综合管廊常用的几种基坑围护结构型式

发布日期:2017-11-14    浏览次数:  字号按钮:

基坑工程是综合管廊工程实施的第一个环节,基坑围护设计关系到管廊结构施工期间的安全、进度,同时对工程整体造价也有较大影响。本文根据综合管廊基坑工程的特点,介绍综合管廊常用的几种基坑围护结构型式。

基坑开挖深度是影响综合管廊围护结构设计的一个重要因素。

综合管廊纵断面设计时,结构顶板覆土需要考虑道路铺装、绿化种植、道路横向支管穿越、节点夹层布置等要求,通常覆土在1.5~3m,再加上综合管廊结构高度、垫层厚度等,标准段的管廊基坑开挖深度约5~8m。局部需下穿越河流、避开地下障碍物,或者受地形起伏变化时,开挖深度可超过10m,笔者目前参与过的综合管廊工程最大开挖深度为14m。

此外场地土体力学性质、地下水状态、周边环境等也决定基坑围护结构设计的选型。

1.放坡开挖

采用放坡开挖方法,管廊结构施工不受内支撑影响,施工操作面大,施工便利。

当场地周边环境简单、地下水位较低、开挖深度不大、土质较好时,可以采取放坡开挖方法施工管廊基坑。一般在开挖深度小于10m时采用放开挖坡经济性较好,深度超过10m放坡开挖土方工程量较大,造价较高。

开挖坡率应根据整体稳定性分析计算求得。开挖深度大于5m时一般采用分级放坡,同时各级坡间设置中间平台。坡面做好护坡措施防止降水对边坡稳定性造成影响。

放坡开挖横断面

综合管廊工程动则数公里,地形起伏不定,高差较大。放坡平面设计时,可通过预先定义好的放坡规则,采用CIVIL 3D 或者专业管廊设计软件,根据地形图上的散点高程自动生成各级放坡线,减轻设计工作量。

2.土钉墙围护

当场地受限时,开挖深度在10m以内时,可采用土钉墙围护,通过加大开挖坡率,打设土钉来减小放坡平面占地面积,节约施工用地空间。

由于管廊基坑通常为条形结构,开挖宽度普遍在10m左右,土方开挖时间占总工期比例较小,采用土钉墙围护时,分层打设土钉费时费力,对土方开挖工期影响较大。

土钉墙围护横断面

3.拉森钢板桩

基坑开挖深度在8m以内,场地平面受限,且地层满足钢板桩打设要求时(地层为软粘土、砂性土层),可采用拉森钢板桩围护施工管廊基坑。钢板桩间互相咬合,可以兼做止水。根据管廊主体结构施工要求,在管廊顶板上方可做一道钢支撑或锚杆,减小拆换撑工作,加快施工速度。

拉森钢板桩围护横断面

4.型钢桩围护

型钢桩围护与拉森钢板桩围护类似,但型钢桩刚度更大,在土层力学性质差,开挖深度较大时可采用。由于型钢之间无咬合,采用型钢桩需另外考虑降水或止水围幕措施。

5.型钢水泥土搅拌墙

型钢水泥土搅拌墙简称SMW工法,施工时在三轴水泥土搅拌桩内插入型钢。水泥土搅拌桩承担止水功能,受力则由型钢承担。三轴水泥搅拌桩常规直径有600、850、1000三种规格,相应的型钢有H500×300、H700×300、H850×300多种规格。

型钢水泥土搅拌墙在软土地区适用,可以有效止水,通过选择不同的搅拌桩直径及型钢止水,基坑开挖深度可达12~13m。

型钢水泥土搅拌桩围护横断面

6.钻孔灌注桩

钻孔灌桩围护适用各类地层,各种开挖深度。但相对造价较高,施工速度较慢。管廊局部节点由于开挖深度大(超过10m),平面形状复杂时,可采用钻孔灌注桩围护。场地存在地下水,且无法采用坑外降水措施时,需考虑在钻孔灌注桩外侧施工旋喷桩止水围幕。

钻孔灌注桩围护横断面