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岩土研究院

排桩围护体的种类与特点、止水介绍

349 2021-04-02 10:53:34


排桩支挡结构是利用常规的各种桩体,例如钻孔灌注桩、挖孔桩、预制桩及混合式桩等并排连续起来形成的地下挡土结构。由于排桩支护有其独特的优点和特点,所以,目前基坑支护常设置排桩来维持基坑侧壁的稳定性。排桩支护在工程中取得了很好的支护效果,越来越为工程界所喜爱。


排桩围护体的种类与特点


按照单个桩体成桩工艺的不同,排桩围护体桩型大致有以下几种∶钻孔灌注桩、预制混凝土桩、挖孔桩、压浆桩、SMW工法(型钢水泥土搅拌桩)等。这些单个桩体可在平面布置上采取不同的排列形式形成挡土结构,来支挡不同地质和施工条件下基坑开挖时的侧向水土压力。图6-1中列举了几种常用排桩围护体形式。

其中,分离式排列适用于地下水位较深。十质较好的情况。在地下水位较高时应与其他防水措施结合使用,例如在排桩后面另行设置止水帷幕。一字形相切或搭接排列式,往往因在施工中桩的垂直度不能保证及桩体扩颈等原因影响桩体搭接施工,从而达不到防水要求。


当为了增大排桩围护体的整体抗弯刚度时,可把桩体交错排列,如图 6 -1c 所示。有时因场地狭窄等原因,无法同时设置排桩和止水帷幕时,可采用桩与桩之间咬合的形式,形成可起到止水作用的排桩围护体。如图6-1d 所示。


相对干交错式排列。当需要进一步增大排桩的整体抗弯刚度和抗侧移能力时,可将桩设置成为前后双排,将前后排桩桩顶的帽梁用横向连梁连接,就形成了双排门架式挡土结构,如图 6-1e 所示。


有时还将双排桩式排桩进一步发展为格栅式排列,在前后排桩之间每隔一定的距离设置横隔式的桩墙,以寻求进一步增大排桩的整体抗弯刚度和抗侧移能力。


排桩围护体的止水

图6-1所示的几种排桩围护结构形式。仅图6-1d所示的咬合式排桩兼具止水作用,其他形式都没有隔水的功能。当在地下水位高的地区应用除咬合桩排桩以外的排桩围护体时,还需另行设置止水帷幕。


最常见的止水帷幕是采用水泥搅拌桩 (单轴、双轴或多轴)相互搭接、咬合形成一排或多排连续的水泥土搅拌桩墙,由于搅拌均匀的水泥土渗透系数很小,故可作为基坑施工期间的止水帷幕。止水帷幕应设置在排桩围护体背后,如图6-2a所示。当因场地狭窄等原因,无法同时设置排桩和止水帷幕时,除可采用咬合式排桩围护体外,也可采用如图6-2b所示的方式,在两根桩体之间设置旋喷桩,将两桩间土体加固,形成止水的加固

采用水泥搅拌桩排桩止水帷幕相对比较经济,按一般的工程经验,该法在基坑深度为9~10m以内时,通常只需设一排搅拌墙止水,当深度超过10m或环境条件有特殊要求时,可增至两排搅拌桩,甚至在钻孔桩之间再补以压密注浆。目前,国内深层搅拌桩成桩深度一般不超过15~18m,所以,对于防渗深度超过此施工限制时,需另外选择止水措施,例如采用三轴SMW工法。目前,国内三轴 SMW 工法施工深度可达35m左右,近期引进了日本的新设备(如可逐节接长钻杆的超深 SMW 工法),成墙深度可达60m。


抗渗墙的深度应根据抗渗流或抗管涌稳定性计算确定,墙底通常应进入不透水层3~4m,并应满足抗渗稳定的要求。防渗墙应贴近围护墙,其净距不宜大于200mm。帷幕墙顶面及与围护墙之间的地表面应设置混凝土封闭面层,防止地表水渗入,当土层的渗透性较大且环境要求严格时,宜在防渗墙与围护墙之间注浆,防渗墙的渗透系数不宜大于10-cm/s。渗透系数应根据不同的地质条件采用不同的水泥含量,经试验确定,常用的水泥含量为10%~12%。