基坑各类围护结构的优缺点分析2007

第33卷第18期 ·84· 2007年6月 山 西 建 筑 SHANXIARCHlTECrI瓜E V01．33No．18 Jun．2007 文章编号：1009—6825(2007)18．0084。02 地铁基坑各类围护结构的优缺点分析 张春强 摘要：介绍了土钉墙支护、柱列桩+止水帷幕、sMw工法桩、钻孔咬合桩、地连墙、人工挖孔桩等几种基坑围护的主要 结构形式，并对各种工法的施工 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 及其优缺点进行了分析，最后探讨了施工体会，为相关工程基坑围护结构的选择提 供了指导。 关键词：地铁基坑，围护结构，SMW工法，土钉墙 中图分类号：U231．3 文献标识码：A 随着经济的发展，人民生活水平的不断提高以及农村人口不 断向城市的涌进和私家汽车的增多，城市交通正变得日益拥挤， 全国各地大、中城市都在发展地下轨道交通。城市地铁的施工也 正在变成我国建筑市场的一大特色，地铁工程方面的工程投资、 安全质量、工期及优质服务等各方面也引起了各城市地铁公司的 高度关注。对于地铁明挖法施工，施工风险主要集中在土建施工 的基坑开挖阶段，基坑围护结构安全稳定是能否顺利开挖的关键 因素之一。 1 基坑围护主要结构形式(见表1) 表1基坑围护结构形式 序号 支护类型 场地情况 周围环境 地层条件 1 放坡土钉墙支护 场地开阔 无大型建筑物 含水量较少 2 柱列桩+止水帷幕 各种情况 各种情况 软土地层 基坑深度 3 SMW工法桩 各种情况 软土地层不大于15m 4 钻孔咬合桩 各种情况 各种情况 软土地层 5 地连墙 各种情况 各种情况 软土地层 6 人工挖孔桩 各种情况 各种情况 粘土层、岩层 2各类工法的施工工艺及关键技术 2．1土钉墙支护施工 其关键技术在于土钉与钢筋网片形成整体连接和土钉注浆 施工环节。土钉墙施工工艺见图1。 图1 土钉墙施工流程图 2．2柱列桩+止水帷幕 柱列桩+止水帷幕是内侧一排钻孔灌注桩(桩间距一般20∞) 和外侧连续三轴深搅桩(桩问咬合一般为25cnl)做止水帷幕的方 法，其工艺比较简单。 2．3 SMW工法桩 其施工工艺见图2。 测量放线 开挖导沟 刚Ⅳ搅拌机架设卜二———可 l设置导向定位钢板 蚴r搅拌机就位 F忑彳 塞圭竺望l叫堡全坚型塑 V I施工完毕 ’ 型钢回收 型钢拔出后注浆 H型钢涂减摩擦材料 圈2 SMW型钢水泥土复合搅拌桩施工工艺流程图 2．4钻孔咬合桩施工工艺原理 钻孔咬合桩是采用机械钻孔施工，桩与桩之间相互咬合的一 种基坑围护结构。施工主要采用“套管钻机+超缓凝型混凝土” 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，桩的排列方式为一根素混凝土桩(A桩)和一根钢筋混凝土 桩(B桩)间隔。如图3所示，先施工A桩，后施工B桩，A桩混凝 土采用超缓凝型混凝土，要求在A桩混凝土初凝之前完成B桩的 施工，B桩施工时，利用套管钻机的切割能力切割掉相邻A桩相 交部分的混凝土，实现咬合。 图3 钻孔咬合桩平面示意图 其工艺流程及操作要点： 导墙施工一套管钻机就位对中一吊放第一节套管一测控垂 直度一压入第一节套管一校对垂直度一抓斗取土，套管逐节钻进 一根据地质情况进行注水反压一旋挖机终孔一测量孔深一清孔 一B桩吊放钢筋笼一吊放混凝土导管一灌注混凝土一测定混凝 土面一桩机移位。 2．5地连墙施工 地下连续墙施工采用液压抓斗(如M卜Ⅱ．一60100AY型、MAL一 80120AY型)和履带式起重机配套的挖槽机成槽，钢筋笼现场整 体加工成形，采用150t+50t履带吊机吊装到位，最后进行水下 混凝土灌注。 施工工艺流程详见图4。 收稿日期：2007。03—12 作者简介：张春强(1972一)，男，工程师，中铁十九局集团有限公司，辽宁辽阳111000 万方数据 第33卷第18期 2007年6月 张春强：地铁基坑各类围护结构的优缺点分析 ·85· 蓠H蓁 网犀 埋型L塑 振动筛与l。眄再丽运壅 旋流器一参、若：至r一 蓁H萋lI冀l I萋l l蓁 挖 槽 耋懵黼 f鬯 黥 I萋翼H组艚装tll挖t@H銎慧I—丽栅I轨道一⋯。一一就位I l翌壁垄型!!I 图4 地下连续墙施工工艺流程图 2．6人工挖孔桩施工工艺 施工准备一浇筑锁口混凝土一吊装机械就位一分层开挖(每 层1m)一安装护壁钢筋一支立半月型钢模一浇筑护壁混凝土一 下一循环施工直到桩底一吊装钢筋笼一浇筑围护桩基混凝土。 3各类围护结构优缺点分析 3．1土钉墙支护 其优点是： 1)施工方法简单，方便操作。2)造价最低。 其缺点是： 1)要求场地开阔且无任何周边建筑物影响的条件下方可实 施；2)要求场地地下水较少，地质条件相对较好。 3．2柱列桩+止水帷幕 其优点是： 1)施工造价较低。2)施工方法较为简单，施工机械也较多。 3)易于分段进行施工。 其缺点是： 1)施工用电量较大，重复占用施工场地，相对工期长；2)场地 污染大，泥浆多，文明施工不易保持。 3．3钻孔咬合桩 其优点是： 1)钻孔咬合桩的桩间互相咬合，形成排桩整体受力，抗荷载 能力最强，且具有很好的防水效果。2)全桩套管跟进成孔施工， 不易塌孔、振动小，特别适合紧邻地下管线等构筑物的施工。3) 无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好。4)成桩垂直度好，整体 性强，节约混凝土。5)利用套管成桩可设砂桩的优点，围护结构 可分段施工，对一些施工场地小、工期紧、交叉施工干扰大的工程 可做到见缝插针，节约施工场地和工期。 其缺点是： 1)造价较高；2)须对接头桩进行旋喷桩堵漏处理，特别是在 粉细砂层效果不大理想。 3．4SI订W工法桩 其优点是： 1)造价较低，用过的型钢能够回收。2)成桩止水效果好，若 水泥掺量达到25％效果会更好些。3)分段施工容易处理，不会形 成施工缝。4)施工进度快。 其缺点是： 1)机械施工用电量较大；2)在粉细砂层易产生抱钻现象；3) 其基坑围护结构属柔性支护，不适合太深基坑。 3．5地连墙 其优点是： 1)整体受力，抗荷载能力强，特别适合深基坑。2)通过锁I=1 管，容易进行分段施工。3)具有最佳的防、止水效果。4)基坑开 挖后，坑壁表面平整，易于防水层施工。5)施工进度快。 其缺点是： 施工造价最高，主要机械设备为进口设备且配套设备多为大 型设备。 3．6人工挖孔桩 其优点是： 1)施工造价低。2)其设备简单，易于大批量上场同时施工， 施工灵活度高。3)无泥浆、噪音低、文明施工、环保效果好。4)成 桩垂直度好，整体性强。 其缺点是： 1)人员施工风险大；2)地质条件要好，不适合进行淤泥层和 流砂层施工。 4施工体会 地铁工程围护结构的多样化解决了在城市施工中施工多样 性和复杂性。选用何种类型围护结构施工，还是根据其场地的具 体情况、地质条件和施工工期等因素确定。 通过施工实践证明，以上几种常用围护结构都是较好的深基 坑围护结构形式，但土钉墙对场地要求条件和地质条件较高，适 合郊区地铁施工。人工挖孔桩只对地质条件要求较高，能适合各 种场地情况。其他四种围护结构适用于软土地层，尤其适用于淤 泥、流砂等不良地层的城区基坑工程，对于基坑深度在15m以内 的，采用SIVlW工法桩是比较可靠和经济的，对于深基坑则采用地 连墙较好。这也是从地下工程防、止水的主要特性上考虑和从城 区施工工期上考虑。 参考文献： [1]GB50299—1999，地下铁道 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 及验收规范[s]． [2]夏明耀，曾进论．地下工程设计施工手册[M]．北京：中国建筑 工业出版社，1999． [3]刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版 社。1997． [4]JTJ94—94，建筑桩基技术规范[S]． Analysisofadvantagesanddisadvantagesof variousenclosurestructuresofsubwayfoundationpit ZHANGChun-qiang Abstract：Thefollowingpaperintroducesseveralmainstructuralconfigurationsofenclosurestructuresforfoundationpitassoilnailingwall support，row-pileandwaterstopcurtain，SMWconstructionmethod，drillingocclusivepile，diaphragmretainingwallandmanualdigging pile，analyzestheirconstructiontechnologies，advantagesanddisadvantages，anddiscussestheconstructionexperience，whichtoofferaguid— ancefortheselectionofenclosurestructuresforrelevantengineeringfoundationpits． Keywords：subwayfoundationpit，endosurestructure，SMWconstructionmethod，solInailingwall 万方数据 地铁基坑各类围护结构的优缺点分析 作者： 张春强， ZHANG Chun-qiang 作者单位： 中铁十九局集团有限公司,辽宁辽阳,111000 刊名： 山西建筑 英文刊名： SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 2007，33(18) 引用次数： 0次 参考文献(4条) 1.GB 50299-1999.地下铁道工程施工及验收规范 2.夏明耀.曾进论 地下工程设计施工手册 1999 3.刘建航.侯学渊 基坑工程手册 1997 4.JTJ 94-1994.建筑桩基技术规范 相似文献(10条) 1.期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 王晓林.WANG Xiao-lin SMW工法在地铁基坑围护结构中的应用 -山西建筑2010,36(1) 通过具体工程实例,探讨了SMW工法在地铁基坑围护结构中的应用,介绍了SMW工法的施工工艺和施工机具,阐述了该工法施工的技术要点,指出该工法 能有效控制周边地面构筑物及地下管线的沉降,尤其适合在软土地基和建筑群密集的市区内实施. 2.期刊论文 张春强 钻孔咬合桩施工技术在地铁基坑围护结构中的应用 -黑龙江科技信息2007,""(15) 钻孔咬合桩作为一种新型施工技术,由于优点突出,目前正在国内城市地铁基坑支护中广泛采用,其中南京地铁二号线所街站工程基坑围护结构采用此 施工技术,取得了良好的效果. 3.期刊论文 赵建军.ZHAO Jian-jun SMW围护结构在上海地铁基坑中的应用 -山西建筑2007,33(7) 结合上海某地铁车站的施工方法及监测数据,对该围护形式在地铁深基坑中的应用作了初步分析和总结,并提出了一种估算内插型钢弯矩的方法,可以 较好的应用在工程实践中,指出该工法在地铁车站基坑施工中具有良好的应用前景. 4.期刊论文 张辉.王建华 地铁车站基坑变形的影响因素和控制措施分析 - 建筑施工 建筑施工总承包合同建筑施工企业管理制度建筑施工合同书建筑施工合同协议书房屋建筑施工合同 2010,32(2) 为了指导苏州地铁基坑工程设计,保证施工安全,在分析了地铁车站深基坑工程各主要因素对基坑变形特性的影响后,进一步探讨了各种施工措施对控 制基坑变形的效果. 5.期刊论文 陈宁.竺维彬 地铁基坑围护结构SMW工法及其应用 -安徽冶金科技职业学院学报2004,14(2) 通过介绍南京地铁一号线新街口站南延段基坑围护结构SMW工法的应用实例,并从应用效果与其它工法对比等方面加以分析,探讨SMW工法在地铁基坑 围护中的应用前景. 6.期刊论文 刘钰.高芳清.朱林.Liu Yu.Gao Fangqing.Zhu Lin 成都地铁基坑围护结构钢支撑的应力监测分析 -路 基工程2009,""(2) 通过成都地铁一号线火车南站钢支撑围护体系的工程实例,阐述了钢支撑内支撑体系的应力监控方案,结合基坑开挖的工程环境,对钢支撑轴力变化的 典型历程进行了分析. 7.学位论文 朱川鄂 天津地铁基坑支护结构研究 2005 深基坑工程是当前十分关注的岩土工程热点，也是技术复杂，综合性很强的难点，又是提高工程质量，减少工程事故的重点。 深基坑工程具有很强的区域性和个性。在工程和水文地质条件不同的环境中，基坑工程的差异性很大，即使同一城市不同区域的基坑工程也有差异 。另外，基坑工程不仅与工程地质和水文地质条件有关，还与基坑相邻的建筑物、构筑物及其他地下设施的位置、抵抗变形的能力、重要性以及周围场 地条件有关。 近年来，天津市的高层建筑和地下铁道的修建越来越多。由于天津市临近渤海，地下水量丰富，埋藏浅，岩性主要为杂填土、粉质粘土、粉土及淤 泥质粉质粘土。如何在地下水位较高的沿海软土地区进行深基坑施工已成为设计及施工人员十分棘手的问题。针对这种状况，结合天津地铁3号线华苑站 深基坑工程实例，本文着重对深基坑主体围护结构——钻孔咬合桩这一新型地下连续墙的施工进行了理论探讨与实践分析，并在深基坑开挖过程中对局 部工况的优化，无论是社会效益还是经济效益，效果都十分显著，具体研究内容如下：①钻孔咬合桩的施工。由于钻孔咬合桩是国内地下工程深基坑围 护结构的一种新型式、新工艺，通过围护结构方案比较本深基坑工程主体围护结构全部采用钻孔咬合桩，且桩长深达32.8m，在国内首次遇到。本文详细 地论述了钻孔咬合桩的施工工艺、关键技术的质量控制、施工中常见事故桩的处理办法等。 ②基坑开挖时多道钢支撑的验算及钢支撑的优化。由于本基坑深达18.5m，原设计有4～5道钢支撑，中间采用倒撑，施工周期长、投入费用大。我们 通过弹性地基梁法进行优化设计，调整钢支撑位置，减少倒撑，从而降低了工程造价，缩短了施工工期。 通过本文的研究，希望能为今后在沿海软土地区推广使用钻孔咬合桩，并为这种新型深基坑围护结构提供实践经验，也能为天津市的深基坑工程优 化设计与施工提供一个范例，从而不断完善深基坑结构支护型式，促进深基坑理论向科学合理的方向发展，以求减少工程事故的发生，获得良好的经济 效益和社会效益。 8.期刊论文 李鸿森.蔡作华 复合型土钉支护在地铁基坑围护结构中的应用 -中国科技信息2008,""(12) 传统的土钉墙支护适用于地下水位较低或人工降水后的粘性土、粉土、非松散砂土等自立性能较好的土层中.但对于软弱的淤泥质土层、粉砂性土层 采用土钉墙支护既提高不了喷射混凝土面层与土钉、主体之间的粘结力;也解决不了地下渗水,基坑降水;边坡稳定也难以保证.但复合型土钉支护不但具 有土钉墙的功能,而且解决了主体的隔水性、自立性.南京地铁一号线西延线奥体中心站,基坑深度9～11朱,基坑地质条件为软弱淤泥质土层、砂性土层 ,地表水丰富,地下水有潜水和承压水,采用了复合型土钉支护,取得一定的工程经验和很好的经济效果. 9.学位论文 李高明 北京地铁基坑灌注桩内支撑围护结构设计优化及应用 2007 本文对北京市地铁5号线、10号线与4号线的基坑围护工程设计现状进行了调查、统计与分析，指出了北京市地铁基坑围护结构的以下特点： 1)除了极个别明挖车站围护结构采用排桩锚体系，明挖车站基坑的围护结构体系均采用钻孔桩内支撑体系； 2)在钻孔桩+内支撑体系中，钻孔桩的参数绝大多数为Φ800@1400；个别车站为Φ600@1200； 3)内支撑几乎都采用Φ609，t=12或t=14的钢管支撑，一般都设置3道支撑，底板以上一道，中板以上设置一道，冠梁上设置一道；支撑水平间距采 用3m。 现有北京地铁建设中地铁深基坑工程围护结构设计现状中存在以下几个值得探讨的问题： 1)现有北京地铁基坑围护结构设计单一。 2)从经济角度出发，存在地层物理特性和建设投资双重浪费。 3)从科技发展角度出发，北京地铁基坑围护设计世袭了以往保守设计思路，与科技发展存在滞后，不能体现科技就是生产力特点，需要科研工作的 深入。 可见北京市地铁基坑围护结构单一，在支护参数选择及内支撑的布置上也相互一致，存在很大的优化空间。很有必要对北京明挖地铁施工的围护结 构设计进行优化，以达到北京地铁施工经济和高效的双重目的。这正是作者撰写本文的目的意义。 本文主要研究北京地铁车站基坑支护采用灌注桩+内支撑围护结构设计的优化及应用，了解其原设计方案的设计参数、设计理论及设计结果；结合太 阳宫地铁车站工程实际施工条件，输入FRWS软件分析原理的各项现场设计实际参数，进行了地铁基坑灌注桩内支撑围护结构设计优化，对比了设计优化 结果与原设计方案，确定优化方案的可行性、安全性；在地铁基坑围护结构优化工程的关键施工环节，作者通过实际工程的施工详细规划研究，有效优 化了施工管理，提高了工序的衔接效率，成功完成围护结构的施工过程。研究中结合现场监测工作，根据现场监测工作的结果分析，对实际工程的优化 结果进行了有力验证。 通过太阳宫地铁车站工程实例的优化及应用，得出以下主要结论： 北京地铁基坑围护结构的方案优化具有相当的可行性； 结果表明通过合理严格的施工管理和现场监测，太阳宫地铁车站围护结构的优化方案较原设计方案节省了工期、提高了工作效率，也产生了经济效 益： 本文对围护结构优化设计仅是对于围护结构中的钢支撑的材料与支撑间距进行有效的优化工作，针对北京地铁基坑围护结构的优化工作仍存在很多 研究领域，需要更为深入的研究工作。 10.会议论文 张瑾.叶盛 基于实测数据的基坑围护结构渗漏风险辨识 2008 随着城市建设的发展，基坑开挖深度越来越深，所面临的风险也逐渐增加。基坑围护结构渗漏是发生频率较高、后果较为严重的险情。通过收集近 年来上海市地铁基坑的大量实测数据、工程资料和施工工况，找出了基坑渗漏风险发生时的监测数据表征和一般变形规律，并分析了相应的变形原理 ，最后提出了一些治理措施和建议，以期为类似工程提供有益借鉴。 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_shanxjz200718052.aspx 下载时间：2010年6月13日