以車庫為例淺析重力式擋土墻安全性

宋坤+史青云

摘要： 基坑圍護(hù)是指為保護(hù)基坑周圍環(huán)境及建筑的安全和地下結(jié)構(gòu)施工，對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采取的加固、支擋的措施?；訃o(hù)方法多種多樣，其中重力式圍護(hù)墻具有施工方便、效率高、工期短、成本低等優(yōu)點，是應(yīng)用較為廣泛的一種基坑圍護(hù)形式。本文以某車庫為例應(yīng)用重力式圍護(hù)墻方法進(jìn)行基坑工程的圍護(hù)研究，驗證此方法的安全性、穩(wěn)定性和實效性。

Abstract： The foundation pit refers to the reinforcement and supporting measures taken on the pit wall and the surrounding environment in order to protect surrounding environment of the foundation pit and the building safety as well as the underground structure construction. The foundation pit methods are varied， including gravity retaining wall which has the advantages of convenient construction， high efficiency， short construction period， low cost， and is widely used. This paper takes a garage for example to apply gravity retaining wall in the bracing of foundation pit， and verifies the safety of this method， the stability and effectiveness.

關(guān)鍵詞： 基坑圍護(hù)；重力式圍護(hù)墻；加固

Key words： foundation pit；gravity retaining wall；reinforcement

中圖分類號：U417.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0096-02

0 引言

早在20世紀(jì)30年代，Terzaghi等人已開始研究基坑工程中的巖土工程問題，提出了預(yù)估挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小總的應(yīng)力法，這理論一直沿用至今。只不過有了許多改進(jìn)與修正。在以后的時問里，世界各國的許多學(xué)者都投入了研究，并不斷在這一領(lǐng)域取得豐碩的成果。在我國，20世紀(jì)80年代以后，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市建設(shè)的需要，土地資源緊張的矛盾日益突出，向高空、向地下爭取建筑空間成為一個發(fā)展趨勢，對基坑工程的研究逐步發(fā)展起來。特別是20世紀(jì)90年代以來，隨著城鎮(zhèn)建設(shè)中高層及超高層建筑的大量涌現(xiàn)，深基坑工程越來越多，同時南集的建筑物、復(fù)雜的深基坑形式，使得基坑開挖的條件越來越復(fù)雜。因此，對基坑開挖與支護(hù)的計算與設(shè)計理論、施工技術(shù)等的要求也越來越高。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人們對居住環(huán)境要求的提高，近年來我國建筑、市政等工程得到飛速發(fā)展。在都市中，寸土寸金，因而在建筑向高空發(fā)展的同時，地下空間的利用也成為一個重要方向。對基坑工程的要求越來越高，出現(xiàn)的問題也越來越多，促使工程技術(shù)人員以新的眼光去審視這一古老課題，使許多新的經(jīng)驗和理論的研究方法得以出現(xiàn)和成熟。基坑開挖后，將會形成一個高度為5～20m不等的直立邊坡，組成邊坡的地基土主要多為呈軟塑狀態(tài)的粉土和松散粉砂，其抗剪強(qiáng)度較低，屬不穩(wěn)定邊坡，故要首先考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)自身的剛度以控制基坑變形，所以采用重力式擋土墻法來對該車庫進(jìn)行圍護(hù)。

1 基坑工程概況

1.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察成果，在所揭露85.0m深度范圍內(nèi)的地基土均屬第四紀(jì)沉積物，巖性主要由粘性土、粉性土和砂土組成。根據(jù)土的成因﹑結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性指標(biāo)綜合分析劃分為六個工程地質(zhì)層及分屬不同層次的亞層。（如表1）

1.2 水文地質(zhì)條件

①潛水。場地淺部地下水以潛水為主，主要接受大氣降水及地表徑流補(bǔ)給。根據(jù)勘察期間的測量結(jié)果，地下水埋深為0.10～1.20m，水位埋深的標(biāo)高為2.51～3.59m。設(shè)計可按高水位為自然地面下0.5m，低水位為自然地面下1.5m考慮。

②承壓水。場地中分布有⑥2層微承壓含水層、第⑧2-4層承壓含水層。根據(jù)本工程的基坑等級和類似工程經(jīng)驗，第⑧2-4層承壓含水層一般不會對本工程基坑有直接影響。

工程住宅樓基坑開挖深度2.05～2.50m，人防車庫基坑開挖深度5.95m。根據(jù)勘察報告，第⑥2層砂質(zhì)粉土層頂埋深最淺為10.70m（C18#勘探孔），根據(jù)該區(qū)區(qū)域觀測資料，承壓水水頭一般在3.0～11.0m左右，根據(jù)本地區(qū)工程經(jīng)驗，承壓水頭一般均低于潛水位，本次取觀測平均值3.0m，經(jīng)計算，判定基坑不會發(fā)生突涌現(xiàn)象。

2 重力式擋土墻圍護(hù)設(shè)計

人防車庫靠近住宅樓和商業(yè)樓區(qū)段，住宅樓基底與人防車庫開挖面高差3.45～3.90m，商業(yè)樓基底與人防車庫開挖面高差5.2m，地下室外墻與住宅樓基礎(chǔ)距離為12.0m。為保護(hù)鄰近的住宅樓及商業(yè)工程樁，擬采用水泥土重力式圍護(hù)墻（6排？準(zhǔn)700@500雙軸水泥土攪拌樁，搭接200mm，局部車庫集水井部采用9排？準(zhǔn)700@500雙軸水泥土攪拌樁，搭接200mm，商業(yè)樓區(qū)段9排？準(zhǔn)700@500雙軸水泥土攪拌樁，搭接200mm）進(jìn)行擋土圍護(hù)，壩體寬3.2～3.7m（商業(yè)樓區(qū)段4.7m），嵌固深度5.95～6.5m（商業(yè)樓區(qū)段6.8m），插入比1：1.3。在壩體頂部設(shè)置砼壓頂（150mm厚C20砼，內(nèi)置？準(zhǔn)8@200鋼筋），壩體內(nèi)插入的腳手架鋼管（？準(zhǔn)48×2.0，長度5.0～7.0m，進(jìn)入坑底以下不少于1m），以滿足整體的穩(wěn)定性和減小壩體位移的安全要求。

3 重力式圍護(hù)墻安全性評估

由表2計算結(jié)果可知，方法符合《基坑工程技術(shù)規(guī)范》DG/TJ08-61-2010的規(guī)定，參數(shù)取值適當(dāng)，計算得到的安全系數(shù)基本滿足規(guī)范要求。

通過專業(yè)巖土有限元軟件（Plaxis）計算，得出結(jié)果圍護(hù)墻體最大變形范圍為：7.67～8.20mm，基坑開挖過程所產(chǎn)生的土體變形滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性要求，滿足對鄰近樁基的保護(hù)作用。

4 結(jié)論

由此可見，基坑工程是整個建筑工程中最為重要也最為要求嚴(yán)苛的，基坑圍護(hù)直接關(guān)系到工程質(zhì)量及工程壽命，本文所采用的重力式擋土墻方法經(jīng)數(shù)據(jù)檢驗，符合規(guī)范要求，達(dá)到保護(hù)建筑物穩(wěn)定性效果。

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