深基坑垂直开挖止水帷幕及桩锚支护复合施工工法鉴定资料

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1、深基坑垂直开挖止水帷幕及桩锚支护复合施工技术鉴定资料××集团有限公司二〇一三年十月目录1提出问题的背景2工艺原理3工法的关键技术3.1技术分析3.2工艺流程3.3操作要点3.4性能指标4实施效果5附件1提出问题的背景基坑支护有多种形式，适用条件也不尽相同，每一种基坑支护形式都有其优点和缺点，都有一定的适用范围。在支护形式的选择上，一定要因地制宜，具体问题具体分析，抓住该基坑支护中的控制性因素：该基坑支护体系的不稳定因素主要来自土压力稳定问题，还是来自地下水控制问题？在影响基坑稳定性的诸多因素中，地下水占有突出地位，基坑工程事故多数与地下水的作用及对其处理不当有关。对软弱地基的基

2、坑支护主要是地下水的控制问题。当基坑工程影响范围内存在承压水层，或地下水位高的情况下，控制地下水往往是基坑支护设计中的主要矛盾。已有基坑工程事故原因调查表明，由于未处理好地下水控制问题而造成的工程事故在基坑工程事故中占有很大比例。深基坑开挖如果采用正常放坡开挖法（坡度不小于1：1.25），不仅挖除、运输、回填土方量大，而且在基坑开挖过程中容易发生渗透破坏，施工过程中存在极大的安全隐患。本基坑工程支护范围内主要是粉土、粉质粘土，地下水类型为潜水与承压水的混合水。静止水位埋深介于1.3m～3.2m之间，而开挖深度均大于5m，因此，对深基坑开挖前需先止水支护。为地下开挖可顺利进行，需

3、先截断或阻隔地下水，同时避免基坑周边发生过大的沉降变形。由于水文地质条件较为复杂，基坑周边环境相对苛刻，对支护结构的强度、刚度提出了较高的要求，深基坑开挖对施工安全性能的保障提出了更高的要求，从而大大增加了支护难度。支护结构根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质和水文地质、施工作业设备以及施工季节等条件选用（见表1）。支护结构选型表表1结构型式适用条件排桩止水帷幕或地下连续墙1．基坑侧壁安全等级为一、二、三级2．悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3．当地下水位高于基坑底面时，宜采用排桩止水帷幕或地下连续墙水泥土墙1.基坑侧壁安全等级为二、三级2.施工范围内地基承载力不宜大于150

4、Kpa3.基坑深度不宜大于6m土钉墙1.基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地2.基坑深度不宜大于12m3.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水或截水措施逆作拱墙1.基坑侧壁安全等级为二、三级2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84.基坑深度不宜大于12m5.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水或截水措施放坡开挖1.基坑侧壁安全等级宜为三级2.施工场地应满足放坡条件3.可独立或与上述其他结构结合使用当地下水位高于坡脚时，采取降水措施2工艺原理针对上述内容，决定先解决地下水控制问题，再解决支护体系的稳定问题。浅水位软弱地基深基坑开挖前采用止水帷幕-支护桩

5、-锚索三步联合支护加固措施。首先，采用止水帷幕作为第一步止水支护措施，目的是截断基坑内外的地下水联系，基坑开挖是在地下水位以下进行，竖向止水帷幕沿基坑两侧竖直形成连续封闭帷幕体，防止基坑发生渗透破坏，阻隔地下水沿基坑坑壁渗透，切断或削弱基坑内外地下水的水力联系，避免基坑周边沉降变形。止水帷幕采用水泥深层搅拌桩形式，最大限度利用原地基土，不需内支撑，具有止水支护双重作用，既可以构成以隔渗功能为主的独立止水帷幕，又可以与支护桩相结合，共同发挥支挡功能。水泥搅拌桩加固原理是利用水泥作为固化剂，搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，基于水泥和土的物理、化学反应过程，水泥水化生成各种水化合物

6、后，与土发生离子交换和团粒化作用及凝硬反应，使软土硬结从而提高土体强度。其次，采用柱列式排桩作为第二步支护措施。柱列式排桩是基坑支护最常用的竖向挡土结构之一，排桩采用水泥钢筋混凝土灌注桩，柱列分离式排列，其特点是各桩之间互不连接，相邻桩之间不能传递竖向剪力及横向弯矩，需要通过冠梁来实现横向联系。最后，为限制位移，减少对基坑外侧土体的扰动，采用增加预应力锚索作为第三步支护加固措施。锚拉结构为拉力型锚索，包括锚索、腰梁。预应力锚索通过锚固低松弛高强度钢绞线将荷载传递到土层深部，与排桩联合使用，通过施加预应力限制支护结构的变形和位移。3工法的关键技术3.1技术分析3.1.1采用止水帷

7、幕的原因和目的本工程地下水类型为潜水与承压水的混合水。一般来讲，控制承压水有两种思路：止水和降水。止水帷幕的工程造价是降水的3.0倍～5.0倍，且当基坑内外水位差较大时，隔断和井点降水。止水帷幕成本较高，一般情况下，止水帷幕方案止水帷幕的止水效果往往难以保证。所以有条件降水时应首先考虑采用降水的方法，但是工程降水会使土层中的有效应力增加，引起地面下沉。而本工程基坑周边存在地下管网，对地面沉降敏感，环境较为苛刻，水文地质条件较为复杂，降水必须考虑土层特性、承压水头、水量及补给情况，还应考虑降水