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基坑支護(hù)是保障地下結(jié)構(gòu)施工安全和周邊環(huán)境穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù),根據(jù)地質(zhì)條件、基坑深度及周邊環(huán)境的不同,主要可分為以下幾類:
1. 排樁支護(hù)
排樁支護(hù)通過在基坑周邊設(shè)置連續(xù)或間隔的樁體(如鋼筋混凝土灌注樁、預(yù)制混凝土樁、鋼管樁等)形成支護(hù)結(jié)構(gòu),樁間常配合止水帷幕(如高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁)使用。
優(yōu)點:剛度大、抗?jié)B性能較好,能適應(yīng)多種復(fù)雜地質(zhì)條件和基坑深度,尤其適合周邊存在建筑物或地下管線的環(huán)境,對基坑變形控制能力較強。
缺點:施工工藝相對復(fù)雜,灌注樁需泥漿護(hù)壁或套管成孔,對周邊環(huán)境有一定影響;造價較高,工期較長,樁體需后續(xù)拆除或處理。
應(yīng)用舉例:城市商業(yè)區(qū)深基坑工程,如鄰近地鐵線路或高層建筑的地下室施工,需嚴(yán)格控制變形以避免對既有設(shè)施造成影響。
2. 土釘墻支護(hù)
土釘墻通過在原位土體中植入土釘(鋼筋、鋼管等),并噴射混凝土面層形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu),依靠土釘與土體的摩擦力及面層約束作用維持穩(wěn)定。
優(yōu)點:充分利用原位土體強度,結(jié)構(gòu)輕、造價低,施工速度快,無需大型機(jī)械,對場地空間要求低,且能直觀觀察土體變化。
缺點:依賴土體自身穩(wěn)定性,適用于地下水位以上、密實或硬塑土層(如黏土、密實砂土),不適用于軟土、淤泥質(zhì)土等自穩(wěn)能力差的地層;基坑深度通常不超過 12 米,抗變形能力較弱,需嚴(yán)格控制降水。
應(yīng)用舉例:道路邊坡支護(hù)、中小型基坑工程,如多層住宅地下室開挖,周邊無重要管線且土層條件較好的場景。
3. 鋼板樁支護(hù)
鋼板樁采用熱軋或冷彎成型的鋼板樁(如 U 型、Z 型),通過振動或靜壓打入地層形成連續(xù)墻體,兼具支護(hù)與止水功能。
優(yōu)點:施工速度極快,鋼板樁可重復(fù)使用,經(jīng)濟(jì)性好,適用于軟土地層和地下水豐富區(qū)域,對臨時支護(hù)工程尤為適用。
缺點:剛度較低,基坑深度較大時需配合內(nèi)支撐或錨桿,振動打樁可能對周邊土體和建筑物產(chǎn)生擾動;鎖口易漏水,需額外止水措施,且拔除后可能留下空隙需回填處理。
應(yīng)用舉例:臨時河道圍堰、市政管道溝槽開挖、淺層地下室基坑,如城市管網(wǎng)改造工程中需快速施工并控制成本的場景。
4. 地下連續(xù)墻
地下連續(xù)墻通過成槽機(jī)在泥漿護(hù)壁下開挖深槽,分段澆筑鋼筋混凝土形成連續(xù)墻體,可作為支護(hù)結(jié)構(gòu)兼作地下室外墻(“兩墻合一”)。
優(yōu)點:剛度極大,止水性能優(yōu)異,能承受高水土壓力,適用于深基坑(30 米以上)和復(fù)雜環(huán)境(如軟土、砂層、巖溶地區(qū)),對周邊變形控制能力強,可與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合減少工程量。
缺點:施工設(shè)備昂貴,成槽工藝復(fù)雜,對地質(zhì)條件敏感(如硬巖地層成槽困難),造價高、工期長,需專業(yè)團(tuán)隊操作。
應(yīng)用舉例:超高層建筑深基坑、地鐵車站基坑,如上海、南京等軟土地區(qū)的超深地下室工程,或鄰近重要歷史建筑需嚴(yán)格控制沉降的項目。
5. 水泥土攪拌樁支護(hù)(重力式擋墻)
水泥土攪拌樁通過深層攪拌機(jī)將水泥漿與原位土強制攪拌,形成連續(xù)的水泥土墻體,依靠墻體自重和抗剪強度抵抗水土壓力,常為重力式結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點:施工無振動、無噪音,對周邊環(huán)境影響小,造價較低,止水性能良好,適用于軟土地層和淺層基坑。
缺點:墻體強度較低(抗壓強度通常 1-2MPa),需較大截面尺寸(寬度可達(dá)基坑深度的 0.6-1 倍),占用場地空間,基坑深度一般不超過 7 米,位移控制能力較弱。
應(yīng)用舉例:城市老舊小區(qū)改造中的淺層基坑,或周邊有居民樓、對施工噪音敏感的區(qū)域,如地下車庫入口、小型管道井開挖。
6. 逆作法支護(hù)
逆作法是將基坑支護(hù)與主體結(jié)構(gòu)施工相結(jié)合的工藝,先施工周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)和首層樓板,再逐層向下開挖并澆筑地下結(jié)構(gòu),利用主體結(jié)構(gòu)梁板作為內(nèi)支撐。
優(yōu)點:地上地下同步施工,大幅縮短工期,支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)結(jié)合節(jié)省造價,基坑變形小,對周邊環(huán)境影響低,尤其適合城市中心 “寸土寸金” 的地塊。
缺點:施工工序復(fù)雜,需嚴(yán)格控制各層結(jié)構(gòu)的垂直度和節(jié)點連接,對土方開挖設(shè)備(如小型挖機(jī)、人工配合)要求高,前期支護(hù)結(jié)構(gòu)(如地下連續(xù)墻)成本較高。
應(yīng)用舉例:大型商業(yè)綜合體、多層地下室工程,如南京新街口核心區(qū)的超深基坑,需在有限空間內(nèi)同步推進(jìn)地上地下施工以加快進(jìn)度。
7. SMW 工法樁(型鋼水泥土攪拌墻)
SMW 工法樁在水泥土攪拌樁內(nèi)插入 H 型鋼或其他型鋼,形成兼具受力與抗?jié)B性能的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點:結(jié)合了水泥土攪拌樁的止水特性和型鋼的高強度,施工速度快、噪音小,型鋼可回收重復(fù)利用,經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于地下連續(xù)墻,適用于 10-15 米深基坑。
缺點:型鋼插入精度要求高,需專業(yè)設(shè)備;水泥土凝固過程中可能出現(xiàn)型鋼偏移,軟土地層中若止水帷幕失效易導(dǎo)致周邊沉降;回收型鋼時可能擾動土體。
應(yīng)用舉例:中等深度基坑工程,如城市軌道交通車站附屬結(jié)構(gòu)、高層住宅地下室,尤其適合對環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性要求較高的項目。
不同支護(hù)形式的選擇需綜合考慮地質(zhì)條件、基坑深度、周邊環(huán)境、工期及成本,實際工程中也常采用組合支護(hù)(如排樁 + 錨桿、土釘墻 + 攪拌樁止水),以發(fā)揮各類型優(yōu)勢,確保安全與經(jīng)濟(jì)平衡。
