忻州市某基坑支護方案的可行性研究

梁鳳凱 梁奉可

(1.華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450045; 2.山東正元建設(shè)工程有限責(zé)任公司,山東 濟南 250101)

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忻州市某基坑支護方案的可行性研究

梁鳳凱1梁奉可2

(1.華北水利水電大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450045; 2.山東正元建設(shè)工程有限責(zé)任公司,山東 濟南 250101)

結(jié)合忻州市精神衛(wèi)生中心新建住院樓工程概況，設(shè)計了該工程的基坑支護方案，并利用理正基坑設(shè)計軟件，對灌注樁與土釘墻進行了受力分析，計算結(jié)果表明，該基坑支護方案滿足施工的安全性要求。

基坑，灌注樁，土釘墻，受力分析

0 引言

土釘是一種原位土上加筋強化技術(shù)，在20世紀70年代發(fā)展以來的，1979年巴黎國際的土加固會議之后在西方得到應(yīng)用，1990年在美國召開的擋土墻國際學(xué)術(shù)會議上，土釘墻作為一個獨立的專題，使它成為一個獨立的基坑支護方式之一。在國內(nèi)，土釘墻[1]的首次應(yīng)用是在80年代以后，進入到90年代后，由于施工快速簡便，經(jīng)濟合理，技術(shù)先進等因素被廣泛應(yīng)用于各工程。

灌注樁在我國始于20世紀60年代，首先在橋梁和港口建設(shè)中使用。自70年代中期以來，隨著改革開放步伐的加快，灌注樁[2]及施工工藝的迅速發(fā)展，已成為基坑支護的重要方式之一。

1 工程概況

建筑物為忻州市精神衛(wèi)生中心新建住院樓，基坑深度5.8 m，基坑長約72 m，寬約23 m，面積1 656 m2； 擬建建筑物水位埋深19.2 m～19.6 m，水位標高770.45 m～770.77 m，地下水主要由大氣降水及側(cè)向徑流補給，水位季節(jié)性變幅約1 m，為孔隙潛水。土層信息如表1所示。

表1 土層信息

2 支護方案設(shè)計

根據(jù)周邊環(huán)境設(shè)計基坑[3-6]東西兩側(cè)采用灌注樁支護，南北側(cè)采用土釘墻支護，具體參數(shù)如下：

1)灌注樁為φ800@1 200，鋼筋混凝土灌注樁樁身混凝土強度等級C30，主筋有HRB400，主筋混凝土保護層厚度25 mm。樁頂冠梁截面為矩形，寬與下側(cè)灌注樁直徑相等，灌注樁的冠梁600 mm高，混凝土強度等級為C30，主梁筋為HRB335，保護層厚度25 mm。灌注樁主筋插入冠梁長度為550 mm。

2)土釘采用成孔灌漿工藝，孔徑100，傾角15°；采用φ22@1 200螺紋鋼筋，配置φ8@200×200 mm網(wǎng)筋，噴射100 mm厚C20混凝土。土釘孔內(nèi)灌注水泥漿，水灰比0.4～0.5，材料用P.O42.5普硅水泥，注漿壓力0.4 MPa～1.0 MPa，并從孔底到孔口反漿式注漿。

3 灌注樁受力分析

利用理正基坑設(shè)計軟件對設(shè)計參數(shù)進行安全合理性分析，將各數(shù)據(jù)參數(shù)按軟件要求輸入界面，利用軟件本身內(nèi)置計算原理進行計算分析，灌注樁輸入?yún)?shù)見表2。

表2 土層參數(shù)

3.1 截面計算

內(nèi)力計算結(jié)果和鋼筋計算面積如表3所示。

從表3可以看出鋼筋實配面積滿足計算面積要求，安全可行。

3.2 整體穩(wěn)定驗算

表3 內(nèi)力取值

計算方法為瑞典條分法，條分法中的土條寬度為0.40 m。驗算結(jié)果顯示：

整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=2.331；圓弧半徑R=15.022 m；圓心坐標X=-1.194 m；圓心坐標Y=4.889 m，結(jié)果安全。

3.3 抗傾覆穩(wěn)定性驗算

抗傾覆安全系數(shù)計算公式為：

(1)

其中，Mp為被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩；Ma為主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。

結(jié)果Ks=2.295≥1.200,滿足規(guī)范要求。

4 土釘受力分析

土釘輸入?yún)?shù)如表4所示。

表4 土釘參數(shù)

4.1 抗拔承載力驗算結(jié)果

抗拔承載力驗算結(jié)果見表5。

表5 計算結(jié)果(一)

4.2 整體穩(wěn)定驗算結(jié)果

整體穩(wěn)定驗算結(jié)果見表6。

表6 計算結(jié)果(二)

4.3 噴射混凝土面層計算

噴射混凝土面層計算結(jié)果見表7。

表7 計算結(jié)果(三)

5 結(jié)語

根據(jù)理正分析軟件數(shù)據(jù)可知，設(shè)計方案滿足安全需要，可以指導(dǎo)安全施工。

1)灌注樁鋼筋實配面積滿足計算面積；整體穩(wěn)定驗算和抗傾覆穩(wěn)定性驗算安全系數(shù)均大于2，滿足安全需要；

2)各工況下土釘抗拔承載力驗算安全系數(shù)滿足規(guī)范要求；整體穩(wěn)定性驗算結(jié)果安全系數(shù)均大于1，滿足安全要求；噴射混凝土面層鋼筋實配值大于構(gòu)造要求值，符合規(guī)范要求。

[1] 楊育文.深基坑工程集成智能系統(tǒng)及土釘墻性狀研究[D].武漢：中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所博士學(xué)位論文，1998.

[2] 陳 文.軟土深基坑支護設(shè)計探討[J].建筑，2011(17)：61-62.

[3] 應(yīng)宏偉，王奎華，謝 康，等.杭州解百商業(yè)城半逆作法深基坑支護設(shè)計與監(jiān)測[J].巖土工程學(xué)報,2001,23(1)：79-83.

[4] 程家文，高霈生.田灣核電站軟土深基坑支護設(shè)計研究[J].中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報，2003,1(2)：123-133.

[5] 王晚中，李為民,溫文富.蘇州某軟土深基坑支護設(shè)計[J].山西建筑，2011,37(12)：51-52.

[6] 唐九如，王俊佚，郎 越.狹窄場地軟土深基坑的支護設(shè)計、施工及監(jiān)測[J].建筑施工,1997,19(2):31-34.

Study on the feasibility of the foundation support scheme in Xinzhou city

Liang Fengkai1Liang Fengke2

(1.CollegeofResource&Environment,theNorthUniversityofHydropower,Zhengzhou450045,China; 2.ShandongZhengyuanConstructionEngineeringCo.,Ltd,Jinan250101,China)

Combining with new in-patient building engineering conditions of Xinzhou Mental Health Center, the paper designs the engineering foundation support scheme, and carries out stress analysis of bored pile and soil nailing wall by applying Lizheng foundation design software. The calculation results show that: the foundation support scheme meets construction safety requirements.

foundation, bored pile, soil nailing wall, stress analysis

1009-6825(2016)31-0072-02

2016-08-23

梁鳳凱(1990- ),男，在讀碩士

TU463

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