某高壓氧艙基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)研究★

尹振江 尹曉一

(濱州學(xué)院建筑工程系，山東 濱州 256603)

某高壓氧艙基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)研究★

尹振江 尹曉一

(濱州學(xué)院建筑工程系，山東 濱州 256603)

對(duì)某人民醫(yī)院的高壓氧艙基坑設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，結(jié)合工程的地質(zhì)情況和水文地質(zhì)條件，重點(diǎn)對(duì)基坑支護(hù)中水泥土墻截面承載力驗(yàn)算、錨桿計(jì)算、抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算、抗隆起驗(yàn)算等進(jìn)行了詳細(xì)論述，對(duì)類似工程有參考借鑒意義。

基坑工程，支護(hù)，設(shè)計(jì)

1 工程概況

某高壓氧艙項(xiàng)目，場(chǎng)地位于某人民醫(yī)院院內(nèi)，外科病房大樓北側(cè)。擬建高壓氧艙地下室部分南北向長(zhǎng)17.20 m，東西向?qū)?0.50 m，地下1層，基礎(chǔ)埋深約為4.0 m，天然地基。

該工程周邊環(huán)境如下：

1)基坑北側(cè)為現(xiàn)有平房，使用中，南墻距基坑邊緣約為3.0 m。

2)基坑西側(cè)為現(xiàn)有道路，道路以西為住宅樓，基坑邊緣距道路約10 m～12 m。

3)基坑南側(cè)為現(xiàn)有外科病房大樓，基坑邊緣距大樓外墻約9.0 m。

4)基坑?xùn)|側(cè)為擬建高壓氧艙無(wú)地下室部分。

該工程周邊施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜；除東、西兩部場(chǎng)地相對(duì)開闊外，南北側(cè)距已有建筑物距離均較近，北部平房采用的天然地基，南部外科病房大樓采用的樁基礎(chǔ)。場(chǎng)地現(xiàn)標(biāo)高根據(jù)甲方正負(fù)零確定約為-0.60 m，設(shè)計(jì)基坑開挖深度約為-4.50 m。

2 工程地質(zhì)情況和水文地質(zhì)條件

2.1 地形、地貌

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及走訪,該場(chǎng)地高差變化不大。高程以甲方確定的正負(fù)零為引入點(diǎn)。場(chǎng)地標(biāo)高平均值為-0.60 m。

地貌成因類型為黃河下游沖積平原，在勘探深度范圍內(nèi)揭露土層均為第四紀(jì)全新世沉積的土層。

2.2 氣象資料

該地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候;極端最高氣溫為40.9 ℃，極端最低氣溫為-20.9 ℃,年平均氣溫為12.5 ℃;一日最大降水量為150.4 mm，年平均降水量為588.5 mm；最大風(fēng)速(10 min)20.7 m/s，極大風(fēng)速為38.3 m/s，最大風(fēng)速(2 min)為25 m/s，年平均風(fēng)速為2.7 m/s;濱城區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度為57 cm。

2.3 地下水、土情況

場(chǎng)區(qū)地層均為弱透水層，環(huán)境類型屬Ⅱ類。根據(jù)所采取水試樣水質(zhì)分析結(jié)果判定：長(zhǎng)期浸水狀態(tài)時(shí)，地下水對(duì)混凝土具有弱腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有弱腐蝕性；干濕交替狀態(tài)時(shí)，地下水對(duì)混凝土具有弱腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有弱腐蝕性；根據(jù)所采取土樣的分析結(jié)果可知：場(chǎng)區(qū)內(nèi)的土對(duì)混凝土具有弱腐蝕性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)區(qū)位于華北平原構(gòu)造帶、郯廬構(gòu)造帶兩者之間與渤海灣交匯處。自新生代以來(lái)，該區(qū)以大規(guī)模沉降運(yùn)動(dòng)為主，沉積了厚達(dá)1 500 m的松散巖系，下伏下第三系基巖。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北東向、北東向斷裂為主，并構(gòu)成Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元的邊界。

2.5 場(chǎng)地各層巖土的分布和物理性質(zhì)

根據(jù)勘察，場(chǎng)地地層在支護(hù)所需深度內(nèi)共分為4層，各巖土工程特征描述及物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下：

①層雜填土：上部原為混凝土路面，含有混凝土等建筑垃圾。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度：1.00 m～2.50 m,平均1.35 m；層底標(biāo)高：7.86 m～9.38 m，平均8.93 m；層底埋深：1.00 m～2.50 m，平均1.35 m。

②層粉土：黃褐色，含鐵質(zhì)氧化物，濕，稍密～中密；搖震反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，低干強(qiáng)度，低韌性，粘粒含量較高。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度:2.50 m～4.20 m，平均3.67 m；層底標(biāo)高：4.70 m～5.70 m，平均5.27 m；層底埋深：4.60 m～5.40 m，平均5.02 m。

物理力學(xué)指標(biāo)：γ=19.1 kN/m3，c=10 kPa，φ=28.3°。

③層粉土：黃褐色，含鐵質(zhì)氧化物，濕，中密，搖震反應(yīng)中等，無(wú)光澤反應(yīng)，低干強(qiáng)度，低韌性，粘粒含量較低。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度：2.40 m～3.20 m，平均2.76 m；層底標(biāo)高：2.27 m～2.67 m，平均2.51 m；層底埋深：7.70 m～8.00 m，平均7.78 m。

物理力學(xué)指標(biāo)：γ=19.4 kN/m3，c=10.0 kPa，φ=27.9°。

④層粉質(zhì)粘土：灰褐色，灰色，含鐵錳質(zhì)氧化物，軟塑～可塑，稍有光澤，中等干強(qiáng)度，中等韌性。場(chǎng)區(qū)普遍分布，厚度:2.50 m～3.00 m，平均2.74 m；層底標(biāo)高：-0.53 m～-0.07 m，平均-0.23 m；層底埋深：10.30 m～10.80 m，平均10.52 m。

物理力學(xué)指標(biāo)：γ=19.1 kN/m3，c=22 kPa，φ=10.4°。

3 基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 水泥土墻截面承載力驗(yàn)算

3.1.1 基坑內(nèi)側(cè)計(jì)算結(jié)果

計(jì)算截面距離墻頂3.20 m，彎矩設(shè)計(jì)值= 1.25×0.90×9.72=10.94 kN·m。

1)壓應(yīng)力驗(yàn)算：

抗壓強(qiáng)度滿足。

2)拉應(yīng)力驗(yàn)算：

抗拉強(qiáng)度滿足。

3.1.2 基坑外側(cè)計(jì)算結(jié)果

計(jì)算截面距離墻頂 5.00 m，彎矩設(shè)計(jì)值=1.25×0.90×14.77=16.62 kN·m。

1)壓應(yīng)力驗(yàn)算：

抗壓強(qiáng)度滿足。

2)拉應(yīng)力驗(yàn)算：

抗拉強(qiáng)度滿足。

其中，γcs為水泥土墻平均重度，kN/m3；Z為由墻頂至計(jì)算截面的深度，m；M為單位長(zhǎng)度水泥土墻截面彎矩設(shè)計(jì)值，kN·m；W為水泥土墻截面模量，m3；fcs為水泥土抗壓強(qiáng)度，MPa。

3.2 錨桿計(jì)算

1)錨桿參數(shù)見表1。

表1 錨桿參數(shù)表

2)錨桿內(nèi)力見表2。

表2 錨桿內(nèi)力表 kN

3)錨桿自由段長(zhǎng)度計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖1，錨桿參數(shù)表見表3。

表3 錨桿參數(shù)表(一)

3.3 抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算

錨桿參數(shù)見表4。

表4 錨桿參數(shù)表(二)

抗滑安全系數(shù)(Kh≥1.2)：

Kh=4.085。

3.4 抗隆起驗(yàn)算

抗隆起驗(yàn)算圖見圖2。

Prandtl(普朗德爾)公式(K≥1.1～1.2)，注：安全系數(shù)取自YB 9258-97建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(冶金部)：

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)某工程支護(hù)設(shè)計(jì)案例，詳細(xì)推倒了支護(hù)設(shè)計(jì)方案。該工程周邊施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，南北側(cè)距已有建筑物距離均較近，北部平房采用的天然地基，南部外科病房大樓采用的樁基礎(chǔ)，因此，該論文可為相似工程提供借鑒和參考。

[1] 彭振斌.深基坑開挖與支護(hù)工程設(shè)計(jì)計(jì)算與施工[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1997.

[2] GB 50202-2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] 楊 平.土力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[4] 佟哲偉.深基坑支護(hù)工程安全技術(shù)研究[J].山西建筑，2013，39(16)：62-63.

Research on foundation pit engineering support design of a hyperbaric chamber★

YIN Zhen-jiang YIN Xiao-yi

(ConstructionEngineeringDepartment,BinzhouUniversity,Binzhou256603,China)

This paper introduced the hyperbaric chamber foundation pit design of a people’s hospital, combining with the engineering geological conditions and hydrogeololgy geological conditions, emphatically discussed in detail the bearing capacity checking, anchor calculation, anti sliding stability checking, anti uplift checking etc. of cement soil wall in foundation pit supporting, had reference to similar engineering.

foundation pit engineering, support, design

2014-07-18★:濱州學(xué)院“青年人才創(chuàng)新工程”科研基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：BZXYQNLG201005)

尹振江(1982- )，男，碩士，助教； 尹曉一(1976- )，男，高級(jí)工程師

1009-6825(2014)27-0056-02

TU463

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