最新深基坑支护及边坡防护技术

最新深基坑支护及边坡防护技术一、复合土钉墙支护技术(1)主要技术内容复合土钉墙是20世纪90年代研究开发成功的一项深基坑支护新技术。它是由普通土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术(如预应力锚杆、竖向钢管、微型桩等)或截水技术(深层搅拌桩、旋喷桩等)有机组合成的支护截水体系，分为加强型土钉墙，截水型土钉墙，截水加强型土钉墙三大类。复合土钉墙具有支护能力强，适用范围广，可作超前支护，并兼备支护、截水等性能，是一项技术先进，施工简便，经济合理，综合性能突出的深基坑支护新技术。(2)技术指标复合土钉墙目前尚无技术标准，其主要组成要素普通土钉墙、预应力锚杆、深层搅拌桩、旋喷桩等应符合国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99等技术标准的要求。另外，微型桩一般桩径Φ250～Φ300，间距0.5～2.0m，骨架可采用钢筋笼或型钢，端头伸入坑底以下2.0～4.0m。竖向钢管一般Φ48～Φ60，壁厚3～5mm。复合土钉墙在水位以下和软土中，采用Φ48、厚3.5mm钢花管土钉，直接用机械打入土中，并从管中高压注浆压入土体。(3)适用范围复合土钉墙可用于回填土、淤泥质土、粘性土、砂土、粉土等常见土层；可在不降水条件下采用，解决了在城市建设中因环境限制不宜人工降水的难题；在无环境限制时,可垂直开挖与支护，易于在场地狭小的条件下方便施工；在工程规模上，深度20m以内的深基坑均可根据具体条件，灵活、合理地推广使用。(4)已应用的典型工程复合土钉墙由于技术上和经济上的综合优势，目前在北京、上海、深圳、广州、浙江、南京、武汉等地得到了广泛的应用，仅深圳、上海每年应用复合土钉墙支护的基坑工程都在150～200个，典型的工程如深圳电视中心(深9.3～12.85m)；深圳长城盛世家园一期(深11.65m)，深圳长城盛世家园二期(14.2～21.7m)；深圳凤凰大厦(深14.0m)；深圳假日广场(深14.0～20.0m)；上海西门广场等一批深5.0～7.0m，并有深层软土的基坑；广州地铁新港站(深9～14.1m)等。进行软土地基处理和边坡柔性防护等，均取得了良好的效果。二、冻结排桩法进行特大型深基坑施工技术(1)主要技术内容基础冻结排桩法的基本思路是：以含水地层冻结形成的冻结帷幕墙为基坑的封水结构，以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的受力结构，充分发挥各自的优势特点。在施工深、大基坑时，采用排桩作为结构支撑体系工艺成熟，冻结帷幕具有良好的封水性能，两种技术的结合不仅解决了基础维护结构的嵌岩问题而且解决了封水问题，施工可操作性强。两种技术的结合既是优势互补，又是一种大胆的技术创新。为了保护冻结墙体，增加封水深度减少基底涌水量和扬压力，通过冻结孔外侧设置的多个注浆孔在一定标高范围内形成注浆帷幕。同时考虑到冻结过程中冻土体积膨胀会产生一定的冻胀力，为降低冻胀力对排桩结构的影响，在冻结孔外侧距其中心一定位置处插花布设多个卸压孔，施工中需要注意的问题:①在冻结过程中土的体积膨胀将对排桩产生较大的水平冻胀压力。②排桩靠基坑内侧在基坑开挖过程中与空气接触后，温度将急剧上升；而另外一侧与冻土墙体接触温度非常低，排桩因两侧巨大温差将产生的温度应力。③冻土墙体达到设计厚度后，如何对其进行有效控制从而避免产生更大的冻胀力。④岩土力学基本理论的不成熟，设计计算所采用的数学力学模型岩土体的实际应力-应变状态常存在着较大的差距，必须加强工程监测，通过信息化施工及时发现问题，保证工程安全。(2)技术指标根据深大基坑施工的技术难点和特点冻结排桩法施工，各分项工程的主要技术指标如下：①排桩垂直度：1/200；②排桩充盈系数：5%；③排桩平面位置偏差：±2cm；④冻结管垂直度：表土0.3%；岩层0.5%；⑤盐水温度：积极冻结期-25～-28℃；维护冻结期-22～25℃；⑥设计冷凝温度：30℃；⑦冻结壁平均温度：-7℃；(3)适用范围冻结止水适应于各种不良地质情况，并且基坑越深，其经济上、工期上的优势也就越大，特别是地下水丰富的软土地层就更具有优越性。适用于25-50米的大型和特大型基坑（矩形、圆形和其他几何形状）的施工。(4)已应用的典型工程在润杨长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基础等项目的施工中得以应用，并取得成功经验，为今后特大型深基坑基础工程开创了新的技术手段。该项目由中国路桥集团第二公路工程局开发，是中国路桥集团重点资助的科技开发项目。三、高边坡防护技术(1)主要技术内容经过采用极限平衡法、数值分析方法对边坡稳定性进行分析计算，得出保证高边坡稳定所需要的锚固力。通过在坡体内施工预应力锚索、打入一定数量的系统锚杆（土钉）或注浆加固对边坡进行处治。系统预应力锚索为主动受力，单根锚索设计锚固力可高达3000KN，是高边坡深层加固防护的主要措施。系统锚杆（土钉）对边坡防护的机理相当于螺栓的作用，是一种对边坡进行中浅层加固的手段。根据滑动面的埋深确定边坡不稳定块体大小及所需锚固力，一般多用预应力锚（索）杆有针对性的进行加固防护。为防治边坡表面风化、冲蚀或弱化，主要采取植物防护、砌体封闭防护、喷射（网喷）混凝土等作为坡面防护措施。(2)技术指标根据边坡高度、岩体性状、构造及地下水的分布，判断潜在滑移面的位置。选择适宜的计算方法确定所需的锚固力并给出整体安全系数。采用加固防护措施提高边坡的稳定性。主要技术指标为：锚索锚固力：500～3000KN锚杆锚固力：100～500KN喷射混凝土：强度不低于C20锚（索）杆固定方式：可采用机械固定、灌浆（胶结材料）固定、扩张基底固定方式，根据粘结强度确定锚固力设计值。在实际工程中，要结合边坡坡度、高度、水文地质条件、边坡危害程度合理选择防护措施，提高地层软弱结构面、潜在滑移面的抗剪强度，改善地层的其它力学性能，并加固危岩，将结构物—地层形成共同工作的体系，提高边坡稳定性。(3)适用范围高度大于30m的岩质高陡边坡、高度大于15m的土质边坡、水电站侧岸高边坡、船闸、特大桥桥墩下岩石陡壁、隧道进出口仰坡等。(4)已应用的典型工程高边坡加固防护技术在交通、铁道、水电、矿山等行业应用规模不断扩大，展示了广阔的发展前景。在三峡永久船闸高边坡、李家峡水电站侧岸边坡、小浪底水利枢纽高边坡、小湾水电站高边坡、宜昌下涝溪特大桥桥墩下岩石陡壁锚固、大连港矿石码头高边坡、京福国道、京珠高速等项目中应用高边坡加固防护技术，取得了良好的工程效果。四、型钢水泥土复合搅拌桩支护结构技术(1)主要技术内容型钢水泥土复合搅拌桩支护结构同时具有抵抗侧向土水压力和阻止地下水渗漏的功能，主要用于深基坑支护。其制作工艺是：通过特制的多轴深层搅拌机自上而下将施工场地原位土体切碎，同时从搅拌头处将水泥浆等固化剂注入土体并与土体搅拌均匀，通过连续的重叠搭接施工，形成水泥土地下连续墙；在水泥土硬凝之前，将型钢插入墙中，形成型钢与水泥土的复合墙体。实际工程应用中主要有两种结构形式：I型是在水泥土墙中插入断面较大H型，主要利用型钢承受水土侧压力，水泥土墙仅作为止水帷幕，基本不考虑水泥土的承载作用和与型钢的共同工作，型钢一般需要涂抹隔离剂，待基坑工程结束之后将H型钢拔除，以节省钢材。II型是在水泥土墙内外两侧应力较大的区域插入断面较小的工字钢等型钢，利用水泥土与型钢的共同工作，共同承受水土压力并具有止水帷幕的功能。该技术具有以下技术特点：施工时对邻近土体扰动较少，故不致于对周围建筑物、市政设施造成危害；可做到墙体全长无接缝施工、墙体水泥土渗透系数k可达10-7cm/s，因而具有可靠的止水性；成墙厚度可低至550mm，故围护结构占地和施工占地大大减少；废土外运量少，施工时无振动、无噪声、无泥浆污染；工程造价较常用的钻孔灌注排桩的方法约节省20%～30%。(2)技术指标水泥土地下连续墙按《地基处理技术规程》J220-2002相关要求施工。水泥土强度宜大于1MPa，水泥土渗透系数k宜大于10-6mm/s。水泥土墙厚宜大于550mm，且应符合当地对水泥土止水帷幕厚度的要求和施工技术的要求。型钢的断面、长度和在水泥土墙中的位置应由设计计算确定。型钢材质须满足国家相关规范的要求。(3)适用范围该技术可在粘性土、粉土、砂砾土使用，目前在国内主要在软土地区有成功应用。该技术目前可在开挖深度15m下的基坑围护工程中应用。(4)已应用的典型工程型钢水泥土复合搅拌桩支护结构在许多基坑支护工程中得到了成功应用，例如：上海静安寺下沉式广场、上海国际会议中心、和田路下立交引道、丁香花园大厦、地铁陆家嘴车站出入口、地铁2号线龙东路延伸段、上海梅山大厦、上海怡沣丰基地等工程的基坑围护。五、组合内支撑技术(1)主要技术内容组合内支撑技术是建筑基坑支护的一项新技术,它是在混凝土内支撑技术的基础上发展起来的一种内支撑结构体系,主要利用组合式钢结构构件截面灵活可变、加工方便等优点，其具有以下特点：适用性广，可在各种地质情况和复杂周边环境下使用；施工速度快；支撑形式多样；计算理论成熟；可拆卸重复利用,节省投资。(2)适用范围适用于周围建筑物密集,相邻建筑物基础埋深较大,周围土质情况复杂,施工场地狭小,软土场地等深大基坑。(3)已应用典型工程北京国贸中心、广东工商行业务大楼、广东荔湾广场、广东金汇大厦。