某圖書館風道基坑開挖及支護分析

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館南北兩側。由于設計考慮場館1層～3層夏季和過渡季節采用地道風,減少制冷機開啟時間,降低制冷量,冬季地道風可以起到預熱新風的作用,減少了新風加熱量,故整個場館設計了室內及室外風道送換新風。風道全場204 m,其中南側風道由于工程西側設計為景觀湖,設計要求風道頂標高必須位于景觀湖上濱水平臺下2 m,而濱水平臺原設計標高在正負零(相當于絕對標高61.50)下5 m,故整個工程開挖最深處為11.0 m(風道設計標高見圖1)。

表1 土體計算的具體參數

2)工程地質情況:本工程擬建場地原為耕地,西側有挖土形成的深溝,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未揭露地下水。勘察具體參數見表1。

2 基坑支護體系穩定性分析

從目前許多工程實例來看,開挖造成基坑失穩的原因很多,失穩的形式也各不相同,但大多數的失穩是先從局部某一區域破壞開始進而發展成基坑失穩。因此對基坑土體結構進行分析并進行穩定性驗算,運用合理的支護方案,采取可靠的支護體系進行支護。

一般情況下,整個支護體系的穩定性可從支護結構的可靠性及坑底穩定性兩方面予以考慮。由于本文的工程實例的地質土質情況決定坑底穩定性,故只對傾覆性方面進行驗算。

本文采用條分法對土體分析:

1)選一個通過支護結構端點的近似滑動面,并將滑動面以上的土體進行分條(N=1-n)。

2)假設第 i個土條的重力為 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)可求得滑動力矩和抗滑力矩分別為:

抗傾覆安全系數應滿足:

3 施工工序及支護處理

由于本工程不具備分級開挖的現場條件,因此本工程采用以下施工及支護順序:1)開挖前將正負零標高引入現場并做好標記。放線開挖至5 m,做第一道支護。在坑道兩側施工混凝土樁,樁徑400,主筋8φ 22,箍筋φ 8@300,混凝土標號C25,樁長12.5 m。其中館口南側大踏步下坑道兩側的樁采用方樁,其余均為圓樁。2)樁與樁之間用工程模板連接,并在2.5 m處設橫向方子木。3)連續開挖至工程設計底標高,同時在大踏步下樁與樁之間砌筑240的黃河淤泥磚墻。4)在風道上頂澆筑完畢且達到強度后在其頂端砌筑南北向240黃河淤泥磚墻4道,并在墻頂端配設連系梁板。

4 結語

本工程開挖總體位于良好的地質情況內,因此在開挖過程中通過穩定性分析采取了簡單、必要的支護措施。但在南側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,整個工程開挖順利,支護結構牢固可靠,但有兩點由

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