特种结构论文

.特种结构结课论文浅谈深基坑工程的支护结构学院：土木工程学院专业班级：08级土木工程（12）班姓名：李玲学号：08301238日期：2011年5月14日题目：浅谈深基坑工程的支护结构摘要：支护结构的设计和施工，影响因素众多，如土层种类及其物理力学性能、地下水情况、周围形境、施工条件和施工方法、气候等因素都对支护结构产生影响；再加上荷载取值的精确性和计算理论方面存在的问题，要想使支护结构的设计完全符合客观实际，目前还存在一定的困难。关键字：支护结构，设计，深基坑，支撑引言：深基坑支护结构是随着城市高层建筑的大量修建而发展起来的一种新型特种结构，目前在工程中应用较广。随着我国经济的快速发展，基本建设已成为国民经济的一大支柱。目前在一些大中城市，由于人口的密度越来越大，人们对住房的要求也越来越高，这就迫使沃恩必须修建大量的高蹭和超高层建筑，以满足人们的需要。由于高层和超高层建筑在技术和功能上的需要，一般均要设地下室，因而就存在深基坑的开挖和支护问题。正文： 我国地域广阔，地址状况千差万别，因而对于深基坑的支护结构有不同的类型和使用条件。支护结构的设计和施工，影响因素众多，如土层种类及其物理力学性能、地下水情况、周围形境、施工条件和施工方法、气候等因素都对支护结构产生影响；再加上荷载取值的精确性和计算理论方面存在的问题，要想使支护结构的设计完全符合客观实际，目前还存在一定的困难。 深基坑的支护结构设计的第一步即支护结构选型，根据基坑的安全等级、开挖深度、周围环境情况、土层及地下水位，根据工程经验或专家系统并经过经济比较，正确地选择支护结构形式。支护结构按其工作机理和挡墙形式，下面简单介绍各种形式支护结构的特点及其适用范围，供支护结构选型时参考。 支护结构中常用的挡墙结构有下列一些类型： (1)钢板桩 钢板桩常用的有简易的槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩。槽钢钢板桩 槽钢钢板桩是一种简易的钢板桩挡墙，由槽钢并排或正反扣搭接组成。由于其抗弯能力较弱，多用于深度不超4m的基坑，顶部近地面处设一道支撑或拉锚。 热轧锁口钢板桩热轧锁口钢板桩一次性投资较大，多以租赁方式租用，用后拔出归还。在软土地基地区钢板桩打设方便，有一定挡水能力，施工迅速，且打设后可立即开挖，当基坑深度不太大、且周围环境要求不太严格时往往是考虑的方案之一。(2)钢筋混凝土板桩 这是一种传统的支护结构，截面带企口有一定挡水作用，顶部设圈梁，用后不再拔除，永久保留在地基土中，过去多用于钢板桩难以拔除的地段。有的施工单位将其用于高层建筑深基坑支护。其做法是先放坡开挖上层土(如地下水位高则用轻型井点降水)，然后打设钢筋混凝土板桩，由于挡土高度减小，在开挖下层土时可用单锚板桩代替复杂的多支撑板桩，简化支撑或拉锚。如钢筋混凝土板桩沿基础边线精确地打设，还可兼作基础混凝土浇筑时的模板，简化了基础工程施工。但总的说来，此支护结构应用较少。 (3)钻孔灌注桩排桩挡墙 常用做成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，设内支撑体系。我国各地都有应用，是支护结构中应用较多的一种。灌注桩挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，在土质较好的地区已有78m悬臂者，在软土地区坑深不超过14m皆可用之，经济效益较好。但其永久保留在地基土中，可能为日后的地下工程施工造成障碍。由于目前施工时它难以做到相切，桩之间留有100150mm的间隙，挡水效果差，有时将它与深层搅拌水泥土桩挡墙组合应用，前者抗弯，后者做成防水帷幕起挡水作用。或用树根桩或注浆止水。 (4)H型钢支柱、木挡板支护挡墙 这种支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区，国外应用较多，国内亦有应用。H型钢支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其他挡土设施，用后可拔出回收重复使用，较为经济，但一次性投资较大。 (5)地下连续墙 地下连续墙已成为深基坑的主要支护结构挡墙之一，当地下连续墙与“逆筑法”结合应用，可省去挖土后地下连续墙的内部支撑，还能使上部结构及早投入施工或使道路等。(6)深层搅拌水泥土桩挡墙 深层搅拌水泥土桩挡墙在软土地区近年来应用较多，过去多用于地基加固工程。它是用特制进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基上进行原位强制拌合而制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。及早恢复使用，对深度大、地下结构层数多的深基础的施工十分有利。深层搅拌水泥土桩挡墙，属重力式挡墙，深度大时可在水泥土中插入加筋杆件，形成加筋水泥土挡墙，必要时还可辅以内支撑等。 (7)旋喷桩挡墙 它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙，可用作文护结构挡墙。在较狭窄地区亦可施工。它与深层搅拌水泥土桩一样，亦为重力式挡墙，只是形成水泥土桩的工艺不同而已。在施工旋喷桩时，要控制好上提速度、喷射压力和喷射量，否则质量难以保证。(8)土钉墙 土钉墙是一种利用土钉加固后的原位土体来维护基坑边坡土体稳定的支护方法。它由土钉、钢丝网喷射混凝土面板和加固后的原位土体三部分组成。该种支护结构简单、经济、施工方便，是一种较有前途的基坑边坡支护技术，适用于地下水位以上或经降水后的粘性土或密实性较好的砂土地层，基坑深度一般不大于15m。支护结构挡墙的选型，涉及技术因素和经济因素，要从满足施工要求、减少对周围的不利影响、施工方便、工期短、经济效益好等几方面，经过慎重的技术经济比较后加以确定。而且支护结构挡墙选型要与支撑选型、地下水位降低、挖土方案等配套研究确定。当基坑深度较大，悬臂的挡墙在强度和变形方面不能满足要求时，即需增设支撑系统。支撑系统分两类：基坑内支撑和基坑外拉锚。基坑外拉锚又分为顶部拉锚与土层锚杆拉锚，前者用于不太深的基坑，多为钢板桩，在基坑顶部将钢板桩挡墙用钢筋或钢丝绳等拉结锚固在一定距离之外的锚桩上。土层锚杆锚固多用于较深的基坑。目前支护结构的肉支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类。钢结构支撑多用圆钢管和H型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预顶力。 (1)钢结构支撑钢结构支撑拼装和拆除方便、迅速，为工具式支撑，可多次重复使用，且可根据控制变形的需要施加预顶力，有一定的优点。但与钢筋混凝土结构支撑相比，它的变形相对较大，且由于圆钢管和型钢的承载能力不如钢筋混凝土结构支撑的承裁能力大，因而支撑水平向的间距不能很大；相对说来，对于机械挖土不太方便。在大城市建筑物密集地区开挖深基坑，支护结构多以变形控制，在减少变形方面钢结构支撑不如钢筋混凝土结构支撑，但如果分阶段根据变形多次施加预顶力亦能控制变形量，钢结构支撑仍为发展方向。钢管支撑的形式，多为对撑或角撑。当为对撑时，为增大间距在端部可加设琵琶撑，以减小腰梁的内力。当为角撑时，如间距较大、长度较长，亦可增设腹杆形成桁架式支撑，对撑纵横钢管交叉处，可以上下叠交；亦可增设特制的十字接头，纵横钢管都与十字接头连接，使纵横钢管处于同一平面内。后者可使钢管支撑形成一平面框架，刚度大，受力性能好。H型钢支撑用螺栓连接，为工具式钢支撑，现场组装方便，构件标准化，对不同的基坑能按照设计要求进行组合和连接，可重复使用，有推广价值。(2)钢筋混凝土支撑 钢筋混凝土支撑是近年来在上海等地区深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用于土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定。它刚度大，变形小，能有效地控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑和周围环境要求较高的地区。但在施工中要尽快形成文撑，减少土壤蠕变变形，减少时间效应。在基坑工程中，支撑结构是承受挡墙所传递的土压力、水压力的结构体系。支撑结构体系包括腰(冠)梁、支撑、立柱及其他附属构件。支撑结构的构造要求：(1)钢支撑和钢腰梁的构造要求 支撑结构的腰梁(围檩)直接与挡墙相连，挡路上的力通过腰梁传递给支撑绪构；因此，腰梁的刚度对整个支撑结构的刚度影响很大小。支撑杆件是支撑结构中的主要受压构件，支撑杆件相对于受荷面来说有垂直于荷载面和倾斜于荷载面两种形式，由于受自重和施立荷载的作用，支撑杆件是一种压弯构件，在各受压支撑杆件中增设三向约束节点构造或将支撑杆件设计成支撑桁架，将加强支撑杆件的刚度和稳定性。(2)现浇混凝土支撑和腰梁的构造要求。钢筋混凝土支撑构件的混凝土强度等级不应低于C20。钢筋混凝土支撑体系在同一平面内应整体浇筑，基坑平面转角处的腰梁连接点应按刚节点设计。支撑构件的长细比应不大于75，截面高度不应小于其竖向平面计算跨度的120。腰梁的截面高度(水平向截面尺寸)不应小于其水平向计算跨度的1/8；截面宽度不应小于支撑的截面高度。支撑和腰梁的纵向钢筋直径不宜小于16mm，沿截面四周纵向钢筋的最大间距应小于200mm。箍筋直径不应小于8mm,间距不大于250mm。支撑的纵向钢筋在腰梁内的锚固长度不宜小于30倍钢筋直径。混凝土腰梁与挡墙之间不留水平间隙。在竖向平面内腰梁可采用吊筋与墙体连接，吊筋的间距一般不大于15m，直径应根据腰梁及水平支撑的自重由计算确定。(3)立柱的构造要求立柱是支承支撑的构件，立柱多采用格构式钢柱、钢管或H型钢。钢立柱下面(基坑开挖面以下)要有立柱桩支承，立柱桩宜采用宜径不小于650mm的钻孔灌注桩，其上部钢立柱在桩内的埋入长度应不小于钢立柱长边的4倍，并与桩内钢筋笼焊接。立柱桩下端应支承在较好的土层上，开挖面以下的埋入长度应满足支撑结构对立柱承载力和变形的要求，一般宜大于基坑开挖深度的2倍，并且穿过淤泥或淤泥质土层。立柱桩可以借用工程桩，也可以单独设计立柱桩。因此，当对深基坑支护形式的合理选择时，一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可采用土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护形式，以控制水平位移，如拍装或地下连续墙等。同样，对于制成的形式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑形式较好；当地质条件特别差时