忻州市某基坑支護方案的可行性研究

梁鳳凱 梁奉可

(1.華北水利水電大學資源與環境學院，河南 鄭州 450045; 2.山東正元建設工程有限責任公司,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.華北水利水電大學資源與環境學院，河南 鄭州 450045; 2.山東正元建設工程有限責任公司,山東 濟南 250101)

結合忻州市精神衛生中心新建住院樓工程概況，設計了該工程的基坑支護方案，并利用理正基坑設計軟件，對灌注樁與土釘墻進行了受力分析，計算結果表明，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，在20世紀70年代發展以來的，1979年巴黎國際的土加固會議之后在西方得到應用，1990年在美國召開的擋土墻國際學術會議上，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，土釘墻[1]的首次應用是在80年代以后，進入到90年代后，由于施工快速簡便，經濟合理，技術先進等因素被廣泛應用于各工程。

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向徑流補給，水位季節性變幅約1 m，為孔隙潛水。土層信息如表1所示。

表1 土層信息

2 支護方案設計

根據周邊環境設計基坑[3-6]東西兩側采用灌注樁支護，南北側采用土釘墻支護，具體參數如下：

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網筋，噴射100 mm厚C20混凝土。土釘孔內灌注水泥漿，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

利用理正基坑設計軟件對設計參數進行安全合理性分析，將各數據參數按軟件要求輸入界面，利用軟件本身內置計算原理進行計算分析，灌注樁輸入參數見表2。

表2 土層參數

3.1 截面計算

內力計算結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 整體穩定驗算

表3 內力取值

計算方法為瑞典條分法，條分法中的土條寬度為0.40 m。驗算結果顯示：

整體穩定安全系數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，結果安全。

3.3 抗傾覆穩定性驗算

抗傾覆安全系數計算公式為：

(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。

結果Ks=2.295≥1.200,滿足規范要求。

4 土釘受力分析

土釘輸入參數如表4所示。

表4 土釘參數

4.1 抗拔承載力驗算結果

抗拔承載力驗算結果見表5。

表5 計算結果(一)

4.2 整體穩定驗算結果

整體穩定驗算結果見表6。

表6 計算結果(二)

4.3 噴射混凝土面層計算

噴射混凝土面層計算結果見表7。

表7 計算結果(三)

5 結語

根據理正分析軟件數據可知，設計方案滿足安全需要，可以指導安全施工。

1)灌注樁鋼筋實配面積滿足計算面積；整體穩定驗算和抗傾覆穩定性驗算安全系數均大于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滿足規范要求；整體穩定性驗算結果安全系數均大于1，滿足安全要求；噴射混凝土面層鋼筋實配值大于構造要求值，符合規范要求。

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

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

[3] 應宏偉，王奎華，謝 康，等.杭州解百商業城半逆作法深基坑支護設計與監測[J].巖土工程學報,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計研究[J].中國水利水電科學研究院學報，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計、施工及監測[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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