支挡式结构

按照被支护土体的作用机理 基坑支护可分为两大类 支护型和加固型 1 钢板桩支护钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成 把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙 被广泛应用于挡土和挡水 目前钢板桩常用的截面形式有 形 形和直腹板型 4 1结构分析 2 深层搅拌桩支护深层搅拌桩 水泥土墙 是利用水泥 或石灰 等材料作为固化剂 在基坑土方开挖前 通过深层搅拌机械 将软土和固化剂强制搅拌 利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应 使软土硬结成具有整体性 水稳定性和一定强度的桩体 块体或墙体 这种支护结构多采用格栅形式 即重力坝式挡土墙 3 排桩支护排桩支护是指以柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔 钻 冲 孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式 柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度 但各桩之间必须通过在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连接 4 地下连续墙地下连续墙是于基坑开挖之前 用专门挖槽设备 沿开挖工程周边已铺筑的导墙 在泥浆护壁情况下开挖基槽 然后下钢筋笼浇筑混凝土筑成一道连续的地下墙体 5 土钉墙土钉墙由被加固土体 锚固于土体中的土钉群和喷射混凝土面板组成 形成类似一个以土挡土的重力式的挡土墙 土钉与土体构成复合体 以此来抵挡土墙后传来的土压力或其他附加荷载 从而保护开挖面的稳定 而土钉间的变形则通过钢筋网喷射混凝土面层加以约束 6 锚杆支护锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术 作为其技术主体的锚杆 一端锚入稳定的土 岩 体中 另一端与各种形式的支护结构连接 并施加预应力 通过杆体的受拉作用 调动深部地层的潜能 达到维护基坑稳定的目的 7 组合式挡土墙单一类型挡土墙往往有其不足 有时不能满足特定功能要求 如水泥土墙防水性好 造价低 但强度较低 若在水泥土桩中加入 型钢 则能弥补其强度不足的缺点 且若能用后回收 型钢 其经济效益也很显著 4 2稳定性验算基坑支挡结构物主要有重力式和板式两种 重力式支挡结构包括重力式水泥土墙 也包括与其他支挡结构物结合使用的小型重力式挡土墙 板式支挡结构有地下连续墙 排桩和型钢水泥土墙等 1 重力式挡土墙的抗滑移稳定分析重力式挡土结构主要靠自身的重力产生的摩阻力保持其抗滑移稳定 但水泥土墙由于有较大的埋深 其墙前的被动土压力一般不能忽略 几乎所有规范都用朗肯土压力理论计算其主动和被动土压力 因而土压力都被假定为水平方向的 2 抗倾覆稳定分析 1 水泥土墙的底宽犅常常是由其抗倾覆稳定决定的 2 桩 墙式支挡结构物的抗倾覆稳定 这类支挡结构物包括排桩 地下连续墙和型钢水泥土墙 对于地下连续墙和型钢水泥土墙可取单位宽度的荷载与抗力进行抗倾覆稳定分析 而对于排桩的结构内力计算可取单桩承担的宽度进行计算 一般桩 墙式支挡结构物的嵌固深度是由抗倾覆稳定性决定的 所以也称为锚固稳定性 1 绕墙底转动的抗倾覆稳定 2 绕最下一道支撑 或锚杆 转动的抗倾覆稳定 4 3 1概述锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成的支挡建筑物 它是靠锚杆锚固在稳定地层内 能承受水平拉力来维持墙的平衡 因此地基承载力一般不受控制 从而能克服不良地基的困难 在高边坡的情况下 且可采用自上而下逐级开挖和施工的办法 可以避免边坡坍塌 有利于施工安全 4 3锚杆设计 4 3 2锚杆挡土墙计算要求根据土体类型 工程特性与使用要求 土层锚杆锚固体结构可设计为圆柱型 端部扩大头型或连续球体型三类 土层锚杆的布置应遵守以下规定 1 锚杆上下排间距不宜小于2 5 锚杆水平方向间距不宜小于2 0 2 锚杆锚固体上覆土层厚度不应小于4 0 锚杆锚固段长度不应小于4 0 锚杆需要验算的内容 4 4 1概述采用内支撑系统的深基坑工程 一般由围护体 内支撑以及竖向支承三部分组成 其中内支撑与竖向支承两部分合称为内支撑系统 内支撑系统具有无须占用基坑外侧地下空间资源 可提高整个围护体系的整体强度和刚度 以及支撑刚度大可有效控制基坑变形等诸多优点 在深基坑工程中已得到了广泛的应用 特别在软土地区环境保护要求高的深大基坑工程中更是成为优选的设计方案 4 4内支撑结构设计 4 4 2内支4 4内支撑结构设计4 4 1概述采用内支撑系统的深基坑工程 一般由围护体 内支撑以及竖向支承三部分组成 其中内支撑与竖向支承两部分合称为内支撑系统 内支撑系统具有无须占用基坑外侧地下空间资源 可提高整个围护体系的整体强度和刚度 以及支撑刚度大可有效控制基坑变形等诸多优点 在深基坑工程中已得到了广泛的应用 特别在软土地区环境保护要求高的深大基坑工程中更是成为优选的设计方案 撑系统的设计1 平面布置原则2 竖向布置原则基坑竖向需要布置的水平支撑的数量 主要根据工程场地水文 土层地质情况 周围环境保护要求 基坑围护墙的承载力和变形控制计算确定 同时应满足土方开挖的施工要求 3 设计计算要点支撑结构上的主要作用力是由围护墙传来的水 土压力和坑外地表荷载所产生的侧压力 本节讲述的支撑体系的设计计算更倾向于支撑构件的强度 稳定性以及节点构造等方面内容 主要有如下几个方面的内容 1 支撑承受的竖向荷载 一般只考虑结构自重荷载和支撑顶面的施工活荷载 2 腰梁与支撑采用钢筋混凝土时 构件节点宜采用整浇刚接 3 对于温度变化和加在钢支撑上的预压力对支撑结构的影响 由于目前对这类超静定结构所做的试验研究较少 难以提出确切的设计计算方法 4 构造要求 1 钢筋混凝土支撑构造要求主要包括以下几点 1 桩墙式支护结构的顶部应设置封闭钢筋混凝土顶冠梁 2 钢筋混凝土支撑混凝土的强度等级不宜低于C20 3 支撑构件的截面高度除满足构件的长细比之外 不应小于其竖向平面计算跨度的1 20 对钢筋混凝土支撑不应小于600mm 截面宽度宜大于截面高度 4 支撑与腰梁的纵向钢筋直径不宜小于20mm 沿截面四周纵向钢筋的最大间距不宜大于300mm 箍筋直径不宜小于8mm 间距不宜大于250mm 支撑的纵向钢筋在腰梁内的锚固长度不宜小于30倍的钢筋直径 5 钢筋混凝土冠梁及腰梁受力以承受弯矩和剪力为主 其腰筋和箍筋数量应根据实际受力计算进行加强 同时箍筋形状应适应水平向受剪要求 支撑杆件以承受压力为主 其箍筋形式应能充分发挥混凝土受力性能 6 支撑结构交点处均应设置腋角 以增强支撑平面内刚度及改善交点处应力集中状态 7 混凝土支撑体系应在同一平面内整浇 基坑平面转角处纵横向腰梁应按刚节点处理 8 混凝土腰梁与围护墙之间不留水平间隙 2 钢支撑构造要求 5 支撑节点支撑的设计除了应合理选择支撑材料 支撑形式之外 支撑的节点设计也是确保支撑受力可靠的关键 特别是钢支撑 其整体刚度直接取决于构件之间合理的连接构造 1 双向钢支撑连接节点 2 支撑与腰梁斜交处腰梁与围护墙的抗剪连接节点 4 4 3内支撑系统的施工与检测 4 5 1概述支护结构与主体结构相结合是指采用主体地下结构的一部分构件 如地下室外墙 水平梁板 中间支撑柱和桩 或全部构件作为基坑开挖阶段的支护结构 不设置或仅设置部分临时支护结构的一种设计和施工方法 逆作法可以分为全逆作法 半逆作法及部分逆作法 逆作法必然是采用支护结构与主体结构相结合 对施工地下结构而言 逆作法仅仅是一种自上而下的施工方法 相对而言 支护结构与主体结构相结合的范畴更广 即支护结构与主体结构相结合既有可能采用顺作法施工也有可能采用逆作法施工 4 5支护结构与主体结构的结合及逆作法 4 5 2支护结构与主体结构相结合的设计1 墙体相结合的设计通常采用地下连续墙作为主体地下室外墙与围护墙的结合 即两墙合一 2 水平构件相结合的设计水平结构构件与支护结构相结合 系利用地下结构的梁板等内部水平构件兼作基坑工程施工阶段水平支撑系统的方法 4 5 3逆作法逆作法施工技术的原理是将高层建筑地下结构自上往下逐层施工 即沿建筑物地下室四周施工连续墙或密排桩 作为