2017二建市政工程试验场:深基坑支护结构及变形控制
板(桩)墙有悬臂式、单支撑式和多支撑式。支撑结构是为了减少围护结构的变形，控制墙体的弯矩；分为内撑和外锚两种。
首先，信封结构
(一)基坑围护结构体系
基坑围护结构体系包括板(桩)墙、檩条(冠梁)和其他辅助构件。板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷引起的土压力和水压力，并将这种压力传递给支撑。
(2)深基坑支护结构类型
板柱式挡土墙、柱式挡土墙、重力式挡土墙、组合式挡土墙、土层锚杆、逆作法和沉井在我国应用广泛。
表中类型分类:钢板桩、地下连续墙、SMW桩、自承式水泥土挡墙、搅拌桩墙防水性能较好。
可重复使用的有:钢板桩、钢管桩、SMW桩。
不同类型的挡土结构简要介绍如下:
1)工字钢桩围护结构
机械:冲击打桩机。如果地面松软，也可以使用静力打桩机和振动打桩机。
适用范围:打桩时的噪声一般在100 dB以上，适用于粒径不大于100mm的粘性土、砂土、砂卵石地层；这种围护结构一般适用于远离居民区的郊区基坑施工。
2)钢板桩围护结构
特点:钢板桩强度高，桩间连接紧密，防水效果好，可重复使用。
钢板桩常见的截面型式多为U型或Z型。u型钢板桩是我国地铁建设中常用的一种桩型。
3)钻孔灌注桩围护结构
使用的机械:螺旋钻机、冲击钻机和反循环钻机。正反循环钻机由于采用泥浆护壁成孔，所以成孔时噪音低，适合城市施工。
深层搅拌桩一般用于止水帷幕。
4)深层搅拌桩围护结构
深层搅拌桩是搅拌水泥、石灰等。用机械搅拌地基土来达到加固地基的目的。作为挡土结构，搅拌桩一般呈网格状布置，深层搅拌桩也可以连续叠加形成防水帷幕。
(图片见教材图2K313023-2。)
5)SMW堆
水泥混合物被注入并搅拌以形成挡土墙。最后，型钢插入墙中。
该结构特点是止水性能好，结构简单，型钢插入深度一般小于搅拌桩，施工速度快，型钢可部分回收。
6)地下连续墙
优点:振动小、噪音低、墙体刚度大、对周围地层扰动小；可适用于各种土层，可用于粘性土、无粘性土、砾石层等各种地层。，但影响开槽效率的孤石、大颗粒砾石等局部障碍物除外。
按挖掘方式可分为抓斗式、冲击式、旋转式。
地下连续墙槽缝的选择应遵循以下原则:
(1)地下连续墙宜采用环锁管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或混凝土预制接头等柔性接头；
(2)地下连续墙作为地下主体结构的外墙，需要形成整体墙体时，应采用刚性节点；刚性接头可采用直形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插接头等。
导墙是控制开挖精度的主要结构。导墙结构应建立在坚实的基础上，能承受水土压力和施工机械设备等附加荷载，不能发生位移或变形。
泥浆的相对密度、粘度、含砂量、pH值等主要技术性能指标在泥浆配制和成槽施工过程中进行检测和控制。
二、支撑结构类型
(一)支撑结构体系
(1)内支撑一般包括钢支撑和钢筋混凝土支撑，也可采用钢或钢筋混凝土混合支撑；体外锚有两种:土锚和拉锚。
(2)支护结构挡土应力传递路径为围护(桩)墙→檩条(冠梁)→支撑；
(3)在深基坑施工支护结构中，常用的内支撑体系按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系。
现浇钢筋混凝土支撑体系由檩条(圈梁)、支撑及角撑、柱及檩条托架或吊杆、柱、托架锚及其他辅助构件组成。
钢结构支撑(钢管、型钢支撑)系统通常是装配式的，由檩条、角撑、支撑、预应力设备、轴力传感器、支撑系统监测装置、立柱桩和其他辅助装配式构件组成。
三、基坑变形控制
(一)基坑变形特征
(1)基坑周围的地面移动主要是由围护结构的水平位移和坑底土体隆起引起的。
(2)墙体的水平变形
基坑开挖较浅且无支撑时，表现为墙顶位移和基坑方向水平位移，呈三角形分布。随着开挖深度的增加，刚性墙(水泥搅拌桩、旋喷桩)不断向基坑内呈三角形水平位移或平行刚体位移，而一般柔性墙(钢板桩、地下连续墙等。)显示墙顶位移保持不变或逐渐向基坑外移动，墙腹凸出到基坑内。
(3)墙体的垂直位移
(4)基坑底部隆起
坑底过度隆起可能由两个原因引起:
1)基坑底部承压水头压力；
2)插入坑底的围护结构深度不够。
坑底土体隆起难以直接监测，一般通过监测直桩变形来反映。
隆起可分为正常隆起和异常隆起。
(5)地面沉降
围护结构的水平变形和坑底土体的隆起引起地表沉降和基坑周围建筑物的变形。根据工程实践经验，当基坑围护为悬臂式时，墙边会出现较大的地表沉降；施加支撑后，地表沉降值将逐渐远离围护结构，位于距挡墙一定距离处。
(2)基坑变形控制
1)增加围护结构和支撑的刚度；
2)增加围护结构的埋深；
3)加固基坑被动区的土体——加固方法包括条形加固、裙边加固及其组合；
4)减少每次开挖支护结构时的土体尺寸和开挖支护时间；
5)调整围护结构的深度和降水井的布置。
(3)坑底稳定性控制
(1)保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构的入土深度、加固坑底土体、坑内降水井点等。
(2)作为楼层结构。
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