▍1. 斜桩支护技术背景
随着城市建设进程加快,土地资源日益稀缺,现代建筑无一例外的选择向地下拓展空间,地下室建造过程中基坑开挖必然引起周围土体的变形,对周围建(构)筑物和地下管线产生影响。严重的将危及其正常使用或安全,为了避免这种情况,在深基设计和施工中会增加支护系统确保基坑安全。
传统水平内支撑多采用钢筋砼或型钢(钢管),应用范围广,安全性高,适用性强;但同时会占用了大量坑内空间,施工周期长,不利于挖土作业,后期拆除时因应力释放和悬壁的出现也会出现一定的安全隐患,提高了工程的成本,也不利于节能环保。
▍2. 斜桩支护理念
本工艺在传统排桩支护的基础上,通过向基坑内斜向搅拌植入预制桩体,并在基础底板以下桩体四周通过高压旋喷或强制注浆的方式形成水泥搅拌加固体;最终形成排桩、斜撑桩、基底土体共同抵抗基坑外土压力的三角形稳定支护体系。
适用范围:该新工艺较适用于坑底土壤以粉砂土、粘土等具备一定地基承载力且便于液压送桩的土层,以淤泥质土作为支撑底部承载时须加大搅拌体积及增加支撑桩密度。
图中1为冠梁,2建筑结构,3为斜向支撑桩,4止水片,5基坑底板,6为围护桩,7为土壤改良部分
▍3. 斜桩支护特点
1、采用与围护桩交叉施工的工序,极大节约了施工周期;
2、可实现无障碍挖土及结构施工;
3、不需要大量的钢筋混凝土及立柱桩等材料,后期无需爆破、拆除清理等工作既环保又安全更降低了施工成本;
4、采用的止水片技术无需考虑施工缝的问题,后期结构处理极为方便;
5、斜向支撑桩是由排桩向基坑内侧设置,不影响基坑周边建筑物和设施,可以充分利用土地资源;
6、斜向支撑桩的三角形结构加上基坑底部土壤改良更可靠更安全;
7、彻底解决因支撑拆除而产生的应力释放问题;
8、彻底解决因支撑拆除而产生基坑围护悬壁的安全隐患;
9、支撑后拆工艺可以压缩挡土桩的直径和桩长更节约成本;
10、根据土地资源以及周边环境可以做到单边支护的要求;
11、特别适应于基坑抢险救灾等特殊环境,根据实验结果在改良土壤的同时加注水玻璃可以在短时间内达到土壤改良要求。
▍4. 斜桩支护应用
项目应用(一)
在建工程位于杭州市余杭区,场地295m*265m,场地±0.00标高为5.65m(1985国家高程),上部结构为框剪结构,场地下设1层整体地下车库,地面以下开挖深度5.0m,北侧为两层车库,开挖深度约7.0m,支护结构采用排桩+一道钢筋混凝土内支撑强制搅拌格构柱斜支撑。采用400*400钢格构斜桩,打设角度45°,长度21m-28m。
项目应用(二)
1、在建项目位于湖州市,本工程±0.00相当于国家85高程基准5.500m,北侧、西侧场地自然地面标高为4.50m(国家85高程基准),相对标高为-1.000,南侧场地自然地面标高为4.00m(国家85高程基准),相对标高为-1.500,东侧场地自然地面标高为4.00m(国家85高程基准),相对标高为-1.000。
2、支护采用PC钢管组合桩+强制搅拌格构柱斜支撑。本基坑采用600×600钢格构斜桩,并采用Ф1200水泥搅拌桩引孔施工和加固。钢格构斜桩角钢和缀板钢材为Q235B,角钢接头应采用剖口熔透焊,各接头应错开500mm,缀板与角钢应采用围焊,焊缝高度大于8mm。打设角度35°长度13-24米。
项目应用(开挖实景)
▍5.施工工艺
1、强制搅拌--桩径直观易控;
2、变径钻头底部加大搅拌截面(1.2米-1.5米);
3、油缸推进--可预知承载力;
4、任意改变桩径--念珠状球形搅拌体可增加摩阻力;
5、芯材任意规格形状--适用范围更广;
6、嵌入压顶梁,支护稳定性好;
7、底板设置止水板可有效解决结构渗漏问题;
8、墙体设置止水板则为后拆工艺,可有效预防应力释放产生位移;
▍6.工艺特征
支撑形式 | 应用范围 | 可靠性 | 优 点 | 特 征 |
钢筋混凝土 | 全面 | 高 | 适用于任何形状任何环境的围护体系,整体安全性好 | 大量建材消耗不环保,工期、成本占比大,土方开挖及结构施工不方便,后期拆除比较繁琐 |
钢支撑 | 狭长窄坑 | 一般 | 材料可回收,环保节能,可实现交叉施工,抢险救灾临时应急 | 现场需要大量电焊质量无法保证,跨度50米以上的基坑风险增大整体性差,容易出现点突破导致连锁反应 |
反向拉锚 | 地质条件较好 | 低 | 敞口式开挖工况,无障碍结构施工 | 工期占比大,整体性差,集中受力会产生群锚效应导致基坑失稳,远距深层位移次生影响比较大 |
喷锚护坡 | 地质条件较好 | 弱 | 敞口式开挖工况,无障碍结构施工 | 土方量比较大,不能充分利用土地资源,对地质条件要求高 |
斜向支撑桩 | 各种地质 | 有待验证 | 敞口式开挖工况,零距离无障碍施工工艺,独立支撑体系任意开挖面积,零工期消耗,环保节能 | 施工机械、技术要求比较专业,目前江浙沪市场应用较多 |
预装多点轴力计,等截面防扭防失稳,检测数据更精准,可实现数据无线传输,远程监控。加装液压油缸,可施加预应力,可控制变形。
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