第36卷第16期 Vol. 36No. 16山西建筑
2010年6月J un. 2010SHANXI ARCHITECTURE 文章编号:100926825(2010) 1620089202
・89・
常见基坑支护类型
谢柱新
摘 要:通过论述钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙和SMW 工法几种常见的基坑支护类型, 分析了各自的优缺点, 引导并探索基坑支护的发展前景, 从而确保建筑物基础工程施工质量。关键词:基坑支护, 钢板桩, 钻孔灌注桩, 地下连续墙,SMW 工法中图分类号:TU463文献标识码:A
随着我国建筑市场的高速发展和城市化进程的进一步深化,
建筑物的海拔在日创新高的同时, 也不断向地下延伸, 入20世纪80年代以后, 防的需要、基坑支护工程, m , m ～m , 并且日渐加深, 在确保作业安全、提高施工科学性、先进性, 具有时代意义的基坑支护类型不断发展成熟, 呈现多元化、多方位蓬勃发展。
由于基坑开挖对本来应力平衡的土体进行了扰动, 基坑支护结构的作用主要是承受基坑开挖卸载后所产生的土体压力和地下水压力, 对基坑上部、侧壁和周边环境进行加固、封闭、隔离、支撑和保护, 并将此压力传递到支护结构, 以此来确保地下施工及周边环境的安全, 是稳定基坑的一种施工临时措施。基坑支护有桩、墙、撑、锚、钉五种基本方法, 常见的基坑支护类型有:板桩式(钢板桩、钢管桩等) 、柱列式(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等) 、地下连续墙、深层搅拌桩、SMW 工法、沉井(箱) 法等。按作用力形式又可分为:支撑型和拉锚型。
拔除拉森钢板桩时, 1, , 减少, , 可采用间歇振。拔桩后的桩孔采用灌砂冲水或注浆的方式填充。
2 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔的手段在地基土中形成桩孔, 并在其内放置钢筋笼, 灌注混凝土而做成的桩。这种施工工艺最早在20世纪50年代左右出现, 时至今日, 已经被广泛运用于基坑支护和高层建筑上。然而, 钻孔灌注桩支护在施工过程中, 影响成桩质量的因素甚多, 现场施工作业质量是质量好坏的关键, 所以, 严把施工过程质量关, 严格作业工序操作规程, 才能确保不会发生缩颈、夹泥等质量问题。
钻孔灌注桩支护多采用泥浆护壁成桩施工法, 该施工法的一般过程是:平整场地→泥浆制备→埋设护筒→安装钻机→钻孔→下钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。该过程中要注意以下几点:1) 泥浆应选用膨润土或高塑性黏土在现场加水搅拌制备, 在施工时, 泥浆水应高出地下水位1m 以上;2) 埋设护筒时, 其顶端宜高出地面500mm , 护筒底端埋深应大于1000mm ～1500mm , 护筒应具有足够的强度和稳定性;3) 钻孔是关键工序, 严格控制好中线位置、深度和垂直度;4) 灌注水下混凝土时务必连续作业, 一次成型, 一步到位, 确保混凝土的均质性, 避免出现断桩现象。
1 钢板桩
1. 1 工字钢基坑支护
工字钢基坑支护在中等深度以下的基坑中较为常用, 适用于一般黏质土、砂性土和粒径不大于100mm 的砂卵石基坑。该基坑支护类型的优点是成本低、施工简便快捷、受力性能好、刚度大、材料省。缺点是止水性能差。在地下水位高于基坑底标高时, 一定要进行基坑降排水处理。工字钢基坑支护的施工工序为:开挖前, 先插打工字钢, 插打的深度严格按照设计要求, 一般插打间距为800mm ～1000mm , 同时, 随开挖深度的加大, 在两条工字钢与坑内土体之间放入木板, 以支挡坑内土体的侧压力, 板厚一般大于5mm 。
3 地下连续墙
1950年在意大利首先采用地下连续墙施工工艺, 随后, 该项
技术在外国得到迅速推广, 成为当时地下工程和深基坑施工作业的先进技术。地下连续墙是利用各种挖槽设备, 在特制泥浆的护壁作用下, 在地下挖出窄而深的沟槽, 然后在沟槽内放置钢筋笼, 并在其内浇筑水下混凝土而形成一道具有防渗挡土和承重功能的、连续的地下墙体。近年来, 由于地下连续墙具有施工振动小、1. 2 拉森钢板桩支护
噪声低、墙体刚度大、防渗性能好、工效高、工期短等优点, 被更多拉森钢板桩作为一种新型建材多用于深基坑支护工程中, 由
的大型深基坑工程采用。并且, 伴随建筑技术、设备和材料的创于其止水性能卓越、围挡刚度强、施工简易、费用低、材料可多次
新发展, 已经由初期的临时挡土抗渗墙逐步演变为地下永久结构使用等优点, 在建筑同行中得到频繁运用, 特别在大型管道、抗洪
物的一部分。抢险和地下铁道中。但是, 碍于其施工作业过程时的噪声较大, 因
地下连续墙按沟槽形成方式可分为桩排式、槽板式和组合此较少被运用到市区。拉森钢板桩根据其断面形式可分为U 形、
式, 一般的作业工序为:修筑导墙→泥浆制作→成槽→吊放接头Z 形和W 形。在插打第一根拉森钢板桩前, 先按照支护设计图纸
管→钢筋笼制作→吊放钢筋笼→浇筑水下混凝土→拔接头管。放线定位, 做到严格准确, 才能保证后续桩位不偏不移。在插打
由于槽壁的稳定取决于泥浆的质量, 因此, 在施工作业时应根据拉森钢板桩时, 在锁口上填涂黄油或油脂等润滑防水材料, 以方
现场地质条件, 结合工程实践经验, 配制适合的泥浆, 并采用比便打入拔出及提高板桩防水性能。全过程监测每根桩的插打倾
重、粘度等主要性能指标对泥浆进行严格监控。
斜度, 当其倾斜度不大于2%时, 采用拉齐法予以调整, 否则, 拔起
4 SMW 工法重打。宜采用屏风式插打拉森钢板桩, 当插打完成后, 采用灌砂
收稿日期:2010202208
作者简介:谢柱新(19812) , 男, 助理工程师, 东莞市凤岗镇规划建设办公室, 广东东莞 523690
・90・
第36卷第16期 Vol. 36No. 16山西建筑 2010年6月J un. 2010SHANXI ARCHITECTURE
文章编号:100926825(2010) 1620090202
某滑坡成因机理及稳定性分析
王家兵
摘 要:分别介绍了某滑坡的基本特征和变形特征及滑坡后缘滑动面的基本特征, 对引起滑坡蠕动变形的主要因素进行
了分析, 通过对滑坡稳定性进行计算, 作出了滑坡灾害预测, 并得出了相关结论。关键词:滑坡, 特征, 滑动面, 稳定性中图分类号:TU457文献标识码:A
1 滑坡的基本特征
滑坡位于某校内新区西边山麓斜坡中下部, 平整时开挖土石方期间, , Ⅲ。, 后缘宽即由后缘弧顶至前缘剪出口为135m , 北东端仅55m , 南西端约45m , 北东—南西向纵长330m 。滑坡前缘直抵学生公寓西侧, 北东—南西两端高出学生公寓约7m ～8m ; 滑坡后缘与老滑坡后缘斜坡相邻, 距老滑坡后缘壁弧顶段约20m ～70m 不等, 新老后缘壁高差约5m ～9m , 新老滑坡后缘壁重合段位于北东端, 弧顶向北东段延伸处, 弧顶转折处重合。北东段弧顶为斜坡中下部, 南西段弧顶呈不规则曲线状宽缓斜下部延伸。
滑坡表部坡度变化较大, 由后缘弧顶至前缘滑坡轴线出现三级平缓台地。老滑坡后缘壁向前缘延伸, 第三级台地呈不规则月 SMW 工法最早在20世纪70年代出现在日本, 是S oil Mixing Wall 的缩写, 是利用多轴型钻探搅拌机就地钻掘切削土体, 钻到预定深度后, 边提钻边从钻头处喷出水泥浆, 与地基土搅拌混合, 然后在水泥混合物凝固前插入H 型钢或其他型钢材, 以此形成一道具有一定强刚度的、连续完整的、复合均匀无接缝的地下连续墙体。其主要特点是止水性能好、施工周期短、造价低廉和环境污染小, 施工过程中对周边土体和邻近建筑的影响危害微小, 同时, 它可在黏性土、粉土、砂粒土和颗粒直径为100mm 以上的卵碎石土中使用, 而且废土外运量比其他基坑支护类型要少, 因此, SMW 工法在轨道交通地下车站、地下建筑工程及市区深基坑工程中取得良好的社会和经济效益, 在国内得到大范围推广应用。
SMW 工法一般采用“二搅二喷”或“三搅二喷”, 工艺流程为:钻探搅拌机就位→配制水泥浆→搅拌切土下沉→喷浆→搅拌提升→重复喷浆搅拌→桩架移位→下插H 型钢或其他型钢材。作业中着重注意几点:1) 严格监测搅拌桩的垂直度和间距, 垂直度偏差应小于1%, 以保证H 型钢或其他型钢材插拔顺利, 确保墙体的防渗性能;2) 严控搅拌下沉、喷浆和提升速度, 以保证每一深
牙状, ; , 斜坡坡度约8°～12°; , 由北东向南西平
) 较缓斜地相重叠, 且面积远比第二级台地(3°～5°
大。这三级台地相连斜坡构成了蠕动变形的三个圈层的后缘拉裂壁。
滑坡体厚度总体上是上中部, 中部及中下部厚度较厚, 达6m ～12. 5m , 后缘壁及其相邻段即上部厚度约0. 5m ～3m , 滑坡下部直抵前剪出口地带其厚度呈逐渐变薄的趋势, 厚度约3m ～5m 甚至趋于0m 。
2 滑坡的变形特征
滑坡前缘边坡一带地面隆起、破裂、挤压变形形成滑坡舌部, 局部土层明显滑移, 滑面清晰。滑坡舌部地面形成高0. 5m ～1. 0m 的滑坡鼓丘, 鼓丘地带裂缝倾角60°～80°, 滑移面倾角10°～15°。
滑体中前部裂缝密集, 缝的两侧土体挤压隆起, 形成犁边埂状, 度的混合物能够得到充分搅拌, 确保桩体质量达标;3) 插入H 型钢或其他型钢材应控制在搅拌桩水泥土初凝前进行, 把垂直度控制在小于1%, 插入过程中, 优先选用桩锤自重压沉, 若按此方法无法将型钢压沉到位, 再采用振动下沉至标高。
5 结语
在国内, 基坑支护工程已经发展成为一门独立的工程学科, 在理论完善的同时, 我们不能死搬硬套地沿用旧式基坑支护类型, 相反, 我们需要更多地在工程实践中下工夫, 根据工程现场实际环境、技术、设备、地形和地貌, 来选择适当的基坑支护类型, 因地制宜地融合旧式工艺, 大胆地创新出新工艺, 这才能为基坑支护工程的发展开拓光明、崭新的前程。参考文献:[1] 赵明华. 土力学与基础工程[M ].第2版. 武汉:武汉理工大
学出版社,2000. [2] J G J 120299, 建筑基坑支护技术规程[S].[3] 冯 涛. 关于基坑支护结构常见类型及选用的探讨[J].山
西建筑,2009,35(10) :88290.
On common types of foundation pits support
XIE Zhu 2xin
Abstract :According to the indication of the steel sheet pile , the cast 2in 2place bored pile , the underground continuous wall and SMW method , which are some common foundation pit support types , the paper analyzes their respective advantages and disadvantages , and leads the perspec 2tive for the foundation pit support , so as to ensure the construction quality of the buildings ’foundation projects.
K ey w ords :foundation pit support , steel sheet pile , cast 2in 2place bored pile , underground continuous wall , SMW method
收稿日期:2010202207
作者简介:王家兵(19612) , 男, 工程师, 浙江经纬勘察工程有限公司, 浙江义乌 322000
第36卷第16期 Vol. 36No. 16山西建筑
2010年6月J un. 2010SHANXI ARCHITECTURE 文章编号:100926825(2010) 1620089202
・89・
常见基坑支护类型
谢柱新
摘 要:通过论述钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙和SMW 工法几种常见的基坑支护类型, 分析了各自的优缺点, 引导并探索基坑支护的发展前景, 从而确保建筑物基础工程施工质量。关键词:基坑支护, 钢板桩, 钻孔灌注桩, 地下连续墙,SMW 工法中图分类号:TU463文献标识码:A
随着我国建筑市场的高速发展和城市化进程的进一步深化,
建筑物的海拔在日创新高的同时, 也不断向地下延伸, 入20世纪80年代以后, 防的需要、基坑支护工程, m , m ～m , 并且日渐加深, 在确保作业安全、提高施工科学性、先进性, 具有时代意义的基坑支护类型不断发展成熟, 呈现多元化、多方位蓬勃发展。
由于基坑开挖对本来应力平衡的土体进行了扰动, 基坑支护结构的作用主要是承受基坑开挖卸载后所产生的土体压力和地下水压力, 对基坑上部、侧壁和周边环境进行加固、封闭、隔离、支撑和保护, 并将此压力传递到支护结构, 以此来确保地下施工及周边环境的安全, 是稳定基坑的一种施工临时措施。基坑支护有桩、墙、撑、锚、钉五种基本方法, 常见的基坑支护类型有:板桩式(钢板桩、钢管桩等) 、柱列式(钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等) 、地下连续墙、深层搅拌桩、SMW 工法、沉井(箱) 法等。按作用力形式又可分为:支撑型和拉锚型。
拔除拉森钢板桩时, 1, , 减少, , 可采用间歇振。拔桩后的桩孔采用灌砂冲水或注浆的方式填充。
2 钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔的手段在地基土中形成桩孔, 并在其内放置钢筋笼, 灌注混凝土而做成的桩。这种施工工艺最早在20世纪50年代左右出现, 时至今日, 已经被广泛运用于基坑支护和高层建筑上。然而, 钻孔灌注桩支护在施工过程中, 影响成桩质量的因素甚多, 现场施工作业质量是质量好坏的关键, 所以, 严把施工过程质量关, 严格作业工序操作规程, 才能确保不会发生缩颈、夹泥等质量问题。
钻孔灌注桩支护多采用泥浆护壁成桩施工法, 该施工法的一般过程是:平整场地→泥浆制备→埋设护筒→安装钻机→钻孔→下钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。该过程中要注意以下几点:1) 泥浆应选用膨润土或高塑性黏土在现场加水搅拌制备, 在施工时, 泥浆水应高出地下水位1m 以上;2) 埋设护筒时, 其顶端宜高出地面500mm , 护筒底端埋深应大于1000mm ～1500mm , 护筒应具有足够的强度和稳定性;3) 钻孔是关键工序, 严格控制好中线位置、深度和垂直度;4) 灌注水下混凝土时务必连续作业, 一次成型, 一步到位, 确保混凝土的均质性, 避免出现断桩现象。
1 钢板桩
1. 1 工字钢基坑支护
工字钢基坑支护在中等深度以下的基坑中较为常用, 适用于一般黏质土、砂性土和粒径不大于100mm 的砂卵石基坑。该基坑支护类型的优点是成本低、施工简便快捷、受力性能好、刚度大、材料省。缺点是止水性能差。在地下水位高于基坑底标高时, 一定要进行基坑降排水处理。工字钢基坑支护的施工工序为:开挖前, 先插打工字钢, 插打的深度严格按照设计要求, 一般插打间距为800mm ～1000mm , 同时, 随开挖深度的加大, 在两条工字钢与坑内土体之间放入木板, 以支挡坑内土体的侧压力, 板厚一般大于5mm 。
3 地下连续墙
1950年在意大利首先采用地下连续墙施工工艺, 随后, 该项
技术在外国得到迅速推广, 成为当时地下工程和深基坑施工作业的先进技术。地下连续墙是利用各种挖槽设备, 在特制泥浆的护壁作用下, 在地下挖出窄而深的沟槽, 然后在沟槽内放置钢筋笼, 并在其内浇筑水下混凝土而形成一道具有防渗挡土和承重功能的、连续的地下墙体。近年来, 由于地下连续墙具有施工振动小、1. 2 拉森钢板桩支护
噪声低、墙体刚度大、防渗性能好、工效高、工期短等优点, 被更多拉森钢板桩作为一种新型建材多用于深基坑支护工程中, 由
的大型深基坑工程采用。并且, 伴随建筑技术、设备和材料的创于其止水性能卓越、围挡刚度强、施工简易、费用低、材料可多次
新发展, 已经由初期的临时挡土抗渗墙逐步演变为地下永久结构使用等优点, 在建筑同行中得到频繁运用, 特别在大型管道、抗洪
物的一部分。抢险和地下铁道中。但是, 碍于其施工作业过程时的噪声较大, 因
地下连续墙按沟槽形成方式可分为桩排式、槽板式和组合此较少被运用到市区。拉森钢板桩根据其断面形式可分为U 形、
式, 一般的作业工序为:修筑导墙→泥浆制作→成槽→吊放接头Z 形和W 形。在插打第一根拉森钢板桩前, 先按照支护设计图纸
管→钢筋笼制作→吊放钢筋笼→浇筑水下混凝土→拔接头管。放线定位, 做到严格准确, 才能保证后续桩位不偏不移。在插打
由于槽壁的稳定取决于泥浆的质量, 因此, 在施工作业时应根据拉森钢板桩时, 在锁口上填涂黄油或油脂等润滑防水材料, 以方
现场地质条件, 结合工程实践经验, 配制适合的泥浆, 并采用比便打入拔出及提高板桩防水性能。全过程监测每根桩的插打倾
重、粘度等主要性能指标对泥浆进行严格监控。
斜度, 当其倾斜度不大于2%时, 采用拉齐法予以调整, 否则, 拔起
4 SMW 工法重打。宜采用屏风式插打拉森钢板桩, 当插打完成后, 采用灌砂
收稿日期:2010202208
作者简介:谢柱新(19812) , 男, 助理工程师, 东莞市凤岗镇规划建设办公室, 广东东莞 523690
・90・
第36卷第16期 Vol. 36No. 16山西建筑 2010年6月J un. 2010SHANXI ARCHITECTURE
文章编号:100926825(2010) 1620090202
某滑坡成因机理及稳定性分析
王家兵
摘 要:分别介绍了某滑坡的基本特征和变形特征及滑坡后缘滑动面的基本特征, 对引起滑坡蠕动变形的主要因素进行
了分析, 通过对滑坡稳定性进行计算, 作出了滑坡灾害预测, 并得出了相关结论。关键词:滑坡, 特征, 滑动面, 稳定性中图分类号:TU457文献标识码:A
1 滑坡的基本特征
滑坡位于某校内新区西边山麓斜坡中下部, 平整时开挖土石方期间, , Ⅲ。, 后缘宽即由后缘弧顶至前缘剪出口为135m , 北东端仅55m , 南西端约45m , 北东—南西向纵长330m 。滑坡前缘直抵学生公寓西侧, 北东—南西两端高出学生公寓约7m ～8m ; 滑坡后缘与老滑坡后缘斜坡相邻, 距老滑坡后缘壁弧顶段约20m ～70m 不等, 新老后缘壁高差约5m ～9m , 新老滑坡后缘壁重合段位于北东端, 弧顶向北东段延伸处, 弧顶转折处重合。北东段弧顶为斜坡中下部, 南西段弧顶呈不规则曲线状宽缓斜下部延伸。
滑坡表部坡度变化较大, 由后缘弧顶至前缘滑坡轴线出现三级平缓台地。老滑坡后缘壁向前缘延伸, 第三级台地呈不规则月 SMW 工法最早在20世纪70年代出现在日本, 是S oil Mixing Wall 的缩写, 是利用多轴型钻探搅拌机就地钻掘切削土体, 钻到预定深度后, 边提钻边从钻头处喷出水泥浆, 与地基土搅拌混合, 然后在水泥混合物凝固前插入H 型钢或其他型钢材, 以此形成一道具有一定强刚度的、连续完整的、复合均匀无接缝的地下连续墙体。其主要特点是止水性能好、施工周期短、造价低廉和环境污染小, 施工过程中对周边土体和邻近建筑的影响危害微小, 同时, 它可在黏性土、粉土、砂粒土和颗粒直径为100mm 以上的卵碎石土中使用, 而且废土外运量比其他基坑支护类型要少, 因此, SMW 工法在轨道交通地下车站、地下建筑工程及市区深基坑工程中取得良好的社会和经济效益, 在国内得到大范围推广应用。
SMW 工法一般采用“二搅二喷”或“三搅二喷”, 工艺流程为:钻探搅拌机就位→配制水泥浆→搅拌切土下沉→喷浆→搅拌提升→重复喷浆搅拌→桩架移位→下插H 型钢或其他型钢材。作业中着重注意几点:1) 严格监测搅拌桩的垂直度和间距, 垂直度偏差应小于1%, 以保证H 型钢或其他型钢材插拔顺利, 确保墙体的防渗性能;2) 严控搅拌下沉、喷浆和提升速度, 以保证每一深
牙状, ; , 斜坡坡度约8°～12°; , 由北东向南西平
) 较缓斜地相重叠, 且面积远比第二级台地(3°～5°
大。这三级台地相连斜坡构成了蠕动变形的三个圈层的后缘拉裂壁。
滑坡体厚度总体上是上中部, 中部及中下部厚度较厚, 达6m ～12. 5m , 后缘壁及其相邻段即上部厚度约0. 5m ～3m , 滑坡下部直抵前剪出口地带其厚度呈逐渐变薄的趋势, 厚度约3m ～5m 甚至趋于0m 。
2 滑坡的变形特征
滑坡前缘边坡一带地面隆起、破裂、挤压变形形成滑坡舌部, 局部土层明显滑移, 滑面清晰。滑坡舌部地面形成高0. 5m ～1. 0m 的滑坡鼓丘, 鼓丘地带裂缝倾角60°～80°, 滑移面倾角10°～15°。
滑体中前部裂缝密集, 缝的两侧土体挤压隆起, 形成犁边埂状, 度的混合物能够得到充分搅拌, 确保桩体质量达标;3) 插入H 型钢或其他型钢材应控制在搅拌桩水泥土初凝前进行, 把垂直度控制在小于1%, 插入过程中, 优先选用桩锤自重压沉, 若按此方法无法将型钢压沉到位, 再采用振动下沉至标高。
5 结语
在国内, 基坑支护工程已经发展成为一门独立的工程学科, 在理论完善的同时, 我们不能死搬硬套地沿用旧式基坑支护类型, 相反, 我们需要更多地在工程实践中下工夫, 根据工程现场实际环境、技术、设备、地形和地貌, 来选择适当的基坑支护类型, 因地制宜地融合旧式工艺, 大胆地创新出新工艺, 这才能为基坑支护工程的发展开拓光明、崭新的前程。参考文献:[1] 赵明华. 土力学与基础工程[M ].第2版. 武汉:武汉理工大
学出版社,2000. [2] J G J 120299, 建筑基坑支护技术规程[S].[3] 冯 涛. 关于基坑支护结构常见类型及选用的探讨[J].山
西建筑,2009,35(10) :88290.
On common types of foundation pits support
XIE Zhu 2xin
Abstract :According to the indication of the steel sheet pile , the cast 2in 2place bored pile , the underground continuous wall and SMW method , which are some common foundation pit support types , the paper analyzes their respective advantages and disadvantages , and leads the perspec 2tive for the foundation pit support , so as to ensure the construction quality of the buildings ’foundation projects.
K ey w ords :foundation pit support , steel sheet pile , cast 2in 2place bored pile , underground continuous wall , SMW method
收稿日期:2010202207
作者简介:王家兵(19612) , 男, 工程师, 浙江经纬勘察工程有限公司, 浙江义乌 322000