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基坑加固

来源:新时代加固公司     发布时间:2018-05-25

  基坑工程中当场地内存在较为软弱的土层时,为了增强基坑支护体系的稳定性、控制周边围护结构的变形、给现场施工和土方开挖创造条件,可以考虑进行基坑土体加固。基坑土体加固主要指在基坑开挖施工期间发挥作用的临时性地基处理,意在改善土体的物理力学性能、提高被动区土体抗力、减小基坑支护结构的变形或增强基坑的稳定性。基坑土体加固通常采用搅拌桩、高压旋喷桩、注浆、降水等方法。基坑工程中应根据场地地质条件、周边环境的变形控制要求以及土方开挖的方式等情况,进行基坑土体加固的设计。

  按照土体加固的用途不同主要划分为以下几类:

  1. 基坑周边被动区土体加固

  在软土地基中,当周边环境保护要求较高时,基坑工程前宜对被动区土体进行加固处理,以便提高被动区土体抗力,减少基坑开挖过程中围护结构的变形。采用墩式加固时,土体加固一般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域;必要时,也可以考虑采用抽条加固或满堂加固。加固体的深度范围应从第二道支撑底至开挖面以下一定深度(上海地区的经验一般为开挖面以下 4m),考虑地表有施工机械运行需要时,也可以采用低水泥掺量加固到地面。

  

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  坑内加固平面布置示意图

  

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  上海某工程坑内加固平面和剖面示意图

  通常采用双轴水泥土搅拌桩或三轴水泥土搅拌桩进行被动区土体加固。根据加固深度不同可以选择不同的加固工艺,上海地区双轴水泥土搅拌桩的加固深度一般控制在 18m 以内;加固深度超过 18m 时,采用三轴水泥土搅拌桩。采用水泥土搅拌桩重力式挡墙作为周边围护结构时,被动区土体加固应与重力式挡墙相互搭接,一起施工;采用其他围护结构形式时,围护结构与被动区土体加固之间的空隙采用压密注浆或高压旋喷桩进行填充加固。

  2. 场地内有浜土或淤泥质土等极软弱土层分布

  当场地周边存在极软弱的浜土和淤泥质土等地层时,应结合其分布特点对相应区域的土体进行加固。其一,当软弱土层影响基坑周边围护结构施工时,应预先加固处理,避免影响支护结构的施工质量;其二,在采用放坡、水泥土搅拌桩重力式挡墙或土钉墙等支护形式的无内支撑的基坑工程中,当软弱土层位于基坑周边区域时,容易出现土体滑动威胁基坑工程安全,应对该区域进行土体加固或换填增强边坡稳定性。如图 2.6-3 所示采用不同支护形式的基坑工程中,基坑周边有部分暗浜分布,为避免浜体影响支护体系的稳定性,采用水泥土搅拌桩对暗浜进行了低掺量的加固,在需要设置水泥土搅拌桩重力式挡墙时,暗浜范围的水泥掺量需要适当提高。

  当软弱土层位于基坑周边开挖范围内时,由于其多呈现流塑~软塑状态,且土体渗透性较差,疏干降水效果不理想,因此土方开挖有一定的困难。为了给土方开挖创造条件,加快施工进度,也可以对土体进行加固处理。

  

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  暗浜加固示意图

  由于暗浜分布通常较浅,因此可以采用双轴水泥土搅拌桩进行加固,加固体深度和平面范围应超出所需加固的暗浜的范围。水泥土搅拌桩可以采用各栅布置,换填加固时水泥掺量可以较低,满足施工工艺要求即可;当对加固体强度有一定要求时,水泥掺量较常规的水泥土搅拌桩施工时宜提高 3~5%。

  3. 基底深坑处理

  出于建筑功能的需要,电梯井和集水井等通常都比普遍基底开挖深度深。对于位于基坑周边的基底深坑或位于基坑中部、但落深较大的基底深坑应预先进行土体加固处理,落深特别大时还需设置板式支护保证基底深坑的侧壁稳定性。基底深坑加固应综合考虑基坑土体残余应力、落深深度、地下水处理等因素,按重力式挡土墙进行加固体深度和厚度的估算,必要时应进行封底加固处理。

  基底深坑加固的施工工艺选择较多,可以采用双轴水泥土搅拌桩、三轴水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、压密注浆等,其中基底深坑的周边加固多采用水泥土搅拌桩,也可以采用高压旋喷桩,深坑底部的封底加固可以采用压密注浆或高压旋喷桩。深坑加固主要在基坑开挖到普遍基底后进行深坑开挖时发挥作用,在普遍开挖深度较深的基坑工程中,根据施工工艺特点,采用高压旋喷桩进行加固通常具有较好的经济性,这主要是因为三轴水泥土搅拌桩在普遍基底到自然地坪的这段高度范围内也必须保证一定的水泥掺入比方可施工,而高压旋喷桩则只需对基底以下的部分进行喷射注浆。下图是基底深坑加固的一个典型示例,根据上海地区的经验,当基底深坑超过 1.5m 时需要进行深坑加固,深坑周边加固体的宽度约为深坑开挖深度的 0.8 倍;加固体的插入深度约为深坑开挖深度的 1.2 倍,且不少于封底加固的厚度。封底加固的厚度通常为 3m 左右。

  

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  基底深坑加固平面和剖面示意图

  4. 基坑周边运输通道区域

  基坑工程施工势必需要大量土方开挖以及运输的车辆的进出,因此在基坑工程开挖前,施工单位应进行周密的现场施工组织设计,并根据场地和市政条件确定土方运输的出入口。

  由于出入口位置将作为重载车辆频繁行驶的区域,因此宜事先对该区域进行必要的土体加固处理,并采用铺设走道板等方式扩散超载引起的压力,减少开挖过程中对邻近支护结构的受力和变形影响。

  各种基坑土体加固的方法应根据现场实际情况、加固体的深度和平面范围、施工可行性以及加固体施工对周边环境的影响程度等因素综合考虑确定。基坑土体加固通常在主体结构工程桩、周边围护结构、坑内立柱桩等结构施工完成之后且基坑开挖前进行施工,并在基坑开挖到相应标高时达到设计强度要求。

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