深基坑

深基坑

根據中華人民共和國住房和城鄉建設部于二○○九年五月十三日發布《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》中的附屬檔案,深基坑工程為:

(一)開挖深度超過5m(含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程。 (二)開挖深度雖未超過5m,但地質條件、周圍環境和地下管線復雜,或影響毗鄰建築(構築)物安全的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程

  • 中文名稱
    深基坑
  • 外文名稱
    Deep foundation
  • 定義規格
    超過5米以上的基坑
  • 術語所屬
    建築術語

定義

基坑工程主要包括基坑支護體系設計與施工和土方開挖,是一項綜合性很強的系統工程。它要求岩土工程和結構工程技術人員密切配合。基坑支護體系是臨時結構,在地下工程施工完成後就不再需要。

深基坑的定義:建設部建質200987號文關于印發《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知》規定:一般深基坑是指開挖深度超過5米(含5米)或地下室三層以上(含三層),或深度雖未超過5米,但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。

另外,基坑和基槽都是用來建築建築物的基礎的,隻是平面形狀不同而已.基坑是方形或者比較接近方形;,基槽是長條形狀的,而且有時候比較長.你要掌握的是它們的形狀的區別.

基坑是指底面積在27平方米以內(不是20),且底長邊小于三倍短邊的為基坑.

基槽是指槽底寬度在3米以內,且槽長大于3倍槽寬的為基槽.

也就是說,一般定義深基坑為:底面積在27平方米以內(不是20),且底長邊小于三倍短邊,開挖深度超過5米(含5米)或地下室三層以上(含三層),或深度雖未超過5米,但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。(反之則為淺基坑)

安全要求

超過一定規模的危險性較大的分部分項工程(深基坑)專項方案應當由施工單位組織召開專家論證會。實行施工總承包的,由施工總承包單位組織召開專家論證會。下列人員應當參加專家論證會:

(一)專家組成員;

深基坑

(二)建設單位項目負責人或技術負責人;

(三)監理單位項目總監理工程師及相關人員;

(四)施工單位分管安全的負責人、技術負責人、項目負責人、項目技術負責人、專項方案編製人員、項目專職安全生產管理人員;

(五)勘察、設計單位項目技術負責人及相關人員。

特點

1)基坑支護體系是臨時結構,安全儲備較小,具有較大的風險性。基坑工程施工過程中應進行監測,並應有應急措施。在施工過程中一旦出現險情,需要及時搶救。 在開挖深基坑時候註意加強排水防灌措施,風險較大應該提前做好應急預案。

2)基坑工程具有很強的區域性。如軟粘土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大。同一城市不同區域也有差異。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖都要因地製宜,根據在地情況進行,外地的經驗可以借鏡,但不能簡單搬用。

3)基坑工程具有很強的個性。基坑工程的支護體系設計與施工和土方開挖不僅與工程地質水文地質條件有關,還與基坑相鄰建(構)築物和地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性,以及周圍場地條件等有關。有時保護相鄰建(構)築物和市政設施的安全是基坑工程設計與施工的關鍵。這就決定了基坑工程具有很強的個性。因此,對基坑工程進行分類、對支護結構允許變形規定統一標準都是比較困難的。

4)基坑工程綜合性強。基坑工程不僅需要岩土工程知識,也需要結構工程知識,需要土力學理論、測試技術、計算技術及施工機械、施工技術的綜合。

5)基坑工程具有較強的時空效應。基坑的深度和平面形狀對基坑支護體系的穩定性和變形有較大影響。在基坑支護體系設計中要註意基坑工程的空間效應。土體,特別是軟粘土,具有較強的蠕變性,作用在支護結構上的土壓力隨時間變化。蠕變將使土體強度降低,土坡穩定性變小。所以對基坑工程的時間效應也必須給予充分的重視。

6)基坑工程是系統工程。基坑工程主要包括支護體系設計和土方開挖兩部分。土方開挖的施工組織是否合理將對支護體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開挖、步驟和速度可能導致主體結構樁基變位、支護結構過大的變形,甚至引起支護體系失穩而導致破壞。同時在施工過程中,應加強監測,力求實行信息化施工。

7)基坑工程具有環境效應。基坑開挖勢必引起周圍地基地下水位的變化和應力場的改變,導致周圍地基土體的變形,對周圍建(構)築物和地下管線產生影響,嚴重的將危及其正常使用或安全。大量土方外運也將對交通和棄土點環境產生影響。

支護結構

基坑工程是由地面向下開挖一個地下空間,深基坑四周一般設定垂直的擋土圍護結構,圍護結構一般是在開挖面基底下有一定插入深度的板(樁)牆結構;板(樁)牆有懸臂式、單撐式、多撐式。支撐結構是為了減小圍護結構的變形,控製牆體的彎矩;分為內撐和外錨兩種。

一、圍護結構

(一)基坑圍護結構體系

1.基坑圍護結構體系包括板(樁)牆、圍檁(冠梁)及其他附屬構件。板(樁)牆主要承受基坑開挖卸荷所產生的土壓力和水壓力,並將此壓力傳遞到支撐,是穩定基坑的一種施工臨時擋牆結構。

2.捷運基坑所採用的圍護結構形式很多,其施工方法、工藝和所用的施工機械也各異;因此,應根據基坑深度、工程地質和水文地質條件、地面環境條件等,特別要考慮到城市施工特點,經技術經濟綜合比較後確定。

(二)深基坑圍護結構類型

在我國套用較多的有板柱式、柱列式、重力式擋牆、組合式以及土層錨桿、逆築法、沉井等。

(1)工字鋼樁圍護結構

作為基坑圍護結構主體的工字鋼,一般採用i50號、i55號和I 60號大型工字鋼。基坑開挖前,在地面用沖擊式打樁機沿基坑設計邊線打入地下,樁間距一般為1.0~1.2m。若地層為飽和淤泥等松軟地層也可採用靜力壓樁機和振動打樁機進行沉樁。基坑開挖時,隨挖土方隨在樁間插入50mm厚的水準木板,以擋住樁間土體。基坑開挖至一定深度後,若懸臂工字鋼的剛度和強度都夠大,就需要設定腰梁和橫撐或錨桿(索),腰梁多採用大型槽鋼、工字鋼製成,橫撐則可採用鋼管或組合鋼梁。

深基坑

工字鋼樁圍護結構適用于黏性土、砂性土和粒徑不大于l00mm的砂卵石地層;當地下水位較高時,必須配合人工降水措施。打樁時,施工噪聲一般都在l00dB以上,大大超過環境保護法規定的限值。因此,這種圍護結構一般宜用于郊區距居民點較遠的基坑施工中。當基坑範圍不大時,例如捷運車站的出入口,臨時施工豎井可以考慮採用工字鋼做圍護結構。

·(2)鋼板樁圍護結構

鋼板樁強度高,樁與樁之間的連線緊密,隔水效果好,可重復使用。因此,沿海城市如上海、天津等地區修建地下鐵道時,在地下水位較高的基坑中採用較多;北京捷運一期工程在木樨地過河段也曾採用過。

深基坑

鋼板樁常用斷面形式,多為U形或Z形。我國地下鐵道施工中多用U形鋼板樁,其沉放和拔除方法、使用的機械均與工字鋼樁相同,但其構成方法則可分為單層鋼板樁圍堰、雙層鋼板樁圍堰及螢幕等。由于捷運施工時基坑較深,為保證其垂直度且方便施工,並使其能封閉合龍,多採用帷幕式構造。

(3)鑽孔灌註樁圍護結構

鑽孔灌註樁一般採用機械成孔。捷運明挖基坑中多採用螺旋鑽機、沖擊式鑽機和正反迴圈鑽機等。對正反迴圈鑽機,由于其採用泥漿護壁成孔,故成孔時噪聲低,適于城區施工,在捷運基坑和高層建築深基坑施工中得到廣泛套用。

鑽孔灌註樁鑽孔灌註樁

(4)深層攪拌樁擋土結構

深層攪拌樁是用攪拌機械將水泥、石灰等和地基土相拌合,從而達到加固地基的目的。作為擋土結構的攪拌樁一般布置成格柵形,深層攪拌樁也可連續搭接布置形成止水帷幕。

(5) SMW樁

SMW樁擋土牆是利用攪拌設備就地切削土體,然後註入水泥類混合液攪拌形成均勻的擋牆,最後,在牆中插入型鋼,即形成一種勁性復合圍護結構。

這種圍護結構的特點主要表現在止水性好,構造簡單,型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度,施工速度快,型鋼可以部分回收、重復利用。

(6)地下連續牆

地下連續牆主要有預製鋼筋混凝土連續牆和現澆鋼筋混凝土連續牆兩類,通常地下連續牆一般指後者。地下連續牆有如下優點:施工時振動小、噪聲低,牆體剛度大,對周邊地層擾動小;可適用于多種土層,除夾有孤石、大顆粒卵礫石等局部障礙物時影響成槽效率外,對黏性土、無黏性土、卵礫石層等各種地層均能高效成槽。

地下連續牆施工採用專用的挖槽設備,沿著基坑的周邊,按照事先劃分好的幅段,開挖狹長的溝槽。挖槽方式可分為抓鬥式、沖擊式和回轉式等類型。在開挖過程中,為保證槽壁的穩定,採用特製的泥漿護壁。泥漿應根據地質和地面沉降控製要求經試配確定,並在泥漿配製和挖槽施工中對泥漿的相對密度、黏度、含砂率和pH等主要技術性能指標進行檢驗和控製。每個幅段的溝槽開挖結束後,在槽段內放置鋼筋籠,並澆築水下混凝土。然後將若幹個幅段連成一個整體,形成-個連續的地下牆體,即現澆鋼筋混凝土壁式連續牆。

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