材料，直至水泥土结硬后形成型钢水泥土复合挡土墙，当围护结构的挡土功能完成以后，回收型钢重复使用。,1）SMW工法, SMW工法适用范围,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合
10、都可使用劲性水泥土搅拌桩法，尤其适合于粘土和粉细砂为主的松软地层。基坑深度国内为 610m。,施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、道路裂损及地下设施移位等危害。 止水好，强度可靠，适合于各种土层 所需工期较其他工法短。在一般地质条件下，为地下连续墙的三分之一。, 特点,2）灌注桩与水泥土桩结合,钻孔灌注桩,水泥土搅拌桩,冠梁,适用范围： 软弱地层， 挖深12m,（4） 组合式挡墙,3）复合土钉墙,适用范围：各种土质， 坑深1218m。,土钉,喷射砼面层,水泥土墙,（4） 组合式挡墙,逆作拱墙是将基坑开挖成圆形、椭圆形等弧形平面,并沿基坑侧壁分层逆做钢筋混凝土拱墙,利用拱的作用将垂直于墙体的土压力转化为拱墙内的切向力,以充分利用墙体混凝土的抗压强度。,（5）逆作拱墙,拱墙结构,基坑侧壁安全等级宜为二、三级，淤泥和淤泥质土场地不宜采用;拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8;基坑深度不宜大于12m;地下水位高于基坑底面时，应采取降水或止水措施。,适用范围:,1.1.4 深基坑工程发展展望, 工程规模将向大面积、超深度方向发展； 设计将加强空间分析，并使空间有限元分析方法实用化； 进一步实现设计施工信息化，实现实时的监测和反分析； 施工技术的不断创新，在节能减排、环境保护得到提升； 施工技术和施工机械设备形成产业； 各学科进一步结合，形成系统工程。,
