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基坑支護設計中,不同支護類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)分析
在基坑支護設計中,不同支護類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)需結合地質(zhì)條件、施工環(huán)境、成本及變形控制需求綜合評估。以下是對常見(jiàn)支護類(lèi)型的詳細分析:
1. 排樁支護
結構形式:由混凝土灌注樁、人工挖孔樁或預制樁組成,可單獨使用或與止水帷幕(如高壓旋噴樁)結合。
適用條件:軟土、中等深度基坑(一般<15m),需兼顧擋土與止水。
優(yōu)點(diǎn)
剛度大:樁體抗側移能力強,適用于較深基坑。適應性廣:可根據地質(zhì)調整樁徑、樁長(cháng)和樁間距??膳浜掀渌胧喝缗c錨桿、內支撐結合,增強穩定性。
缺點(diǎn)
需止水措施:樁間易滲水,需增設止水帷幕或高壓注漿。成本較高:樁體施工成本高于土釘墻等,且需配合復雜工序。施工周期長(cháng):成樁需專(zhuān)用設備(如旋挖鉆機),工期較長(cháng)。
典型問(wèn)題:在砂土層中易塌孔,需泥漿護壁;樁間止水失效可能導致管涌。
2. 地下連續墻
結構形式:現場(chǎng)澆筑的鋼筋混凝土連續墻體,深度可達30m以上。
適用條件:超深基坑(>20m)、周邊環(huán)境復雜(如緊鄰地鐵、建筑物)。
優(yōu)點(diǎn)
止水性能極佳:墻體連續無(wú)接縫,無(wú)需額外止水措施。剛度極高:變形小,適用于對周邊保護要求高的工程??勺鳛榈叵陆Y構外墻:直接作為地下室墻體,節省成本。
缺點(diǎn)
成本高昂:成槽機施工費用高,混凝土澆筑要求嚴格。施工復雜:需專(zhuān)用設備,對復雜地層(如堅硬巖石)適應性差。污染風(fēng)險:泥漿處理不當可能污染環(huán)境。
典型問(wèn)題:在軟土中需設置支撐系統(如鋼支撐),否則易受壓屈曲。
3. 土釘墻
結構形式:通過(guò)鉆孔注漿形成土釘,表面噴射混凝土面層。
適用條件:穩定土層、地下水位低、淺基坑(<10m)。
優(yōu)點(diǎn)
經(jīng)濟高效:材料與施工成本低,適合短工期項目。施工便捷:機械鉆孔與噴射混凝土可快速完成。柔性支護:允許土體適度變形,適用于軟土區。
缺點(diǎn)
土層要求高:松散砂土、高水位區易失效,需配合降水或微型樁。變形較大:深基坑中位移可能超過(guò)規范限值(如>30mm)。耐久性問(wèn)題:噴射混凝土面層易開(kāi)裂,長(cháng)期穩定性存疑。
典型問(wèn)題:超挖或注漿不飽滿(mǎn)會(huì )導致土釘承載力下降。
4. 水泥土攪拌樁
結構形式:通過(guò)攪拌機將水泥漿與土體混合,形成重力式擋墻。
適用條件:軟土、臨時(shí)支護、臨時(shí)性工程(如基坑深度<7m)。
優(yōu)點(diǎn)
成本低廉:材料簡(jiǎn)單,施工機械輕便。止水效果較好:連續墻體可阻隔地下水。環(huán)保性佳:無(wú)泥漿污染,適用于市區敏感區域。
缺點(diǎn)
抗側壓力弱:墻體強度低(一般1~2MPa),易開(kāi)裂變形。工期長(cháng):分層攪拌施工速度慢,受天氣影響大。整體性差:接頭處易滲漏,需設置格柵或型鋼增強。
典型問(wèn)題:在含礫石地層中攪拌困難,成墻質(zhì)量不穩定。
5. 放坡開(kāi)挖
結構形式:階梯式放坡,坡率根據土質(zhì)確定(如砂土1:1,黏土1:0.75)。
適用條件:土質(zhì)良好、地下水位低、場(chǎng)地開(kāi)闊的淺基坑(<5m)。
優(yōu)點(diǎn)
經(jīng)濟性最優(yōu):無(wú)需支護結構,直接開(kāi)挖。施工簡(jiǎn)單:無(wú)需大型設備,適合短工期。便于排水:自然放坡利于地表水排泄。
缺點(diǎn)
占用空間大:坡體體積增加土方量,密集區無(wú)法實(shí)施。變形不可控:軟土中易發(fā)生滑移或坍塌。適用性窄:僅限淺基坑和簡(jiǎn)單地質(zhì)條件。
典型問(wèn)題:坡頂超載(如堆土、車(chē)輛)易引發(fā)失穩。
6. 內支撐系統
結構形式:鋼支撐(鋼管、型鋼)或混凝土支撐組成的網(wǎng)格體系。
適用條件:大深度基坑(>15m)、軟土地區、周邊環(huán)境敏感。
優(yōu)點(diǎn)
變形控制強:支撐剛度大,可有效限制基坑位移(<20mm)。適應性強:可配合樁錨支護或地下連續墻使用。靈活性高:可分區開(kāi)挖,靈活調整施工順序。
缺點(diǎn)
成本高:鋼材用量大,混凝土支撐拆除費用高。工期影響:支撐拆除需等待混凝土強度達標,延誤后續施工。施工復雜:需精準計算支撐軸力,安裝精度要求高。
典型問(wèn)題:鋼支撐銹蝕需防腐處理,混凝土支撐可能因收縮產(chǎn)生裂縫。
支護類(lèi)型選擇關(guān)鍵因素
地質(zhì)條件:軟土優(yōu)先選地下連續墻或內支撐;砂土需防滲透,可選排樁+止水帷幕。巖石地層可采用錨桿或微型樁,避免攪拌樁。環(huán)境要求:鄰近建筑物時(shí),地下連續墻或樁錨支護更優(yōu)。環(huán)保敏感區宜用水泥土攪拌樁或放坡。經(jīng)濟性:淺基坑選土釘墻或放坡;深基坑需權衡內支撐與地下連續墻成本。工期:土釘墻施工快,適合緊急工程;地下連續墻工期長(cháng)但可兼作結構墻。
剛性支護(地下連續墻、排樁):變形小但成本高,適用于復雜深基坑。柔性支護(土釘墻、放坡):經(jīng)濟但變形大,適合簡(jiǎn)單淺基坑。組合支護(樁錨、樁撐):平衡經(jīng)濟性與控制能力,是中等深度基坑的首選。
實(shí)際設計中需結合數值模擬(如有限元分析)和現場(chǎng)監測,動(dòng)態(tài)優(yōu)化支護方案,確保安全與經(jīng)濟性的統一。
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