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浅谈软土基坑边坡支护的方法

2013-07-16张斌

中国高新技术企业·综合版 2013年5期

张斌

摘要:近些年,建筑行业蓬勃发展,很多建筑的高度不断增加,并且还增加了对地下基层的利用率。那么,在建设施工的过程中,就会涉及到软土基坑的边坡支护技术,当前比较常见的施工技术主要有放坡开挖、SMW、土钉墙、地下连续墙、人工冻结等方法。在施工设计时,应权衡利弊,综合考虑,选择最适合的

方案。

关键词:软土基;基坑边坡;坑支护;放坡开挖

中图分类号:TU753 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)14-0068-02

近些年来,建筑行业发展迅速,为了节省占地面积,提高土地的使用面积,很多建筑物的建设都是不断纵向发展。那么,一些软土面积相对较大的地区,就要对这个地区的高层建筑提供基坑边坡的措施,可以保证工程建设的顺利进行,并且这项措施会占用很大的工程投资成本。云南地区地型多样、湖泊众多,很多建筑的建设的地基都会是软土层,因此,这个地区的软土基坑边坡支护的方法更要进行探讨。

云南地区地处我国西南部,省区内湖泊众多,软土层较多。软土地区的基坑边坡支护方案一定要考虑到土质的特殊性,它的牢固性与稳定性会对建筑物的整体产生很大的影响。近些年,传统的支护方法日益成熟,并且又出现了很多新的工艺与方法,成功地解决了很多地质情况复杂的基坑边坡支护问题。本文将对几种支护方法进行分析,探讨每一种方法的施工原理,并分析其适用性。

1 放坡开挖基坑边坡支护方法

1.1 施工原理

施工过程主要分为四步,分别为降水,即软土地区的地下水位较高时,首先要将地下水位降下来,至少要降到基坑底部1m以下的位置;开挖表层,即在基坑的所在地,开始进行表层的挖掘工作;对称放坡开挖,即形成坡体后,继续进行土方的挖取,直至挖至基地;底板施工,是指对基坑的底部进行平整性施工。

放坡开挖这种施工方法是最传统的施工方法,在采用这种施工方法施工时,要注意不要为了施工方便,而将开挖所得的土堆放在基坑两侧的坡顶上,在施工的过程中,如果开挖的深度接近于安全坡度,管理人员应不断地进行巡查,避免安全事故的发生,基坑的纵向坡度最好不要大于安全坡度,在开挖完成后,还要注意在坑内设置利于排水的沟渠。

1.2 适合范围

这种支护方法主要适用于场地的平坦度较高,大范围都是开阔平整的区域,建筑工程本身也是对稳定性没有过高的要求,并且对建筑物的位移也没有严格的要求。

1.3 优缺点

这种支护方法对施工的要求低,因此只适合于地质稳定性相对较好的,易于实现,并且造价低。但是这种方法的缺点则是开挖与回填的土方数量特别的大,工程量大,费时费力。

2 SMW基坑边坡支护方法

2.1 施工原理

SMW基坑边坡支护方法即劲性水泥土防护墙法。通过在水泥桩中搅入受拉力材料,受拉力材料多为H型钢,将型钢与水泥桩混合为一体,不但提高了型钢的钢度,同时控制了它的位移。采取这种型钢与水泥混合的情况来对基坑进行支护,与单一的型钢相比,挠度要小些,抗弯刚度则提高了20%。

采用这种方法一定要注意型钢的变形度与搅拌桩要协调,如果二者出现分离,则会对支护的刚度产生影响,造成桩体开裂,容易产生大量的漏水现象,会对工程产生较大的影响。

2.2 适合范围

这种支护方法技术成熟,适用范围很广,对于很多土质都比较适合。

2.3 优缺点

与其他支护方法相比,它对周围地层的影响是最小的,施工时不会产生太大的噪音,振动小,易于实现,使用的工期较短,并且不会产生太多的开挖土方,因此,泥土污染较少。但是这种支护方法支护的刚度相对较小,并且当基坑开挖后,很容易发生变形。

3 土钉墙基坑边坡支护方法

3.1 施工原理

土钉墙法的普遍应用主要是由于现代生活空间增大的需求,很多建筑物的地下层都会被利用起来。土体具有一定的结构强度与整体性,它可以使基坑保持自然的稳定性。它的施工原理是在墙体内按着一定的密度,安插进去一些长度固定的钉子,与墙体结合成一个整体,土与钉相互作用,对外力产生共同的抵抗作用,对原土的刚度与强度都有影响,还改变了原有土坡的形态,使整个土体表现出较强的稳定性。这个方法充分利用了土钉性能,土钉在这个结构中主要发挥三个方面的作用:第一,形成了墙体骨架。这些土钉要具有一定的长度,错落有致地置于墙体中,形成了它的骨架。第二,承载与加固的作用,可以使整个墙体更稳固,承载更大的外力作用。第三,应力的扩散作用。由于土钉与墙体结合在一起,当受到外力时,外力就会被土钉有效地扩散与分解掉。

3.2 适用范围

这种支护方法主要适用于条件较好的地质层,例如地下水位以上或是人工降雨以后可以形成的粘性土、粉土、松土,还适用于非松散性的砂土、卵石土等。

3.3 优缺点

这种支护方法的优点主要体现在三个方面:第一,对于其他施工不会产生影响。它的施工可以与其他施工同时进行,不用单独地占用工期。第二,施工简单,使用的设备较少,易于实现。第三,增加边坡的稳定性,可以起到主动的固定作用,使基坑开挖进行过程中直面可以保持一个稳定的状态。它的缺点主要是无法控制位移,如果工程对位移的控制要求较高,这种方法是不适合的。

4 地下连续墙基坑边坡支护方法

4.1 施工原理

这种施工技术在软土基坑支护方面是十分适用的。这种技术最早起源于西方,在20世纪50~60年代最广泛地推广开来。地下连续墙是指在地下建立以钢构与混凝土相混合的墙体。这种技术在地铁的修建中发挥着重要的作用。由于它形成的是一个连续的墙体,因此,具有很好的整体性,对于外力的抵抗作用也是十分有效,易在大型地下工程中使用。这种施工方法与其他支护施工方法的施工原则相同,即在施工过程中,其支护结构一定要保证施工安全,基坑底部要始终保持无水状态,将支护结构的变形控制到一定的范围内。这个支护体系主要由两部分组成:一部分为地下连续墙体,另一部分则是内撑系体系结构。

4.2 适用范围

这种支护方法主要适用于地质条件差、地层组成结构复杂、基坑的深度较大、周围的环境同样要求要有较深的基坑。

4.3 优缺点

这处支护方法的优点主要有三个方面:第一,支护性好,也应该是刚度较大、整体稳定性较好。第二,可以用于超深围护结构和作为主体结构。第三,它对周围环境的影响较小,也是深度最大的支护形式。它的缺点主要是会产生泥浆污染、造价高、施工工艺要求高,再者就是开挖后的槽壁容易出现塌方。

5 人工冻结基坑边坡支护方法

5.1 施工原理

这种施工方法在沿海地区应用广泛,它的施工原理是将支护地区的土壤冻结,在施工的过程中始终保持一个冻体状态,不发生土层的滑坡,保证施工的安全。使土壤冻结主要是通过向支护部分的土壤内注入冻结管。这种施工方法完成的支护体其强度是普遍墙体的10倍以下,由土壤颗粒组成的冻结体还具有良好的止水防渗功能。

5.2 适用范围

这种方法一般适用于土层含水量较高的地质条件中,如含水里较高的地质软土或是砂性土等。

5.3 优缺点

这种支护方法稳定性好、造价低、施工工艺低、易于实现,并且具有较强的适应性。它的缺点则是容易因为冻胀产生变形,并且温度升高而引起的融沉问题不容易

解决。

上述介绍的五种基坑防护技术都是在建筑工程中被广泛应用的,这些技术伴随着建筑技术的发展也变得成熟可靠,每一种技术都有各自的适用范围与优缺点,并且每一种技术的造价是不同的。工程造价是继工程施工环境需要而要考虑到的第二个重要问题。因此,在进行施工设计时,考虑到施工条件的允许后,还要考虑工程造价。

参考文献

[1] 张勇.软土地区不同深基坑支护结构形式的分析比较[J].科技致富向导,2013,(3).

[2] 王德雷.浅谈房屋建筑基坑支护工程施工管理方法

[J].建筑知识(学术刊),2013,(1).

[3] 马雯玲.清江特大桥陆地承台基坑支护方案比选[J].赤子,2013,(1).

[4] 田培先.复杂场地内深基坑支护设计[J].山西建筑,2013,(6).

(责任编辑:秦逊玉)