基坑支护施工中钢板网的设计及技术探讨
引言
土钉墙支护具有施工便捷、工程造价相对较低廉的优点,因而已被广泛地应用于中小型基坑支护工程。但是土钉墙中钢筋网的编扎施工比较繁琐,影响了施工进度,同时因为钢材价格上浮,土钉墙支护的工程造价也越来越高。在郑州某住宅楼基坑工程中,尝试使用了造价相对较低、施工更加简便快捷的钢板网来替换钢筋网,获得了显著的成效。下面主要介绍钢板网在土钉墙支护结构中的施工应用以及与使用钢筋网的经济性比较。
一) 基坑支护方法择选
1.1工程基本概况:
开挖深度范围内一般为粉砂或粉土,性质较好,又因为历史地下水最高水位14. 0 m左右,而本场地建筑物最大基础埋深5.6 m,故地下水对基坑开挖无影响,本工程可不考虑降水方案。由于本工程地形平坦,基坑离周边建筑物较远,开挖过程中对周边建筑沉降影响不大,但基坑周边有管线和道路需要进行保护,对施工有一定的要求。
根据以上特点,支护考虑了如下方案:
(1) 排桩加内支撑。优点是工艺比较成熟,可以有效地控制位移值,结构牢靠,但是造价比较 髙,而且因为混凝土需要养护期,工期较长,内支撑对土方开挖也有一定的影响。
(2) 钢板桩支护。钢板桩应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单,投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形会有一定影响。
(3) 土钉墙支护。土钉墙支护结构是边开挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝土形成混凝土面板,从而形成加筋土重力式挡墙达到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土,粉土,杂填土,淤泥质及地下水位以下且未经降水处理的土层不适用。由于土钉墙支护结构施工能与土方开挖同步进行,施工速度快,可大大节省工期,并且施工设备轻便,需场地较小,具有经济、安全、可靠等优点,而该场地的砂性土、粉土适合土钉支护,因而是一种非常经济有效的支护形式。经以上综合分析比较,结合郑州目前较成熟的施工方法,考虑施工期间可能出现的气候条件,从安全、经济、工效几方面考虑,确定两栋楼的基坑工程支护结构均采用土钉墙支护结构。 开挖深度范围内一般为粉砂或粉土,性质较好,又因为历史地下水最高水位14. 0 m左右,而本场地建筑物最大基础埋深5.6 m,故地下水对基坑开挖无影响,本工程可不考虑降水方案。由于本工程地形平坦,基坑离周边建筑物较远,开挖过程中对周边建筑沉降影响不大,但基坑周边有管线和道路需要进行保护,对施工有一定的要求。
根据以上特点,支护考虑了如下方案:
(1) 排桩加内支撑。优点是工艺比较成熟,可以有效地控制位移值,结构牢靠[2] ,但是造价比较髙,而且因为混凝土需要养护期,工期较长,内支撑 对土方开挖也有一定的影响。
(2) 钢板桩支护。钢板桩应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单,投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形会有一定影响。 (3) 土钉墙支护。土钉墙支护结构是边开挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝土形成混凝土面板,达到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土,粉土,杂填土,淤泥质及地下水位以下且未经降水处理的土层[4]不适用。由于土钉墙支护结构施工能与土方开挖同步进行,施工速度快,可大大节省工期,并且施工设备轻便,施工所需场地较小,具有经济、安全、可靠等优点,而该场地的砂性土、粉土适合土钉支护,因而是一种非常经济有效的支护形式。经以上综合分析比较,结合郑州目前较成熟的施工方法,考虑施工期间可能出现的气候条件,从安全、经济、工效几方面考虑,确定两栋楼的基坑工程护结构均采用土钉墙支护结构。
3.支护结构设计施工
3.1荷载设定及计算
该工程两个基坑的剖面图见图1和图2,根据基坑周边环境条件,基坑周边荷载性质均按一级地面均布荷载15kPa考虑,计算模式采用超级土钉墙
支护计算。依据《建筑地基基础设计规范》[5] (GB50007 -2002),基坑1-1剖面计算结果:
1)基底平均压力设计值93.0 <260.0(kPa);
2) 基底边缘最大压力设计值109. 6 < 1. 2
x260.0(kPa);
3) 稳定外部抗滑系数L 673 > 1.300;
4) 外部稳定抗倾覆安全系数11.862 >1.600。
基坑剖面计算结果:
1) 基底平均压力设计值100.5 <260.0(kPa);
2) 基底边缘最大压力设计值115. 6 < 1. 2 x
260.0(kPa);
3) 稳定外部抗滑系数L 565 > 1.300;
4) 外部稳定抗倾覆安全系数10.123 > 1.600。经土钉长度验算、抗滑动稳定性计算及抗倾覆稳定性计算,安全系数均满足规范要求。详细的土
钉请见下列表格。
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