某圖書(shū)館風(fēng)道基坑開(kāi)挖及支護(hù)分析

王日升 于夕亮

1 工程概況

1)基本概況:本工程位于某高校圖書(shū)館南北兩側(cè)。由于設(shè)計(jì)考慮場(chǎng)館1層～3層夏季和過(guò)渡季節(jié)采用地道風(fēng),減少制冷機(jī)開(kāi)啟時(shí)間,降低制冷量,冬季地道風(fēng)可以起到預(yù)熱新風(fēng)的作用,減少了新風(fēng)加熱量,故整個(gè)場(chǎng)館設(shè)計(jì)了室內(nèi)及室外風(fēng)道送換新風(fēng)。風(fēng)道全場(chǎng)204 m,其中南側(cè)風(fēng)道由于工程西側(cè)設(shè)計(jì)為景觀湖,設(shè)計(jì)要求風(fēng)道頂標(biāo)高必須位于景觀湖上濱水平臺(tái)下2 m,而濱水平臺(tái)原設(shè)計(jì)標(biāo)高在正負(fù)零(相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高61.50)下5 m,故整個(gè)工程開(kāi)挖最深處為11.0 m(風(fēng)道設(shè)計(jì)標(biāo)高見(jiàn)圖1)。

表1 土體計(jì)算的具體參數(shù)

2)工程地質(zhì)情況:本工程擬建場(chǎng)地原為耕地,西側(cè)有挖土形成的深溝,最大溝深15.0 m,地貌為山間平地。勘察院在勘察鉆探范圍內(nèi)未揭露地下水?？辈炀唧w參數(shù)見(jiàn)表1。

2 基坑支護(hù)體系穩(wěn)定性分析

從目前許多工程實(shí)例來(lái)看,開(kāi)挖造成基坑失穩(wěn)的原因很多,失穩(wěn)的形式也各不相同,但大多數(shù)的失穩(wěn)是先從局部某一區(qū)域破壞開(kāi)始進(jìn)而發(fā)展成基坑失穩(wěn)。因此對(duì)基坑土體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算,運(yùn)用合理的支護(hù)方案,采取可靠的支護(hù)體系進(jìn)行支護(hù)。

一般情況下,整個(gè)支護(hù)體系的穩(wěn)定性可從支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性及坑底穩(wěn)定性兩方面予以考慮。由于本文的工程實(shí)例的地質(zhì)土質(zhì)情況決定坑底穩(wěn)定性,故只對(duì)傾覆性方面進(jìn)行驗(yàn)算。

本文采用條分法對(duì)土體分析:

1)選一個(gè)通過(guò)支護(hù)結(jié)構(gòu)端點(diǎn)的近似滑動(dòng)面,并將滑動(dòng)面以上的土體進(jìn)行分條(N=1-n)。

2)假設(shè)第 i個(gè)土條的重力為 Wi,則Sa為條底可獲得的抗剪力,Sa=cli+Nitgφ,其中,c,φ,li分別為條底粘聚力、摩擦角、長(zhǎng)度;Pi為剩余下滑力(方向與傾角方向一致);hi為剩余下滑力作用的位置;Uαi為孔隙水壓力;Ni為條底有效法向力;α為條底傾角。

3)可求得滑動(dòng)力矩和抗滑力矩分別為:

抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)滿足:

3 施工工序及支護(hù)處理

由于本工程不具備分級(jí)開(kāi)挖的現(xiàn)場(chǎng)條件,因此本工程采用以下施工及支護(hù)順序:1)開(kāi)挖前將正負(fù)零標(biāo)高引入現(xiàn)場(chǎng)并做好標(biāo)記。放線開(kāi)挖至5 m,做第一道支護(hù)。在坑道兩側(cè)施工混凝土樁,樁徑400,主筋8φ 22,箍筋φ 8@300,混凝土標(biāo)號(hào)C25,樁長(zhǎng)12.5 m。其中館口南側(cè)大踏步下坑道兩側(cè)的樁采用方樁,其余均為圓樁。2)樁與樁之間用工程模板連接,并在2.5 m處設(shè)橫向方子木。3)連續(xù)開(kāi)挖至工程設(shè)計(jì)底標(biāo)高,同時(shí)在大踏步下樁與樁之間砌筑240的黃河淤泥磚墻。4)在風(fēng)道上頂澆筑完畢且達(dá)到強(qiáng)度后在其頂端砌筑南北向240黃河淤泥磚墻4道,并在墻頂端配設(shè)連系梁板。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程開(kāi)挖總體位于良好的地質(zhì)情況內(nèi),因此在開(kāi)挖過(guò)程中通過(guò)穩(wěn)定性分析采取了簡(jiǎn)單、必要的支護(hù)措施。但在南側(cè)館口大踏步下以及回填較深的地方采取了特殊的處理措施。從工程竣工后情況看,整個(gè)工程開(kāi)挖順利,支護(hù)結(jié)構(gòu)牢固可靠,但有兩點(diǎn)由

[1] 朱新勇,周右喜.軟土基坑開(kāi)挖與支護(hù)施工技術(shù)[J].山西建筑,2008,34(4):151-152.