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基坑土体加固设计重点要求

当基坑支护工程设计及施工中存在下列情况时，应采取适当的地基处理措施：①基坑地基不能满足基坑侧壁的稳定要求；②对周围环境的预计影响程度超出有关标准；③现有地基条件不能满足开挖、放坡、底板施工等正常施工要求。对于有管涌和水土流失危险之处则更须预先进行可靠的预防性地基处理。必须加固的位置和范围要选在可能引起突发性灾害事故的地质或环境条件之处，包括但不限于以下条件：①液性指数大于1.0的触变性及流变性较大的粘土层，基坑开挖较深，墙前土体有可能发生过大的塑性破坏；②地下水丰富的松散砂性土或粉砂土层；③坑边设备重载区或坑外有较大的超载，或坑外有局部的松土或空洞；④基坑附近有重要的保护设施或对沉降较敏感的建筑设施：⑤坑周边有较大的边坡或较大的水位差。基坑土体对基坑和环境的影响是一个综合因素，与基坑结构型式、基坑规模与开挖深度、基坑环境保护要求、施工技术水平等有关，故基坑土体加固设计也应综合考虑上述因素的影响。基坑变形及对环境的影响程度与土性和环境状况有关，基坑土层条件和环境变化较大，单一基坑的周围环境往往也有较大区别，故坑内被动区域的土体加固设计应区别对待，以达到加固设计合理，工程投资经济、环境安全的社会效果。一、基础资料的收集与分析为做好加固设计方案比较，必须强调准确的地质勘察资料对加固设计的重要意义。必须具备工程场地各层土在深度和水平向的准确分布和层位标高，以及详尽的物理、力学、化学性质指标和地下水状况的资料。工程地质勘察应查明加固土层的分布范围、含水量、孔隙率等土体的物理力学性质指标。尤其要准确测定土的pH值、有机质含量、粘土矿物成分和颗粒组成，以免发生误导而引起工程事故。故在基坑土体加固设计前应予以查明，以便更合理地选择不同地质特性条件下的加固方法。二、基坑加固方法的确定基坑开挖前，应根据基坑稳定和变形控制要求进行基坑支护设计，并进行开挖对地基稳定或地层位移对保护对象影响的计算分析。根据地质水文条件和基坑开挖施工参数所设计的支护结构体系，预测基坑周围地层位移。当经过精心优化围护墙及支撑体系结构设计及开挖施工工艺后，预测周围地层位移仍大于保护对象的允许变形量时，或基坑和环境存在安全困难和风险较大问题时，则必须考虑在计算分析所显示的基坑地基薄弱部分，预先进行可靠而合理的地基加固，使基坑变形符合要求。基坑支护结构类型繁多，基坑工程周边环境各具特色，地质状况复杂，当对基坑土体采取加固时，首先需考虑加固区域的确定与加固方案的比较。确定地基土加固方案时应根据加固目的、周边环境、场地地质条件及施工条件、预期处理效果和造价等初步选定几种加固方案，进行综合技术经济对比分析，从中选出相对经济合理的加固方式，必要时也可采用两种处理方法联合使用或同时加强围护结构整体性和刚度的综合处理方案。三、基坑加固体的平面布置1．基坑土体加固桩位排列布置形式包括满膛式、格栅式、墙肋式等，见图24-2。桩位满膛式布置的地基加固成本较大，一般仅应用于基坑外侧环境保护要求较高的与基坑对应的被动区域或基坑面积较小的区域。2．基坑土体加固的平面布置包括加固体宽度、顺围护边线方向的长度、间距，平面加固孔位布置原则、土体置换率要求等。基坑土体加固的平面布置原则上同水泥土重力坝的布置。土体加固平面布置形式包括满膛式、格栅式、裙边式、抽条式、墩式、墙肋式等，见图24-3。上述土体加固满膛式布置图、格栅式布置图、抽条式布置图一般用于基坑较窄且环境保护要求较高的基坑土体加固中。土体加固裙边式布置图一般用于基坑较宽且环境保护要求较高的基坑土体加固中。土体加固墩式布置图一般用于基坑较宽且环境保护要求一般的基坑土体加固中。四、基坑土体加固的竖向布置基坑土体加固竖向布置形式包括坑底平板式、回掺式、分层式、阶梯式等，见图24-4。五、基坑土体加固的构造1．加固体置换率基坑土体加固体平面（置换率）和断面布置及固化剂掺量与基坑开挖深度是一个比较复杂的系统关系，很难通过单一数据予以确定，建立完全对应的比例关系在目前的技术条件下也是不现实的，必须结合不同的施工工法实践和工程经验确定，必要时进行计算复核。有环境保护要求时或考虑加固后的土体m值或k值提高的坑内加固宜用格栅形加固体布置，其截面置换率通常可选择0.5～0.8，在基坑较深或环境保护要求较高的一级或二级基坑中，可选用大值，反之可取用小值。2．加固体的搭接和垂直度要求相邻桩的搭接长度不小于150mm。桩的垂直度不小于1/100。紧贴围护墙边的一排桩体宽度不宜小于1.2m，宜连续布置，且应采取措施确保加固体与围护墙有效密贴，如搅拌桩和墙体之间的空隙应采用旋喷桩密贴。3．加固体水泥掺量与加固体强度根据开挖深度和环境保护等级确定