基于FLAC 的深基坑組合支護穩定性分析

2013-08-21 08:58:24赫全勝

山西建筑 2013年8期

赫全勝

(中鐵電氣化局集團北京建筑工程有限公司，北京 100039)

1 概述

常規的基坑組合支護結構設計方法是根據墻受力強度及穩定性設計，設計是根據基坑開挖后的狀態為計算對象。但基坑開挖常常會造成支護內力的變形以及周邊土體的變形，引起許多意外變化，影響工程安全，而傳統的方法是不能事先控制或事后處置的［1-4］。所以，以控制變形作為手段的基坑設計方法正受到人們的高度重視。

本工程為門頭溝麗景長安住宅及配套C-1樓基坑支護工程，工程場地位于北京市門頭溝區永定鎮。

本工程基坑開挖最大深度為22.45 m，深度大，屬于超深基坑;根據周邊建筑與基坑間的距離和基礎埋深各不同，需要根據現場的實際情況選擇有針對性的支護措施。

北京市常用的基坑支護方式有護坡樁(或樁錨)、地下連續墻、土釘墻支護等類型。

地下連續墻:多用于深大基坑或地下水豐富又不宜降水的地區，但其造價遠遠高于護坡樁等常用支護模式。

土釘墻:主要應用于基坑深度12 m以下的基坑，工程造價低、投入設備少。但施工過程中產生的位移量大，對周邊建(構)筑物、市政管線及道路等的保護不利。

護坡樁(或樁錨):可用于深基坑或超深基坑，其具有穩定性高、安全性、成本相對較低的特點，從而得到廣泛應用，施工工藝比較成熟。

深基坑支護國內外方法很多，還在不斷發展之中，每種支護方法都有各自適用性。在對該深基坑工程的開挖支護前，我們進行了數值計算，對基坑的變形進行分析，驗證支護方案的可靠性。

2 基坑支護方法

根據本工程基坑支護特點、周圍環境條件及工藝優缺點等，同時結合考慮到工期、成本等因素，本次擬采用支護形式如下:

1)東側。該側存在一條現狀道路，距離基坑較近，基坑開挖時邊坡位移會對周邊市政管線帶來不利的影響?；又ёo時應盡量控制基坑邊坡位移，減少因基坑開挖后邊坡位移量對周邊道路上的市政管線等影響，同時考慮到工程造價，故采用樁頂9 m范圍內做土釘墻，下部護坡樁+三道錨桿的支護方式。

2)北側。該側存在較大放坡空間，也不存在管線等市政設施，可以采取分級放大坡(1∶0.5)進行土釘墻支護。但是，若采用分級放大坡土釘墻的支護形式會造成后期基坑肥槽土方回填量較大，回填后沉降量較大，可能對該場地后期利用造成不利影響。同時，土方回填量較大、深度較深也會增加該部分施工費用，經濟上也不是十分合理。綜上所述，同時結合整個基坑支護體系的整體性、施工難度及造價等綜合因素進行考慮，該側也采用樁頂9 m范圍內做土釘墻，下部護坡樁+三道錨桿的支護方式。

3)西側和南側。該部分均距離待建建筑物較近，最近處約3 m，且根據業主規劃要求該部分基坑外側土方與待建建筑物基坑土方挖通。本次的基坑坡道將會設置在該處。鑒于此，該部分基坑支護深度可按照13.9 m考慮，可以考慮采用土釘墻進行支護。但是，若采用土釘墻支護將會出現邊坡位移較大，會使旁邊待建建筑地基土擾動較大。同時邊坡上會出現多道土釘和預應力土釘，也給后期待建建筑地基處理(CFG)施工帶來諸多不利影響。為此，本次該部分支護形式采取樁錨支護體系，和東、北側支護體系較好地形成一個完整的支護體系，也能有效控制該部分邊坡變形。

本次護坡樁設計過程中考慮到該地區土層多為碎石，粒徑較大，地勘報告顯示為:一般為3 cm～10 cm，最大粒徑能達到30 cm。但根據現場已挖部分來看，部分碎石粒徑可達到60 cm～70 cm。鑒于此，此次護坡樁在設計過程中，結合施工機械選擇的可行性、高效性等因素將護坡樁直徑設計為1 000 mm。護坡樁施工機械選用旋挖鉆機成孔、水下灌注混凝土施工工藝。