一、基坑工程概览
1. 基坑工程定义:
在建筑物或构筑物地下部分施工时,需要开挖基坑以便进行施工降水。为了确保正常、安全的施工,需要对基坑四周的建筑物、构筑物、道路和地下管线进行围护及监测。这一系列涉及勘查、设计、施工、监理、监测、应急等内容的综合系统性工程,我们称之为基坑工程。
2. 支护结构阐述:
基坑工程中采用的围护墙、支撑(或土层锚杆)、围檩、防渗帷幕、降排水等结构体系,统称为支护结构。
3. 深基坑界定:
当开挖深度超过5米(含5米)或地质条件、周围环境及地下管线极其复杂的工程,被定义为深基坑。
4. 基坑安全等级:
基坑安全等级分为三个级别,包括一级、二级和三级。
一级基坑主要适用于软土地区且基坑开挖深度大于8米的情况,或支护结构作为主体结构的一部分,以及在基坑开挖影响范围内有重要建(构)筑物或需严加保护的管线。
三级基坑的开挖深度小于5米,且周围环境无特殊要求。
而二级基坑则指的是除了一级和三级以外的其他情况。
二、基坑支护结构形式详解
1. 放坡开挖(坡率法):
此方法利用土体自身的强度来保持边坡稳定,防止其发生坍滑、移动、松散或不均匀下沉。关键在于合理的坡度,一般取值为H / L(H为高度,L为长度),范围在1 : 0.5至1 : 2.0之间。这种方法适用于杂填土、粘性土或粉性土,且在环境条件允许的情况下。
2. 土钉墙:
土钉墙是一种由被加固土体、设置的土钉体和挂钢筋网的砼面板等共同作用形成的补强复合土体。它适用于多种土层,如稍密至中密状态的粉性土、砂土、密实的碎石土层等。但在软粘土中应严格控制使用,特别是周围环境要求较严的基坑。
3. 复合土钉墙:
在土方开挖前,会先施打水泥搅拌桩、振动灌注桩、钢板桩、木桩等,然后再按土钉墙的施工方法进行施工。这种形式多用于场地较开阔、坑深不大于7米且轮廓较大的软弱地层基坑。
4. 水泥重力式挡墙:
采用水泥搅拌桩(旋喷桩)以格栅形或连续形布置形成重力坝墙。有时会增加砼桩、钢板桩、毛竹等来增强挡墙的强度。此方法适用于场地较开阔、坑深不大于7米且轮廓较大的软弱地层基坑。对于有机质含量较高的土层,应先进行试验再确定其适应性。
5. 桩墙式支护结构:
由围护墙及支撑系统组成,可以是悬臂式、内撑式或锚拉式。围护墙的形式多种多样,可以是排桩式(如钻孔灌注桩、沉管灌注桩等)或是墙式(如现浇或预制的地下连续墙)。这种支护结构形式对土质的适用性较强。
6. 内支撑与土层锚杆:
内支撑主要由钢筋砼支撑(永久或临时)、钢支撑及钢与钢筋砼组合支撑构成,形式多样,如对撑、桁架式对撑、角撑及内环式支撑等。而土层锚杆则主要采用钢绞线、高强钢丝或高强螺纹钢筋,并宜施加预应力,主要适用于粘性土、粉性土及砂土层,不适用于淤泥及淤泥质土层中。