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基坑开挖与支护-建筑工程施工工艺

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1.43基坑挖土方式直立壁无支撑开挖工艺这是一种重力式坝体结构,一般采用水泥土搅拌桩作坝体材料,也可采用粉喷桩等复合桩体作坝体。基坑开挖采用放坡无法保证施工安全或场地无放坡条件时,一般采用支护结构临时支挡,以保证基坑的土壁稳定。

基坑开挖与支护-建筑工程施工工艺

1)无支护结构基坑放坡开挖工艺

采用放坡开挖时,一般基坑深度较浅,挖土机可以一次开挖至设计标高,因此在地下水位高的地区,软土基坑采用反铲挖土机配合运土汽车在地面作业。如果地下水位较低,坑底坚硬,也可以让运土汽车下坑配合正铲挖土机在坑底作业。当开挖基坑深度超过4m时,若土质较好、地下水位较低、场地允许、有条件放坡时,边坡宜设置阶梯平台,分阶段、分层开挖,每级平台宽度不宜小于3m。

在采用放坡开挖时,要求基坑边坡在施工期间保持稳定。基坑边坡坡度应根据土质、基坑深度、开挖方法、留置时间、边坡荷载、排水情况及场地大小确定。放坡开挖应有降低坑内水位和防止坑外水倒灌的措施。若土质较差且基坑施工时间较长,边坡坡面可采用钢丝网喷浆进行护坡,以保持基坑边坡稳定。

基坑边坡坡度用高度H与底宽B之比表示,即:

式中 m=B/H——坡度系数。

土方开挖或填筑的边坡可以做成直线形、折线形及阶梯形,如图1.42所示。边坡的大小与土质、开挖深度、开挖方法、边坡留置时间的长短、边坡附近的震动和有无荷载、排水情况等有关。土方开挖设置边坡是防止土方坍塌的有效途径,边坡的设置应符合下述要求。

图1.42 土方开挖或填筑的边坡

地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管底面标高时,挖方边坡可做成直立壁不加支撑,但不宜超过下列规定:

①密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土),不超过1.0m;

②硬塑、可塑的轻亚黏土及亚黏土,不超过1.25m;

③硬塑、可塑的黏土和碎石类土(充填物为黏性土),不超过1.5m;

④坚硬的黏土,不超过2.0m。

挖方深度超过上述规定时,应考虑放坡或做直立壁加支撑。当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时,挖方深度在5m以内不加支撑边坡的最陡坡度应符合表1.8的规定。

表1.8 深度在5m以内基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度(不加支撑)

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注:静载指堆土或放材料等,动载指机械挖土或汽车运输作业等。静载或动载距挖方边缘的距离应保证边坡和直立壁的稳定,应距挖方边缘0.8m以外,且堆高不超过1.5m。

2)有支护结构的基坑开挖工艺

有支护结构的基坑开挖按其坑壁形式可分为直立壁无支撑开挖、直立壁内支撑开挖和直立壁拉锚(或土钉、土锚杆)开挖,如图1.43所示。有支护结构的基坑开挖顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁超挖”和“分层、分段、对称、限时”的原则。

图1.43 基坑挖土方式

(1)直立壁无支撑开挖工艺

这是一种重力式坝体结构,一般采用水泥土搅拌桩作坝体材料,也可采用粉喷桩等复合桩体作坝体。重力式坝体既挡土又止水,给坑内创造宽敞的施工空间和可降水的施工环境

基坑深度一般在5~6m,故可采用反铲挖土机配合运土汽车在地面作业。由于采用止水重力坝,地下水位一般都比较高,因此很少使用正铲下坑挖土作业。

(2)直立壁内支撑开挖工艺

在基坑深度大,地下水位高,周围地质和环境又不允许做拉锚和土钉、土锚杆的情况下,一般采用直立壁内支撑开挖形式。基坑采用内支撑,能有效控制侧壁的位移,具有较高的安全度,但减小了施工机械的作业面,影响挖土机械、运土汽车的效率,增加施工难度。

基坑开挖采用放坡无法保证施工安全或场地无放坡条件时,一般采用支护结构临时支挡,以保证基坑的土壁稳定。基坑支护结构既要确保坑壁稳定、坑底稳定、邻近建筑物与构筑物和管线的安全,又要考虑支护结构施工方便、经济合理、有利于土方开挖和地下工程的建造。

基坑土壁支护主要有横撑式支撑、锚碇式支撑及板桩支护等形式。横撑式土壁支撑根据挡土板的不同,分为水平挡土板和垂直挡土板,前者又分为断续式水平支撑、连续式水平支撑,如图1.44所示。对湿度小的黏性土,当挖土深度小于3m时,可用断续式水平支撑;对松散、湿度大的土可用连续式水平支撑,挖土深度可达5m;对松散和湿度很高的土,可用垂直挡土板支撑。

图1.44 横撑式支撑

(3)直立壁拉锚(或土钉、土锚杆)开挖工艺

当周围的环境和地质允许进行拉锚或采用土钉和土锚杆时,应选用此方式,因为直立壁拉锚开挖使坑内的施工空间宽敞,挖土机械效率较高。在土方施工中,需进行分层、分区段开挖,穿插进行土钉(或土锚杆)施工。土方分层、分区段开挖的范围应和土钉(或土锚杆)的设置位置一致,满足土钉(土锚杆)施工机械的要求,同时也要满足土体稳定性的要求。

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