西安某基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)

黃忠春 韓文卿

(長安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院 陜西 西安 710064)

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西安某基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)

黃忠春 韓文卿

(長安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院 陜西 西安 710064)

西安某水廠基坑臨近秦嶺山脈、曲峪河與環(huán)山公路，確保基坑的安全是項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重中之重。本文根據(jù)基坑所處復(fù)雜的周邊環(huán)境，結(jié)合工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件,兼顧基坑開挖深度,經(jīng)過綜合考慮各種因素最終選擇土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)作為支護(hù)方案,經(jīng)軟件計(jì)算及工程類比,能夠滿足基坑開挖及安全使用。

基坑工程；支護(hù)設(shè)計(jì)；土釘墻

前言

隨著我國城市化建設(shè)的迅速發(fā)展，地下工程不斷涌現(xiàn)，隨之而來的基坑工程越來越多。基坑工程的建設(shè)不可避免地會(huì)遇上地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的情況。本工程位于曲峪河與環(huán)山公路(107省道)相交處東北側(cè)，地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，筆者針對(duì)基坑所處的不同周邊環(huán)境，結(jié)合地質(zhì)條件及基坑深度，采用放坡+土釘墻結(jié)構(gòu)型式，經(jīng)計(jì)算分析，結(jié)合同臺(tái)場(chǎng)地的工程類比，說明本項(xiàng)目的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)安全可靠，保證后續(xù)施工，為類似黃土基坑提供經(jīng)驗(yàn)參考。

一、工程概況

擬建水廠工程占地面積約640×485m2，共包括21個(gè)建(構(gòu))筑物，擬用基礎(chǔ)型式及基礎(chǔ)埋深：構(gòu)筑物為筏板基礎(chǔ)，建筑物為獨(dú)立柱基或條基。擬建場(chǎng)地地勢(shì)南高北低，地形由南向北呈一緩坡狀，地面高程介于476.83～491.06m之間，南北相對(duì)高差約14.23m。場(chǎng)地地貌單元屬山前洪積扇。本工程基坑相對(duì)開挖深度為5.40～8.40m。基坑開挖有排泥濃縮池、回流排水池、主配電室、加氯間及自用水泵房深基坑土方開挖，本文選取主配電室基坑作為研究對(duì)象，討論基坑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案。

二、地質(zhì)條件

(一)工程地質(zhì)條件。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，對(duì)基坑開挖及支護(hù)設(shè)計(jì)影響范圍內(nèi)的地層情況如下：①耕土：黃褐色，含植物根系及砂粒，結(jié)構(gòu)疏松。層厚0.20-1.30m，層底深度0.20-1.30m，層底高程476.53-490.62m。②-1黃土狀土：褐黃色，大孔結(jié)構(gòu)，含氧化鐵和粗砂顆粒，土質(zhì)不均勻。可塑狀態(tài)。層厚0.40-12.40m，層底深度0.90-12.80m，層底高程468.50-489.12m。②-2粗礫砂：褐黃色，含云母及少量卵石，級(jí)配較好，具層理。稍濕～濕，中密狀態(tài)。層厚0.30-4.70m，層底深度1.60-9.80m，層底高程468.97-481.59m。②-3卵石：主要由沉積巖、石英巖等碎塊組成，磨圓度較好，呈亞圓形，一般粒徑20～70mm，偶見漂石，級(jí)配較好，充填30～40%砂礫及少量粘性土。稍濕～濕，中密狀態(tài)。層厚0.30-10.20m，層底深度0.90-11.90m，層底高程468.03-485.32m。

(二)水文地質(zhì)條件。場(chǎng)地南部為中低山區(qū)，西部緊鄰曲峪河。曲峪河平時(shí)干涸無水，無地表徑流，雨季為山區(qū)洪水排泄通道。據(jù)調(diào)查，該河雨季水位上漲，但一般淹沒不到場(chǎng)地。擬建場(chǎng)地地下水埋深較大，最大勘探深度18.0m深度范圍內(nèi)未見到地下水，由于場(chǎng)地地下水埋深較大，設(shè)計(jì)可不考慮地下水對(duì)擬建建(構(gòu))筑物抗浮問題。

三、基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)方案

主配電室建筑外形尺寸為21.8m×20m，建筑地上高度為6.3m。結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋蓋和屋面梁，條形基礎(chǔ)。基坑開挖深度5.4m，依據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》(JGJ120-2012)，判定本工程基坑安全等級(jí)屬三級(jí)。

(一)支護(hù)設(shè)計(jì)方案。擬建建筑物基坑采用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。因在砂卵石層土釘成孔施工困難，改為鍾擊花管，花管傾角為20°，豎向間距1.5m，橫向間距1.5m。坑壁采用?6.5@250雙向鋼筋網(wǎng)片，橫向設(shè)1Φ14加強(qiáng)筋，C20砼面層80厚；基坑按1:0.5放坡。基坑平面及剖面簡(jiǎn)述如下：

圖1 基坑平面圖

1-1剖面：基坑西側(cè)V型濾池，深度3.3m，放坡1:0.5，采用雙排花管和雙向鋼筋網(wǎng)片，花管長度4m，豎向間距1.5m，橫向間距1.5m，嵌固深度1.25 m。

圖2 1-1剖面圖

2-2剖面：基坑?xùn)|側(cè)主配電室，深度5.4m，放坡1:0.5，采用雙排無縫鋼管，長度6.0m(D=48mm，t=2.5mm)和雙向鋼筋網(wǎng)片，豎向間距1.5m，橫向間距1.5 m，嵌固深度1.8 m。

圖3 2-2剖面圖

(二)地下水控制措施。為方便施工、保證基坑安全，應(yīng)采用臨時(shí)排水措施排除地表水和基坑作業(yè)面積水。排水措施包括地表排水，支護(hù)內(nèi)部排水，以及基坑排水，以避免土體處于飽和狀態(tài)并減輕作用于面層上的靜水壓力。(1)地表排水：在基坑外邊設(shè)置排水溝，使雨水往基坑外流入排水溝內(nèi)排走。(2)支護(hù)內(nèi)部排水：在支護(hù)面層背部應(yīng)插入長度為40～60cm、直徑不小于4cm的排水管，以便將噴射混凝土面層后的積水排出。(3)基坑排水：為了排除集積在工作面的滲水和雨水，在土釘工作面內(nèi)設(shè)置臨時(shí)排水土溝和集水坑，排水溝離開邊壁0.5～1.0m，截面不應(yīng)過大，坑內(nèi)有積水時(shí)應(yīng)及時(shí)抽出。

(三)理正軟件計(jì)算。以1-1剖面的基坑為例，基坑四周附近沒有建筑物，可以明挖，因砂卵石層土釘成孔施工困難，采用鍾擊花管代替土釘。進(jìn)入端砸扁防止土進(jìn)入花管體內(nèi)并且防止注漿時(shí)跑漿。經(jīng)理正軟件計(jì)算得出西側(cè)面最大位移17.13mm，東側(cè)面最大位移19.09mm其變形控制完全符合規(guī)范要求。

圖4 位移包絡(luò)線

四、結(jié)語

基坑工程是一項(xiàng)綜合復(fù)雜的巖土工程，極易造成基坑險(xiǎn)情、事故，原因也是多方面的，需要設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工人員做好充分準(zhǔn)備，提高警惕，規(guī)范作業(yè)。本文根據(jù)基坑所處的環(huán)境條件，靈活選擇花管代替土釘結(jié)構(gòu)作為支護(hù)方式，通過理正軟件計(jì)算及行業(yè)專家評(píng)審，證明基坑支護(hù)設(shè)計(jì)既可以滿足安全要求又是經(jīng)濟(jì)合理的，同時(shí)確保基坑四周交通正常運(yùn)行。

[1]《建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(GB50497-2009).

[2]《濕陷性黃土地區(qū)建筑基坑工程安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ167-2009).