吳昊 金福喜
【摘 要】土釘墻支護(hù)有著施工周期快、造價低、施工便捷等優(yōu)點,本文以長沙市某深基坑工程為背景,介紹了土釘墻與放坡相結(jié)合的支護(hù)方式,有效地降低了工程造價,并保證了基坑的安全穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】基坑支護(hù);土釘墻;放坡;穩(wěn)定性驗算
中圖分類號: TU753文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 2095-2457(2019)05-0048-002
0 引言
基坑工程是一項臨時性的支護(hù)措施[1],如何在保證基坑及地下室施工期間安全的同時降低基坑工程造價,一直是工程技術(shù)人員需要解決的問題。在實際工程中,由于地質(zhì)體的不確定性往往導(dǎo)致設(shè)計向保守方向傾斜,這就導(dǎo)致了較大的工程浪費(fèi)。但是隨著動態(tài)化設(shè)計的日益普及,精細(xì)化設(shè)計能在保證安全的同時有效降低工程造價,因而受到了越來越多的關(guān)注[2]。本文以長沙某酒店深基坑為例,介紹了在支護(hù)設(shè)計采用的放坡結(jié)合土釘墻支護(hù)的設(shè)計思路,希望為類似的工程提供參考。
1 工程概況
場地位于長沙市長沙縣黃花鎮(zhèn)大元路與黃金大道交匯處東北側(cè)。甲方確定基坑底開挖標(biāo)高為60.9~63.8米,邊坡高差為4~7m,該工程基坑側(cè)壁安全等級為二級,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0,設(shè)計年限為一年。
1.1 基坑周邊環(huán)境
(1)ABC段:該段在基坑北側(cè),現(xiàn)狀地坪標(biāo)高為67.00m左右,基坑開挖底標(biāo)高為61.6m左右,高差約6m,北部規(guī)劃有道路,尚未建設(shè)。
(2)CD段:該段位于基坑?xùn)|側(cè),現(xiàn)狀地形標(biāo)高為67.8m左右,基坑開挖底標(biāo)高為63.8m,高差約4m。坡頂無建筑物
(3)DF段:該段位于基坑南側(cè),該段現(xiàn)狀地形標(biāo)高為68.8m左右,基坑開挖底標(biāo)高為60.9~63.8m,高差4~8.6m。坡頂無建筑物。
(4)FA段:該段位于基坑西側(cè),該段現(xiàn)狀地形標(biāo)高69.5m左右,基坑底開挖標(biāo)高60.9m,高差8.6m,西面為黃金大道,最近處距黃金大道為13m。
1.2 地層及巖性
根據(jù)鉆探揭露,場地內(nèi)埋藏的地層主要由第四系人工填土、粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土和泥質(zhì)粉砂巖組成,其野外特征自上而下分?jǐn)⑷缦拢?/p>
人工填土:雜色,稍濕,松散狀,新近自填形成,未完成固結(jié),局部含建筑垃圾,平均厚度為1.55m,層頂高程變化范圍為71.02~71.20m
粉質(zhì)粘土:褐黃色,該層廣泛分布于擬建場地,層厚為0.5~7.5m,平均厚度為2.87m,其層頂埋藏深度為0.00~1.60米,相當(dāng)于標(biāo)高61.75~71.00m。
殘積粉質(zhì)粘土:褐紅色,硬塑狀。為泥質(zhì)粉砂巖風(fēng)化殘積而成。該層廣泛分布于報建場地,層厚為0.80~3.10m,平均厚度為1.41m其層頂埋藏深度為0.00~7.50m,相當(dāng)于標(biāo)高57.61~68.42m。
強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:褐紅色,泥質(zhì)粉砂結(jié)構(gòu),該層在擬建場地所有鉆孔均有揭露,揭露厚度為3.00~8.50米,平地厚度為4.98m,其層頂埋藏深度為0.00~8.30m,相當(dāng)于標(biāo)高56.81~71.10m。
中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖:褐紅色,紫紅色,泥質(zhì)粉砂純構(gòu),厚層狀構(gòu)造。巖芯完整,節(jié)理較發(fā)育,裂面為鐵質(zhì)氧化物浸染而顯示褐黑色。該層在所有鉆孔中均有揭露,未揭穿。
1.3 巖土參數(shù)
根據(jù)勘察報告及相應(yīng)資料和現(xiàn)場踏勘,根據(jù)周邊道路建設(shè)現(xiàn)場已揭露的地層,在基坑開挖范圍內(nèi),廣泛分布強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖,場地北側(cè)已揭露地層均為粉質(zhì)粘土,東側(cè)有雜填土,根據(jù)已有勘察資料,巖土參數(shù)取值如下表。
2 支護(hù)措施
2.1 排水設(shè)計
勘察期間,場地內(nèi)地下水和地表水均為發(fā)現(xiàn)。故排水設(shè)計主要為降雨時及時將雨水排除。在基坑頂部和底部設(shè)置200×250mm排水溝,Mu10灰砂磚砌筑,M5水泥砂漿抹面,厚度?叟10mm,以3‰坡度向集水井匯水。
2.2 土釘墻設(shè)計
以基坑最深段為例,基坑邊坡高7m,采用放坡+土釘墻的支護(hù)方式,從基坑底向上5m采用土釘墻支護(hù),土釘采用直徑為22mm螺紋鋼,長6m,水平間距2m,豎直間距1.5m,坡比1:0.6,從基坑底以上5m至坡頂采用掛網(wǎng)放坡的支護(hù)形式,坡比1:1,支護(hù)形式如圖所示。
3 穩(wěn)定性驗算
放坡+土釘墻整體穩(wěn)定性驗算采用圓弧滑動條分法進(jìn)行驗算[3],該方法由Schlosser于1983提出,假設(shè)基坑邊坡破壞時滑動面為圓弧狀,將邊坡土體劃分為豎直的土條,計算滑移面上方各土條自重產(chǎn)生的下滑力,支護(hù)結(jié)構(gòu)與滑移面上的在滑移面上形成的阻力即為抗滑力,兩者的比值F滑/F抗,即為邊坡的安全系數(shù)。土的剪切破壞采用摩爾庫倫破壞準(zhǔn)則,土釘變形后與土體的相互作用采用Winkler彈性地基梁理論計算[3-6]。
計算時分兩級進(jìn)行計算,首先驗算上部放坡段的安全系數(shù),采用圓弧滑動條分法計算得到土體下滑力為54.14kN,抗滑力為85.41kN,安全(下轉(zhuǎn)第21頁)(上接第49頁)系數(shù)為1.58,可以認(rèn)為上部放坡段是穩(wěn)定的,在驗算土釘支護(hù)段時,將上層放坡段土體轉(zhuǎn)化為超載,土體下滑力為150.35kN,土釘及土體抗滑力為285.15kN,因此土釘支護(hù)段安全系數(shù)為1.90,滿足規(guī)范要求。
4 結(jié)語
針對本基坑工程,采用放坡+土釘墻支護(hù)的形式可以有效地保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定,采用規(guī)范推薦的計算方法計算得到的安全系數(shù)可以滿足要求。因此,在類似有一定空間的基坑支護(hù)工程中,可以采用類似的放坡+土釘墻支護(hù)的形式。根據(jù)現(xiàn)場施工效果,該支護(hù)形式能有效縮短工期,降低工程造價。
【參考文獻(xiàn)】
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