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2022二建市政,深基坑支护结构与变形控制

作者:233网校-正思齐 2022-03-26 10:00:00
导读:本文主要以地铁车站为主介绍基坑开挖支护与边坡防护。

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资料包-二建真题考点汇编.png

知识点一、围护结构

(一)基坑围护结构体系

(1)基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件

(二)深基坑围护结构类型

在我国基坑施工应用较多的围护结构有排桩、地下连续墙和重力式挡墙,以及这些结构的组合形式等。

不同类型围护结构的特点

围护结构类型

内容要点

排桩

预制混凝土板桩

①施工较为困难,对机械要求高,挤土现象严重;

②桩间采用槽榫接合方式,接缝效果较好,有时需辅以止水措施;

③不适合大深基坑

钢板桩

①成品制作,可反复使用

②施工简便,但施工有噪声;

③刚度小,变形大,与多道支撑结合,在软弱土层中也可采用;

④新的时候止水性尚好,如有漏水现象,需增加防水措施

钢管桩

①截面刚度大于钢板桩,在软弱土层中开挖深度大;

②需有防水措施相配合

灌注桩

刚度大,可用在深大基坑

②施工对周边地层、环境影响小;

③需降水或和止水措施配合使用,如搅拌桩、旋喷桩等

SMW工法桩

①强度大,止水性好;

②内插的型钢可拔出反复使用,经济性好;

③具有较好发展前景,国内上海等城市已有工程实践;

④用于软土地层时,一般变形较大

地下连续墙

①刚度大,开挖深度大,可适用于所有地层;

②强度大、变位小,隔水性好,同时可兼作主体结构的一部分

③可邻近建筑物、构筑物使用,环境影响小;

④造价高

重力式水泥土挡/水泥土搅拌桩挡墙

①无支撑,墙体止水性好,造价低;

②墙体变位大

(2020一建)地铁基坑采用的围护结构形式很多,其中强度大、开挖深度大、同时可兼做主体结构部分的围护结构是(  )。

A.重力式水泥土挡墙

B.地下连续墙

C.预制混凝土桩

D.SMW工法桩

233网校答案:B
233网校解析:地下连续墙,强度大、变位小,隔水性好,同时可兼作主体结构的一部分。

1.预制混凝土板桩

常用钢筋混凝土板桩截面的形式有四种:矩形、T形、工字形及口字形。

2.钢板桩与钢管桩

板桩的长度有限,因此其适用的开挖深度也受到限制,一般最大开挖深度在7~8m。板桩的形式有多种,拉森型是最常用的。

3.钻孔灌注桩围护结构

钻孔灌注桩一般采用机械成孔。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机、旋挖钻等。正反循环钻机,适于城区施工,在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。

钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用,如:深层搅拌桩、高压旋喷桩、钻孔咬合桩等形式。

4.SMW工法桩(型钢水泥土搅拌墙)

利用搅拌设备就地切削土体,然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙,最后在墙中插入型钢(H形钢,可回收),即形成一种劲性复合围护结构。此类结构在上海等软土地区有较多应用。

常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种。

5.地下连续墙

优点:施工时振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层,除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外,对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能有效成槽。

地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用:

(1)地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、模形接头、工字形钢接头或混凝土预制接头等柔性接头

(2)在采取地下连续墙顶设置通长的冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时,也可采用柔性接头。

(2015)当地下连续墙作为主体地下结构外墙,需要形成整体墙时,宜采用的接头形式有(  )。

A.锁头管接头

B.波纹管接头

C.一字形钢板接头

D.十字形钢板接头

E.钢筋承插式接头

233网校答案:CDE
233网校解析:当地下连续墙作为主体地下结构外墙,且需要形成整体墙时,宜采用刚性接头;刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等。

导墙是控制挖槽精度的主要构筑物,导墙结构应建于坚实的地基之上,其主要作用有:基准作用、承重、存蓄泥浆

在开挖过程中,为保证槽壁的稳定,采用特制的泥浆护壁。泥浆液面始终保持在导墙顶面以下20cm并高出地下水位1m,以稳定槽壁。

6.重力式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙

水泥土挡墙的28d无侧限抗压强度不宜小于0.8MPa。

知识点二、支撑结构类型

(一)支撑结构体系

(1)内支撑一般有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;外拉锚有土锚和拉锚两种形式。

(2)在软弱地层的基坑工程中,支撑结构挡土的应力传递路径

(2020)在软弱地层的基坑工程中,支撑结构挡土的应力传递路径是(  )。

A.土压力→围檩→围护桩→支撑

B.土压力→围护桩→支撑→围檩

C.土压力→围檩→支撑→围护桩

D.土压力→围护桩→围檩→支撑

233网校答案:D
233网校解析:在软弱地层的基坑工程中,支撑结构承受围护墙所传递的土压力、水压力。支撑结构挡土的应力传递路径是围护(桩)墙→围檩(冠梁)→支撑。

(3)在深基坑的施工支护结构中,常用的内支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两大类。

材料

特点

现浇钢筋混凝土

刚度大,变形小,强度的安全、可靠性强,施工方便;

缺点:支撑浇制和养护时间长,施工工期长,拆除困难

钢结构

安装、拆除施工方便,可周转使用

施工工艺要求较高,施工支撑不及时不准确,会造成失稳

(二)支撑体系的结构选型与布置

1.内支撑结构选型应符合原则

(1)宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式。

(2)宜采用对称平衡性、整体性强的结构形式。

(3)应与主体地下结构的结构形式、施工顺序协调,应便于主体结构施工。

(4)应利于基坑土方开挖和运输。

(5)有时,应利用内支撑结构施做施工平台。

2.内支撑体系的施工

(1)必须坚持先支撑后开挖的原则。

(2)围檩与围护结构之间紧密接触,不得留有缝隙

(3)钢支撑应按设计要求施加预应力。

(4)支撑拆除应在替换支撑的结构构件达到换撑要求的承载力后进行。

(2018一建)基坑内支撑体系的布置与施工要点正确的有(  )。

A.宜采用对称平衡型、整体性强的结构形式

B.应有利于基坑土方开挖和运输

C.应与主体结构的结构形式、施工顺序相协调

D.必须坚持先开挖后支撑的原则

E.围檩与围护结构之间应预留变形用的缝隙

233网校答案:ABC
233网校解析:选项D,应为先支撑后开挖。选项E,不得留有缝隙,二者应紧密接触。

知识点三、基坑的变形控制

(一)基坑变形特征

1.土体变形

基坑周围地层移动主要是由于围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的。

2.围护结构水平变形

当基坑开挖较浅,还未设支撑时,墙顶位移最大,向基坑方向水平位移,呈三角形分布。

3.围护结构竖向变位

4.基坑底部的隆起

原因:①基坑底不透水土层由于其自重不能承受不透水土层下承压水水头压力而产生突然性的隆起;②由于围护结构插入基坑底土层深度不足而产生坑内土隆起破坏。

一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。

5.地表沉降

(二)基坑的变形控制

主要方法有:

(1)增加围护结构和支撑的刚度。

(2)增加围护结构的入土深度。

(3)加固基坑内被动土压区土体。

(4)减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖后未及时支撑的暴露时间,这一点在软土地区施工时尤其有效。

5)通过调整围护结构或隔水帷幕深度和降水并布置来控制降水对环境变形的影响。

(三)坑底稳定控制

(1)保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固、坑内井点降水等措施。

(2)适时施做底板结构

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