膨胀土基坑支护方法与应用

膨胀土基坑支护方法与应用膨胀土基坑支护方法及应用关键词：基坑，支护，膨胀，方法膨胀土基坑支护方法与应用本文简介：摘要:膨胀土具有特殊的工程特性，因此在膨胀土地区选择基坑支护结构时需考虑的因素较多。文章对膨胀土地区常用的基坑支护方法进行了阐述和分析，期望为工程师在选择基坑支护形式时提供参考。关键词:膨胀土；基坑；土钉墙；排桩；SMW工法；囊式扩体锚索膨胀土亦称胀缩土，它的组成成份主要是强亲水性黏土矿物蒙脱石和伊膨胀土基坑支护方法与应用本文内容：摘要:膨胀土具有特殊的工程特性，因此在膨胀土地区选择基坑支护结构时需考虑的因素较多。文章对膨胀土地区常用的基坑支护方法进行了阐述和分析，期望为工程师在选择基坑支护形式时提供参考。关键词:膨胀土；基坑；土钉墙；排桩；SMW工法；囊式扩体锚索膨胀土亦称胀缩土，它的组成成份主要是强亲水性黏土矿物蒙脱石和伊利石，具有多裂隙、强胀缩和强度衰减等特性。因此，在膨胀土地区进行基坑工程施工时，要充分了解膨胀土的力学特性，根据当地的具体地质情况与施工水平，选择合理的支护方式来避免基坑事故的发生和降低施工成本。文章对膨胀土地区目前常用的支护方法作出简单的阐述与分析，期望能为相关研究提供一定的参考。1土钉墙支护土钉墙支护技术是以新奥法理论为基础发展起来的，是一种应用较广泛的支挡技术，主要用于基坑开挖、天然作用或人工改造形成的边坡。土钉墙支护的混凝土面层较好地解决了膨胀土遇水膨胀、失水收缩的工程特性，使膨胀土失去了与外界的环境联系。膨胀土经常由于应变软化而引起强度降低，而土钉加固边坡后阻止了膨胀土体沿坡面的膨胀与蠕变位移，减少了此现象的发生。膨胀土地区土钉墙的施工作业是分步式的，且边开挖边支护，因而能较小限度地扰动原状土体，充分调动了土体自身的稳定性和结构强度。土钉墙施工简便且灵活，使其在经济上也优于其它基坑支护结构。2微型钢管桩复合土钉墙支护微型钢管桩复合土钉墙是传统土钉墙与微型钢管桩工艺的新组合。微型钢管桩复合土钉墙支护主要是通过植入土钉、钢管桩增加复合土体的刚度，变形达到保护以提高基坑稳定性。由文献[1]可知，虽然在成都膨胀土地区已成功使用微型钢管桩复合土钉墙支护技术，但该支护技术在膨胀土基坑中的作用机理、设计标准与方法都尚未研究清楚，故后续研究可以针对该方面进行探讨。3SMW工法结合预应力锚杆支护SMW工法在施工中对周围环境影响较大，而且SMW工法一般采用内支撑来平衡围护墙背的受力，内支撑系统的设置占据了内部空间，对基坑开挖和回填会造成一定的影响。因此，选择锚杆系统作为支撑体系，将锚杆与SMW工法桩结合起来是有必要的。根据文献[2]，该支护体系在淮南弱膨胀土基坑支护的应用，可知该支护结构能取得较好的支撑效果并节约成本和缩短工期。但该技术在一些方面仍需要深入的研究，因为该项组合技术属于新的支护形式，膨胀土在淮南地区也是首次使用，故对其受力机理和施工方法等方面都有待进一步研究。4排桩支护4.1悬臂桩支护在膨胀土基坑中的应用在地层的土质、水文地质情况、变形控制要求很严格且场地范围允许条件有限情况下，相对安全度高的支护方案可以采用悬臂桩进行支护。在该支护形式下基坑壁的稳定与结构的安全主要依靠嵌入坑底土内的深度与结构的抗弯能力来维持。4.2双排桩支护在膨胀土基坑中的应用双排桩支护结构是在地基土中设置两排平行桩，前后两排桩体成矩形或梅花形布置，在两排桩顶用刚性冠梁将其连接，沿坑壁平行方向，形成门字形空间结构。由于双排桩支护结构具有较大的侧向刚度，可有效限制支护结构的侧向变形，其支护深度比一般悬臂式结构要大。双排桩支护技术在膨胀土中应用成功的实例比较多，现已广泛应用于成都地区的膨胀土支护中[3、4]。采用双排桩基坑支护结构形式需注意前后排桩的间距，要充分发挥前后排桩来共同抵抗土压力。4.3局部双排桩在膨胀土基坑中的应用基坑处于膨胀土分布区域且场地属Ⅲ级阶地的，基坑支护体系受力构件不得使用锚索（杆）。传统双排桩与内支撑型式存在占用空间大、工期长等问题，而单一的悬臂式单排桩由于受自身刚度影响,开挖后其顶部位移较大，对基坑安全产生较大的影响。局部双排桩则能够充分发挥双排桩优势，且具有经济、安全等优点，是一种适用于膨胀土地区的支护结构。局部双排桩适用于开挖深度为8～12m基坑工程，它的受力机理与单排桩具有本质区别。该支护形式与拉锚结构相比，可以有效减少对土体的扰动，降低对周围建筑物的危害；与内支撑结构相比，该支护形式不占用基坑内空间。在膨胀土地区采用局部双排桩支护结构可以很好地控制基坑的变形，降低施工风险。5结论通过对膨胀土基坑支护方式的分析总结，得出了以下结论:1）膨胀土地区的基坑支护设计，需针对本地区膨胀土的工程特性选择合适的基坑支护方式，并做好该地区类似工程经验的收集和调查。当膨胀土膨胀力不明时，建议采用安全系数高、抵抗变形能力强的支护结构，虽然造价不是最经济的，但能大大提高对潜在风险的抵抗能力。2）对膨胀土基坑支护进行设计时，除考虑抗剪强度降低产生的影响外，还应考虑膨胀土膨胀产生的影响。同时，在施工过程中应严格控制施工用水对膨胀土膨胀力的激发作用，避免给基坑支护带来不利影响，确保基坑安全。参考文献:[1]李冬.微型钢管桩复合土钉墙在成都东郊锦绣城基坑工程中的应用研究[D].成都:成都理工大学,2014.[2]洪翠翠.淮南弱膨胀土SMW工法深基坑支护可行性研究[D].淮南:安徽理工大学,2016.[3]赵克俭，易春艳.双排桩支护在膨胀土地区的运用[J].岩土工程与地下工程,2013,33(4):68-69.[4]彭莹.双排桩基坑支护在膨胀土地区的工程应用[J].土工基础,2013,27(4):1-3.[5]王洪波.基坑护壁桩承压型囊式扩体预应力锚法在膨胀土中的试验研究及工程应用[D].衡阳:南华大学,2016.作者：阚浩钟单位：安徽理工大学土木建筑学院