理论教育 深基坑双排桩支护的发展历程与实践

深基坑双排桩支护的发展历程与实践

时间:2023-10-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于武汉地区地质条件属于典型的二元结构,河流、湖泊较多,河流堆积平原和湖泊堆积平原的Ⅰ级阶地分布广泛,地下水对基坑工程影响特别突出,因而对放坡基坑常采取在坑内排水以疏干坑底的辅助措施。复杂的工程地质和水文地质条件及大量的基坑工程实践,促进了武汉地区基坑工程技术的长足进步,如双排桩与内支撑的组合、被动区加固等新技术的应用为基坑技术的发展增添了精彩的内容。

深基坑双排桩支护的发展历程与实践

20世纪90年代以前,武汉地区基坑开挖深度较浅,为充分利用土体的自稳能力,多采取放坡开挖的形式。由于武汉地区地质条件属于典型的二元结构,河流、湖泊较多,河流堆积平原和湖泊堆积平原的Ⅰ级阶地分布广泛,地下水对基坑工程影响特别突出,因而对放坡基坑常采取在坑内排水以疏干坑底的辅助措施。随着基坑开挖深度的加大,排桩支护结构得到普遍运用。

1993年开始,由于高层和超高层建筑的大量涌现,基坑的开挖深度愈来愈大,普遍挖深在6~7m以上,加之基坑周边可以利用的场地愈来愈狭窄,简单的放坡及排桩支护已不能满足要求。此时,悬臂式大直径钻孔灌注桩和人工挖孔桩成为主要的支护结构类型。由于大量采用悬臂式的支护结构出现变形过大、断桩事故,周边环境也受到较大影响,开始对挖深大于8~9m的基坑采用排桩加钢质内支撑或锚杆的支护技术。1994年开始,排桩加内支撑或排桩加锚杆的支护技术广泛应用于挖深在10~12m的基坑工程,并以桩锚支护结构居多。

1995—1997年,武汉地区的深基坑支护技术得到快速发展,各种支护型式排桩加钢筋混凝土内支撑或装配式钢内支撑或螺旋锚杆支护、土钉支护、水泥土挡墙、SMW工法水泥土连续墙、双反弧连锁灌注桩式地下连续墙等呈现“百花齐放”的态势。1995年,武汉市正式发布实施《武汉地区深基坑工程技术指南》,作为武汉地区深基坑工程技术的指导性法规,但该法规未能成为正式的地方性标准。1998年,修订了《武汉地区深基坑工程技术指南》并扩大其应用范围,于1999年形成湖北省地方标准《深基坑工程技术规定》(DB 42/159—1998),并开始执行。与此同时,和湖北省地方标准《深基坑工程技术规定》(DB 42/159—1998)配套的计算软件——“天汉”深基坑工程设计软件研发成功并应用于实际工程项目中。

从1998年开始,武汉市内的基坑工程进入稳步发展阶段。在该阶段内挖深大于12m的超深基坑比较少,同时对基坑工程的投资逐渐减少,汉口软土地区的中深基坑及武昌垅岗地区10m以内的基坑大多采用土钉支护体系,没有新的支护结构形式出现。(www.daowen.com)

21世纪,基坑工程的场地条件愈来愈复杂,工程地质、水文地质条件及对周边环境的保护等,都成为基坑工程中的难点。土钉支护由于造价较低得到广泛应用,同时为满足日益艰巨的工程条件,逐渐发展了复合土钉支护和复合土钉墙,但在基底软土层较厚时,仍易发生工程事故。为适应基坑工程发展的需要,修改了湖北省地方标准《深基坑工程技术规定》(DB 42/159—1998),并更名为《基坑工程技术规程》(DB 42/159—2004),于2004年开始施行。2005年底明文规定锚杆、土钉长度不得超出红线范围,这一规定改变了多年来锚杆和土钉支护结构任意使用的状况,同时也造成支护结构选型与降低造价之间的矛盾,这些因素反而促进了双排桩支护结构和多支撑排桩支护结构的发展。

湖北省内,以武汉为例,地区处于长江汉江冲积物构成的Ⅰ、Ⅱ级阶地,地层情况较为复杂,含有较厚的淤泥、砂土层及较高的地下水位,而在这样的地层中进行基坑施工难度是非常大的。一般的桩锚支护在遇到淤泥层很厚的情况下锚杆就难以提供较大的摩擦力而必须使其增长,在遇到砂层、粉土层时常会出现十分严重的流沙、流土现象,而且在离长江、汉水较近的建筑物的基坑在主汛期内是不能进行地下室的开挖和基础施工的,因此工期较长的内支撑支护形式在该区域的应用也受到限制。复杂的工程地质和水文地质条件及大量的基坑工程实践,促进了武汉地区基坑工程技术的长足进步,如双排桩与内支撑的组合、被动区加固等新技术的应用为基坑技术的发展增添了精彩的内容。

近年来,随着武汉城市地下空间的开发利用,传统的基坑支护形式已不能满足需求,湖北省住建厅对《基坑工程技术规程》(DB 42/159—2004)进行了修编,新规范《基坑工程技术规程》(DB 42/T159—2012)正式出台,并于2013年1月1日开始执行。新规程对2004版进行了修改和补充,其中专门增加了双排桩支护结构章节,对双排桩的内力、变形和稳定性的计算方法有了明确规定。

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