節能改造工程基坑支護穩定性分析

劉明

摘 要：河北1號節能改造開發工程的基坑深度為7 .35m，為保證基坑開挖過程中邊坡的穩定和安全，需要對基坑進行支護結構和降水系統的計算和選型。根據該工程的水文地質條件和周邊建筑環境特征，確定基坑北側采用1：0.7放坡，掛網C20細石混凝土噴護方案，東側住宅處采用鋼筋混凝土排樁支護結構形式，其他側采用微型鋼管樁復合土釘墻支護方案。降水采用管井降水，在基坑外緣呈封閉狀布置。通過對基坑支護和降水方案針對性的計算分析，有效保障了施工質量和安全，節約了成本，達到了預期的效果。

關鍵詞：基坑 支護結構 降水 穩定性分析

1.工程概況

擬建工程位于河北1號小區，地上28層，地下2層，樁基礎，剪力墻結構。根據勘察報告，本場地穩定地下水埋深5.10米，地下水類型為潛水，綜合滲透系數K=17.5m/d，根據當地多年地下水水位變化觀測統計，地下水位的變化幅度約±1.5米。擬建工程東側有2棟5層住宅，距離約4.6m，東北角有平房，北側為已有基坑，西側及南側均為小區道路。為保證基坑施工時邊坡的安全穩定，需對基坑邊坡進行降水和支護結構計算分析。

2.基坑支護方案

根據有關規范確定本工程基坑側壁安全等級確定為二級，支護結構設計是以自然地面標高為基準，支護結構設計的基坑深度7.35m。人工降水應使地下水位降至能夠滿足施工要求的深度，降低地下水位的基坑深度考慮局部集水坑深度。

根據本工程的特點并結合本地區工程施工經驗，北側熱力站基礎埋深和開挖基坑深度一致，相距2.0米，該部分垂直開挖，無需支護。北側其余部分采用1：0.7放坡，掛網C20細石混凝土噴護。東側住宅處采用排樁支護結構形式，其他側各處均采用微型鋼管樁復合土釘墻支護方案。

根據本工程的地質特點級施工要求，基坑開挖前要采取降水措施，可采用管井降水。不同位置的基坑支護結構形式和降水井點布置如圖1所示。

3.基坑支護結構計算分析

根據前述確定的支護方案，在給定荷載（地面荷載按均布條形荷載30kPa考慮）情況下，進行支護結構計算分析。

鋼管樁土釘墻復合支護計算

在基坑的南側、西側、東北側均采用了鋼管樁土釘墻復合支護方案，鋼管樁直徑159mm，樁長12米，樁間距根據位置不同分為1米和0.8米兩種類型。

鋼管樁土釘墻復合支護結構在設置時，先進行鋼管樁施工，工程鉆機成孔，鋼管樁直徑159mm，壁厚4mm。其中1斷面區域鋼管樁樁間距1000mm，樁數183根，2斷面區域鋼管樁樁間距800mm，樁數65根，注入水灰比1：0.45水泥漿，在樁頂設300*300mm冠梁，強度C25，鋼管樁施工完畢后48小時，再進行下一步施工。

預應力錨索水平間距2.0米，梅花形布置，預應力錨索采用？15.2鋼絞線，施加預應力在注漿5天后進行，施加預應力不低于100KN。1斷面設置腰梁3道，2斷面設置腰梁4道，采用18b槽鋼。土釘孔徑110mm，采用HRB335鋼筋，孔內用水灰比為0.45的水泥漿常壓注入。坡面噴射前將坡修平整，噴射混凝土護面厚80mm，配合比水泥：砂：碎石為1：2：2，并注意養護。坡面內置φ6.5@300×300的雙向鋼筋網，橫縱向用φ12的通長鋼筋連接，間距3米。土釘水平間距為1500mm，土方開挖分5步，每步開挖高度應與土釘設置高度及坡度一致，不能超挖及欠挖。土方開挖應與支護工程同步進行，當上一步錨索施工完畢并施加預應力滿足要求后才能進行下一步土方開挖。基坑支護應有相應配套的測量變形觀測基準點，從開挖前到施工結束應按有關規定進行沉降變形觀測，并備有相應的應急措施。

4.基坑降水方案分析

根據本工程的地質特點級施工要求，基坑開挖前要采取降水措施，可采用管井降水。降水井布置在基坑外緣呈封閉狀布置，共布置28眼，中間布置5眼觀測井，井深15米，井徑不小于600mm，選用無砂混凝土管，管材外徑380mm，壁厚50mm，全斷面透水。

4.1基坑內排水系統

雨季施工時在基坑坡腳處設置明排集水溝，在基坑拐角處設置集水井，根據水量大小安裝排水泵，將其排放到坡頂集水池內。

4.2坡頂排水系統

坡頂沿降水井周遍設置4個帶有沉淀池的集水池，降水井抽水、基坑內排水系統就近排放到臨近的集水池內，經沉淀池沉淀澄清后按要求進行排放。

5.結語

通過對基坑支護結構和降水方案的計算分析，合理經濟的確定了圍護結構的類型。在基坑開挖期間，嚴格按照最終的計算書和設計要求進行施工。同時，加強施工期間邊坡土體以及支護結構的沉降、位移、結構內力的觀測，及時抽排地下水，保證支護方案有序有效實施。從監測結果來看，土釘墻及支護結構的變形均在控制范圍內，邊坡整體穩定，保證了基坑安全，達到了預期效果。

參考文獻：

[1]趙錫宏，陳志明，胡中雄.高層建筑深基坑圍護工程實踐與分析[M].上海：同濟大學出版社，1996.

[ 2 ]莫海鴻，周漢香，賴愛平.基坑支護樁結構優化設計[ J ].巖土工程學報，2001，23（2）：144-148.

[3]余志成，施文華.深基坑支護設計與施工[M].北京：中國建筑工業出版社，2000.

[4]陳濤，張敏，李更召，等.天津某深基坑工程監測結果分析與研究[J].水利與建筑工程學報，2015， （3）：30-32.