節(jié)能改造工程基坑支護(hù)穩(wěn)定性分析

劉明

摘 要：河北1號(hào)節(jié)能改造開發(fā)工程的基坑深度為7 .35m，為保證基坑開挖過程中邊坡的穩(wěn)定和安全，需要對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)和降水系統(tǒng)的計(jì)算和選型。根據(jù)該工程的水文地質(zhì)條件和周邊建筑環(huán)境特征，確定基坑北側(cè)采用1：0.7放坡，掛網(wǎng)C20細(xì)石混凝土噴護(hù)方案，東側(cè)住宅處采用鋼筋混凝土排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，其他側(cè)采用微型鋼管樁復(fù)合土釘墻支護(hù)方案。降水采用管井降水，在基坑外緣呈封閉狀布置。通過對(duì)基坑支護(hù)和降水方案針對(duì)性的計(jì)算分析，有效保障了施工質(zhì)量和安全，節(jié)約了成本，達(dá)到了預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：基坑 支護(hù)結(jié)構(gòu) 降水 穩(wěn)定性分析

1.工程概況

擬建工程位于河北1號(hào)小區(qū)，地上28層，地下2層，樁基礎(chǔ)，剪力墻結(jié)構(gòu)。根據(jù)勘察報(bào)告，本場(chǎng)地穩(wěn)定地下水埋深5.10米，地下水類型為潛水，綜合滲透系數(shù)K=17.5m/d，根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄甑叵滤蛔兓^測(cè)統(tǒng)計(jì)，地下水位的變化幅度約±1.5米。擬建工程?hào)|側(cè)有2棟5層住宅，距離約4.6m，東北角有平房，北側(cè)為已有基坑，西側(cè)及南側(cè)均為小區(qū)道路。為保證基坑施工時(shí)邊坡的安全穩(wěn)定，需對(duì)基坑邊坡進(jìn)行降水和支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

2.基坑支護(hù)方案

根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定本工程基坑側(cè)壁安全等級(jí)確定為二級(jí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以自然地面標(biāo)高為基準(zhǔn)，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基坑深度7.35m。人工降水應(yīng)使地下水位降至能夠滿足施工要求的深度，降低地下水位的基坑深度考慮局部集水坑深度。

根據(jù)本工程的特點(diǎn)并結(jié)合本地區(qū)工程施工經(jīng)驗(yàn)，北側(cè)熱力站基礎(chǔ)埋深和開挖基坑深度一致，相距2.0米，該部分垂直開挖，無需支護(hù)。北側(cè)其余部分采用1：0.7放坡，掛網(wǎng)C20細(xì)石混凝土噴護(hù)。東側(cè)住宅處采用排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，其他側(cè)各處均采用微型鋼管樁復(fù)合土釘墻支護(hù)方案。

根據(jù)本工程的地質(zhì)特點(diǎn)級(jí)施工要求，基坑開挖前要采取降水措施，可采用管井降水。不同位置的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式和降水井點(diǎn)布置如圖1所示。

3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析

根據(jù)前述確定的支護(hù)方案，在給定荷載（地面荷載按均布條形荷載30kPa考慮）情況下，進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。

鋼管樁土釘墻復(fù)合支護(hù)計(jì)算

在基坑的南側(cè)、西側(cè)、東北側(cè)均采用了鋼管樁土釘墻復(fù)合支護(hù)方案，鋼管樁直徑159mm，樁長(zhǎng)12米，樁間距根據(jù)位置不同分為1米和0.8米兩種類型。

鋼管樁土釘墻復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)置時(shí)，先進(jìn)行鋼管樁施工，工程鉆機(jī)成孔，鋼管樁直徑159mm，壁厚4mm。其中1斷面區(qū)域鋼管樁樁間距1000mm，樁數(shù)183根，2斷面區(qū)域鋼管樁樁間距800mm，樁數(shù)65根，注入水灰比1：0.45水泥漿，在樁頂設(shè)300*300mm冠梁，強(qiáng)度C25，鋼管樁施工完畢后48小時(shí)，再進(jìn)行下一步施工。

預(yù)應(yīng)力錨索水平間距2.0米，梅花形布置，預(yù)應(yīng)力錨索采用？15.2鋼絞線，施加預(yù)應(yīng)力在注漿5天后進(jìn)行，施加預(yù)應(yīng)力不低于100KN。1斷面設(shè)置腰梁3道，2斷面設(shè)置腰梁4道，采用18b槽鋼。土釘孔徑110mm，采用HRB335鋼筋，孔內(nèi)用水灰比為0.45的水泥漿常壓注入。坡面噴射前將坡修平整，噴射混凝土護(hù)面厚80mm，配合比水泥：砂：碎石為1：2：2，并注意養(yǎng)護(hù)。坡面內(nèi)置φ6.5@300×300的雙向鋼筋網(wǎng)，橫縱向用φ12的通長(zhǎng)鋼筋連接，間距3米。土釘水平間距為1500mm，土方開挖分5步，每步開挖高度應(yīng)與土釘設(shè)置高度及坡度一致，不能超挖及欠挖。土方開挖應(yīng)與支護(hù)工程同步進(jìn)行，當(dāng)上一步錨索施工完畢并施加預(yù)應(yīng)力滿足要求后才能進(jìn)行下一步土方開挖?；又ёo(hù)應(yīng)有相應(yīng)配套的測(cè)量變形觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，從開挖前到施工結(jié)束應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行沉降變形觀測(cè)，并備有相應(yīng)的應(yīng)急措施。

4.基坑降水方案分析

根據(jù)本工程的地質(zhì)特點(diǎn)級(jí)施工要求，基坑開挖前要采取降水措施，可采用管井降水。降水井布置在基坑外緣呈封閉狀布置，共布置28眼，中間布置5眼觀測(cè)井，井深15米，井徑不小于600mm，選用無砂混凝土管，管材外徑380mm，壁厚50mm，全斷面透水。

4.1基坑內(nèi)排水系統(tǒng)

雨季施工時(shí)在基坑坡腳處設(shè)置明排集水溝，在基坑拐角處設(shè)置集水井，根據(jù)水量大小安裝排水泵，將其排放到坡頂集水池內(nèi)。

4.2坡頂排水系統(tǒng)

坡頂沿降水井周遍設(shè)置4個(gè)帶有沉淀池的集水池，降水井抽水、基坑內(nèi)排水系統(tǒng)就近排放到臨近的集水池內(nèi)，經(jīng)沉淀池沉淀澄清后按要求進(jìn)行排放。

5.結(jié)語

通過對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和降水方案的計(jì)算分析，合理經(jīng)濟(jì)的確定了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型。在基坑開挖期間，嚴(yán)格按照最終的計(jì)算書和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。同時(shí)，加強(qiáng)施工期間邊坡土體以及支護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降、位移、結(jié)構(gòu)內(nèi)力的觀測(cè)，及時(shí)抽排地下水，保證支護(hù)方案有序有效實(shí)施。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，土釘墻及支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形均在控制范圍內(nèi)，邊坡整體穩(wěn)定，保證了基坑安全，達(dá)到了預(yù)期效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙錫宏，陳志明，胡中雄.高層建筑深基坑圍護(hù)工程實(shí)踐與分析[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1996.

[ 2 ]莫海鴻，周漢香，賴愛平.基坑支護(hù)樁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[ J ].巖土工程學(xué)報(bào)，2001，23（2）：144-148.

[3]余志成，施文華.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[4]陳濤，張敏，李更召，等.天津某深基坑工程監(jiān)測(cè)結(jié)果分析與研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2015， （3）：30-32.