(1)临时路面。临时路面支撑体系也称盖板梁,可采用军用梁、钢桁架、钢筋混凝土梁等形式。在支撑体系上固定钢盖板,以便临时通行车辆。基坑宽度较小时,支撑体系可单跨横跨基坑;如基坑宽度较大,支撑体系可放在中间立柱上,形成两跨或多跨结构,以提高稳定性。盖板梁采用钢筋混凝土结构可兼作支撑,不但能增强盖板体系的稳定性和安全性,而且对于控制深基坑变形也比较有利。
盖板梁与第一道支撑有分离设置、结合设置两种处理方法。在地质较好的地区进行盖挖法施工时,往往将盖板梁和第一道支撑分离设置。由于土体自立性好,盖板梁不承受或承受很小的水平方向荷载,仅承受路面上的竖向荷载,同时将该荷载传递给中间立柱。根据施工所需空间要求,第一道支撑一般设置在地表以下2.5m左右深处。
在软弱含水地层中,如果不考虑盖板梁兼作支撑,类似于悬臂2.5m开挖,将会导致土体侧向变形超出范围,对于控制基坑变形非常不利。盖板梁兼作第一道支撑时,必须使该构件能同时承受上部传来的竖向荷载及基坑挡墙传来的水平荷载,约束挡墙的水平变形。该构件承受拉、压、弯、剪组合作用,因此对其强度、刚度和稳定性要求较高。
为保证路面车辆行驶的平稳性,盖板梁的平整度宜小于0.5mm,挠度宜小于l/400(l为盖板梁的跨度),铺设时相邻盖板高差宜控制在1.0mm之内。同时,还应采取减震降噪和抗渗、防漏等措施。
(2)出土口。出土口的主要功能是出土、下料和调运设备,应根据地质情况、基坑大小、施工工期等布置出土口。为了便于安装提升设备(龙门吊、电动葫芦、轮式起重机)和堆土等,出土口一般靠近地面运输道路,布置在基坑端头或侧边。出土口处层板应预留钢筋,出土完成后封闭。
(3)上下入口。在施工初期,由于各个工作面还没有连通,一般出土口兼作上下入口。当各个工作面扩大连通之后,应设置专门的上下入口。深基坑的上下入口应安装步梯,一般情况下根据上下人的多少确定步梯的宽度,一般不宜小于3.0m。对于深度超过20m的基坑,除安装步梯外,还应安装电梯。一般情况下,一个出土口宜对应一个上下入口,上下入口可同时兼作消防口、通风口、排水口等。
(4)通风口。在逆作法施工前期,各个作业面独立作业,空气难以自然流通,为了提供地下作业人员需要的新鲜空气,应设置通风口。通过风机向地下各个作业面输送新鲜空气,并经排风口、施工口、上下入口等排出。通风口的直径和数量难以准确计算,一般情况下直径不宜小于600mm。
(5)排水口。对于地下水比较丰富的基坑,一般需要进行基坑内降排水作业,因此需要设置排水口。排水口可单独设置,也可和其他施工口合并设置。
(6)中间桩、柱施工。盖挖法中间柱主要包括临时柱和结构柱。对于宽度较大的基坑,一般要设置中间立柱结构,与两侧围护结构共同构成路面系统的竖向支承体系,并作为主体结构的承载体系。根据使用功能不同,中间立柱结构可分为临时立柱与永久立柱两种类型。(www.xing528.com)
中间立柱结构施工时,必须注意根据立柱的支承方式,合理选择其结构类型及其基础形式,做到既保证立柱的强度、刚度、稳定性,又保证荷载能有效地传递给柱下基础。立柱在上部荷载及土压力、水压力作用下,会发生沉降、抬升、倾斜。同时,立柱桩底地层的差异、受荷大小的不同及温度应力的影响,可能使相邻立柱之间及立柱与围护结构之间产生较大的差异沉降。若差异沉降过大,将会对路面体系产生较大的附加应力,严重时会影响安全。一般情况下,立柱之间及立柱与围护结构之间的差异沉降不宜大于20mm,且不宜大于1/400桩距。
中间柱下端的立柱桩一般为混凝土灌注桩。根据地质条件及施工机具的不同,可采用人工挖孔桩、钻孔灌注桩、挤扩桩等施工方法。中间柱一般采用钢管柱、H型钢、混凝土灌注桩、预制柱等。为了保证中间立柱结构的稳定,中间柱的安装精度要求较高,施工难度较大。
中间立柱结构的施工方法:在泥浆护壁成孔条件下,钢管柱的安装一般采用先插法或后插法,在没有地下水的情况下一般采用人工挖桩孔内定位法。先插法是指在立柱桩孔完成后,下入钢筋笼,然后将钢立柱插入,位置调整准确后,进行固定,最后灌注混凝土。后插法是当立柱桩的混凝土灌注完毕后,将钢立柱柱脚插入桩的混凝土中,然后固定。如果地层条件较好,或者经过降水后,钻孔内比较干燥,具有良好的自稳能力,可采用人工桩孔内定位法。中间柱下部的灌注混凝土桩施工完毕后,可由人直接进入桩孔,进行桩顶处理,并安装定位器,然后吊放钢管柱进行连接和精确定位固定,最后在钢管柱内插入钢筋和灌注混凝土,并在钢管柱周围回填砂子或黏土。
在逆作法施工中,中间支承柱的施工精度要求很高。一般情况下,人工挖孔桩中间支承柱的垂直度要求为1/1000;钻孔灌注桩中间支承柱的垂直度要求为1/300,型钢中间支承柱垂直度要求为1/600。
(7)中间柱的约束。随着基坑的开挖,中间柱自由段长度会增加,侧向变形会增大,可能会发生失稳。因此,为增加立柱的稳定性,在基坑向下开挖过程中,在每一道支撑高程处,应设置纵向连系梁。该梁与支撑、立柱形成稳定的超静定结构,减小了开挖阶段立柱的长细比,从而便于保持立柱稳定。
(8)中间支承立柱和纵、横梁连接节点。中间柱和纵、横梁节点形式较多,一般采用传力钢板法、植筋法等。
(9)地下连续墙和纵、横梁连接节点。地下连续墙和纵、横梁连接节点形式也比较多,一般采用预埋连接钢筋法、预埋连接钢板法或植筋法等。
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