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基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容及關(guān)鍵要點(diǎn)有哪些?
基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是巖土工程中的重要環(huán)節(jié),主要用于確?;娱_(kāi)挖過(guò)程中周邊環(huán)境(如建筑物、道路、地下管線(xiàn)等)和施工安全。以下是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容及關(guān)鍵要點(diǎn):
一、設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則
核心目標(biāo)
保證基坑側(cè)壁及周邊土體的穩(wěn)定性,防止坍塌、滑移。控制變形(位移、沉降),避免對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)造成損害。提供干燥、安全的施工環(huán)境(如降水、截水)。
設(shè)計(jì)原則
安全可靠:滿(mǎn)足承載力、穩(wěn)定性及變形控制要求。經(jīng)濟(jì)合理:平衡成本與可靠性,避免過(guò)度設(shè)計(jì)。技術(shù)可行:結(jié)合地質(zhì)條件、施工工藝及工期要求。環(huán)保節(jié)能:減少降水對(duì)周邊環(huán)境的影響,控制污染。
二、常見(jiàn)支護(hù)類(lèi)型及適用場(chǎng)景
類(lèi)型 結(jié)構(gòu)形式 適用條件 優(yōu)缺點(diǎn)
排樁支護(hù) 混凝土灌注樁、人工挖孔樁 軟土、中等深度基坑(<15m) 剛度大,但需配合止水措施(如樁間止水帷幕)。
地下連續(xù)墻 鋼筋混凝土連續(xù)墻 深基坑(>20m)、周邊環(huán)境復(fù)雜 剛度極高,止水好,但成本高、施工復(fù)雜。
土釘墻 土釘+噴射混凝土面層 穩(wěn)定土層、淺基坑(<10m) 成本低、施工快,但對(duì)土層要求高。
水泥土攪拌樁 水泥土重力式擋墻 軟土、臨時(shí)支護(hù) 成本低,但抗側(cè)壓力弱,易開(kāi)裂。
放坡開(kāi)挖 臺(tái)階式放坡 簡(jiǎn)單場(chǎng)地、土質(zhì)好、淺基坑 經(jīng)濟(jì),但占用空間大,不適用于密集區(qū)。
內(nèi)支撐系統(tǒng) 鋼支撐/混凝土支撐 大深度基坑、軟土地區(qū) 可有效控制變形,但拆除復(fù)雜,影響工期。
三、設(shè)計(jì)流程
地質(zhì)勘察
獲取土層分布、地下水位、滲透系數(shù)等參數(shù)。識(shí)別不良地質(zhì)條件(如流砂、溶洞)。
參數(shù)確定
計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)受力(土壓力、水壓力、地面超載)。確定安全系數(shù)(如抗傾覆、抗滑移、整體穩(wěn)定性)。
方案比選
結(jié)合工期、成本、環(huán)境影響選擇最優(yōu)方案。
數(shù)值模擬與驗(yàn)算
采用有限元軟件(如Plaxis、Midas)分析變形和穩(wěn)定性。驗(yàn)證是否符合規(guī)范(如《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ 120)。
施工圖繪制
標(biāo)注樁位、支撐布置、降水井位置等細(xì)節(jié)。
施工監(jiān)測(cè)與反饋
監(jiān)測(cè)位移、應(yīng)力、地下水位,動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)計(jì)。
四、關(guān)鍵考慮因素
地質(zhì)與水文條件
軟土需加強(qiáng)支護(hù)剛度,砂土需防滲透破壞。高水位區(qū)域需結(jié)合降水或隔水帷幕(如高壓旋噴樁)。
周邊環(huán)境影響
臨近建筑物時(shí)需控制變形,可能采用隔離樁或注漿加固。地下管線(xiàn)需設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)并預(yù)留變形余量。
施工條件
機(jī)械作業(yè)空間限制可能影響支護(hù)形式選擇(如內(nèi)支撐 vs. 樁錨)。
動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
根據(jù)開(kāi)挖揭露的實(shí)際地質(zhì)調(diào)整支護(hù)參數(shù)。
五、典型案例分析
地鐵車(chē)站深基坑
問(wèn)題:臨近既有地鐵隧道,變形控制嚴(yán)(<20mm)。方案:地下連續(xù)墻+兩道鋼支撐,配合冷凍法截水。結(jié)果:通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),成功控制變形。
高層建筑深基坑
問(wèn)題:場(chǎng)地狹窄,鄰近市政道路。方案:樁錨支護(hù)+微型樁,坡頂卸載。結(jié)果:節(jié)省空間,經(jīng)濟(jì)高效。
六、注意事項(xiàng)
風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判:如基坑底部隆起、管涌等,需提前制定應(yīng)急預(yù)案。規(guī)范合規(guī):嚴(yán)格遵循地方標(biāo)準(zhǔn)(如上海《基坑工程技術(shù)規(guī)范》DG/TJ)。經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)化:通過(guò)BIM技術(shù)減少材料浪費(fèi),降低造價(jià)。
基坑支護(hù)設(shè)計(jì)需綜合考慮地質(zhì)、環(huán)境、施工等多因素,通過(guò)科學(xué)計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)的平衡。實(shí)際工程中應(yīng)重視監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋,及時(shí)調(diào)整方案,確保施工全過(guò)程可控。
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