論文關鍵詞:摘要根據(jù)漢中某深基坑的實際情況,綜合采用排樁和土釘墻聯(lián)合支護形式,穩(wěn)定計算分析結果均符合現(xiàn)行規(guī)范要求,經工程實踐的應用后,工程運行良好,各項監(jiān)測數(shù)據(jù)表明該支護結構安全有效,為該地區(qū)相似工程的設計施工提供借鑒
1 工程概況
1.1 工程概述
本工程位于陜西漢中市內天漢大道西側,場地地形平整,擬建建筑物南北長50.4m,東西寬31.6m,設計基坑開挖深度自現(xiàn)自然地面下7.2m。場地北側以及東西兩側場地較開闊,而場地南側0.8m即為同仁醫(yī)院圍墻,距離醫(yī)院門診大樓僅相隔一條約5m寬的通道,醫(yī)院門診大樓為一6層鋼筋混凝土框架結構建筑,而與場地之間相隔的通道為入院的主干道,往來車輛和人員較多,動荷載較大,該側一旦發(fā)生基坑失穩(wěn),不僅影響醫(yī)院門診樓的安全,也影響到該通道上的車輛和人員安全,基坑安全等級較高。為保障施工期間同仁醫(yī)院的安全運行,需對南側基坑進行合理有效的支護。
1.2 工程地質和水文地質條件
根據(jù)場地工勘資料,本場地底層結構簡單,自上而下依次為素填土、粉質粘土、粉砂、粗砂、圓礫、卵石等.
2 基坑支護方案的確定
本工程南側緊鄰已建建筑,無放坡開挖的距離,擬采用垂直開挖,懸臂式排樁支護;其余三側有一定的放坡空間,但考慮基坑開挖過深,為保障施工臨時用地以及交通道的安全,擬采用放坡1:0.3開挖,土釘墻支護。
2.1 排樁支護
分布于基坑南側,采用機械鉆孔灌注樁,樁長14.0m,樁徑0.9m,樁中心距1.8m,樁頂用600×900mm冠梁連接。
1)樁身。樁身混凝土強度C25,主筋采用HRB335級鋼筋,24φ32均為配置;螺旋箍筋采用HPB235級鋼筋,φ10@150,加強箍筋采用HRB335級鋼筋,φ20@1500,混凝土保護層厚度50mm。
2)樁頂冠梁。各樁樁頂用600×900mm冠梁連接,冠梁混凝土強度等級C25,每側各配4φ20受力鋼筋;梁中部設兩道腰筋,每道采用2φ16普通鋼筋;冠梁箍筋采用四肢箍,φ8@200;樁體主筋應插入冠梁內不少于冠梁高度,并與冠梁受力筋可靠連接。
3)樁間土處理。孔樁施工時預埋φ8@150插筋,樁側土體應分層對稱垂直開挖,開挖后將兩樁間的鋼筋焊接,再掛鋼筋網,采用φ8普通鋼筋,間距150×150mm,豎向鋼筋應置于水平鋼筋之下,表層噴射C20細石混凝土,厚度80mm。樁間土豎向設置兩排泄水孔,矩形布置,水平向間距1.8m,孔徑100mm,外斜坡度5%,進入坡體0.60m,用PVC管制成花管安裝。
2.2 土釘墻支護
分布于基坑東側、西側、北側,開挖坡比為1:0.3,基坑開挖深度為7.2m。
1)土層錨桿(土釘)。沿基坑豎向布置四排土釘,水平向間距1.3m,矩形布置,錨桿傾角15度。人工洛陽鏟成孔,孔徑120mm,植入土釘后,灌入M20水泥砂漿形成錨固體。
2)坡面掛網。采用φ8普通鋼筋,間距150×150mm,一層,加強鋼筋采用φ12普通鋼筋將水平向和豎向土釘連接。加強鋼筋與土釘交叉處采用焊接連接。坡面鋼筋網應上翻至坡頂外側,外翻長度1.0m,并在坡頂用1.0m長短鋼筋垂直打入地下以固定鋼筋網。
3)護面。坡面噴射細石混凝土護面,混凝土強度等級為C20,厚度100mm。
3 支護結構穩(wěn)定性驗算
3.1排樁支護驗算
《規(guī)范》規(guī)定排樁支護驗算的內容主要包括整體穩(wěn)定性演算、抗傾覆穩(wěn)定性驗算和基坑底部抗隆起驗算。本工程內力計算方法采用增量法,基坑側壁重要性系數(shù)γ0取1.0,地面超載取30kPa,計算結果下所示。
1)整體穩(wěn)定驗算。計算方法采用瑞典條分法,經計算,最危險滑裂面整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 3.102>= 1.3,滿足規(guī)范要求。
2)抗傾覆穩(wěn)定性驗算。定義穩(wěn)定安全系數(shù)為被動土壓力Ep對樁底的彎矩與主動土壓力Ea對樁底的彎矩的比值,經計算, Ks = 1.401 >= 1.200, 滿足規(guī)范要求。
3)基坑底部抗隆起驗算。采用普朗德爾公式計算穩(wěn)定安全系數(shù)Ks = 19.689 >= 1.1,滿足規(guī)范要求。
3.2 土釘墻支護驗算
《規(guī)范》規(guī)定土釘墻支護驗算的主要內容包括內部穩(wěn)定性驗算和外部穩(wěn)定性驗算。本工程基坑側壁重要性系數(shù)取1.0,土釘荷載分項系數(shù)取1.25,土釘抗拉抗力分項系數(shù)取1.3,整體滑動分項系數(shù)取1.3,計算結果下所示。
1)內部穩(wěn)定驗算。計算方法采用整體圓弧滑動法,根據(jù)施工的步驟將分層開挖支護看做不同工況,經計算,各工況最危險滑裂面整體穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求。
2)外部穩(wěn)定驗算。主要包括基地承載力演算,抗水平滑動演算和抗傾覆穩(wěn)定性演算。經計算:
基底平均壓力設計值 pa=125.6(kPa) < fa=140 kPa
基底邊緣最大壓力設計值 pamax=155.5(kPa) < 1.2fa=168 kPa
抗滑安全系數(shù) Ks =6.633 > 1.3
抗傾覆安全系數(shù) Ks =36.097 > 1.6
各計算指標均滿足規(guī)范要求。
4 施工注意事項
1)基坑開挖后應立即進行支護,坡面人工修平后再掛網,施工過程中應采用防水措施,以免施工用水侵蝕坡面,導致坡面跨塌。
2)錨孔灌漿前必須用清孔,清除孔內殘土,注漿必須從孔底開始進行。
3)土釘加強筋必須與土釘焊接牢固,且網筋應置于加強筋之下,網筋與加強筋交叉處必須焊接,網筋交叉處必須綁扎。
4)坡體護面混凝土必須平整,保證厚度及質量,混凝土終凝2小時后應灑水養(yǎng)護7天。
5)施工前應檢查原材料的品種、質量和規(guī)格型號以及相應的檢驗報告。
6)鉆孔偏斜度不得大于5%。
7)鉆孔深度應比設計土釘長度長至少超深0.2 m。
8)應用定位短筋將土釘置于鉆孔中心,保證保護層厚度。
9)施工過程中應注意地下管線和臨近建(構)筑物基礎等,如遇見地下管線等,土釘位置、傾角、長度可適當調整,但需征得設計單位同意。
10)基坑開挖應分級進行,每級開挖深度宜為1.5-2.5m,且待前一級支護完成驗收后方能開挖下一級基坑。
5 結語
本工程于2009年3月開工,2010年2月竣工,根據(jù)施工過程中的支護結構變形檢測資料表明,基坑側壁的土體以及臨近建筑物的變形量均在規(guī)范規(guī)定的變形范圍以內,表明本基坑設計施工方案是合理有效的,對本地區(qū)相似工程的設計施工具有一定的借鑒作用。