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【摘要】本文结合工程实例讲述水泥土挡土墙在基坑支护中的应用,希望对类似工程的基坑支护设计具有借鉴意义。
【关键词】基坑支护;水泥土挡土墙;降排水
1、引言
本工程地处河流阶地,地下水丰富,地质条件较差,周围放坡空间不足,且基坑底位于稳定地下水位以下6米,因此如何既保证基坑开挖安全,又保证基础施工干作业是本次基坑支护的重点、难点。
2、工程概况
本场地拟建3栋建筑,拟建建筑均为地上18层,地下3层建筑,基坑长约150米,宽约25米,开挖深度约11米,基坑支护为临时性支护,期限为1年。
3、水文地质条件及岩土体设计参数
场地地下水埋深5.0米,地下水为具有双层结构的孔隙水:其一为第四系松散岩孔隙水,水量丰富;其二为基岩裂隙水,水量中等。地下水主要受大气降水补给。
本场地地质条件较差,具体地层岩土体设计参数如下表:
基坑支护设计岩土体参数表
地层 粘聚力(kPa) 内摩擦角(°) 天然重度KN/m3
杂填土 15 9 15
卵石 0 28 20
淤泥质粉砂 10 17 17
碎石 0 30 22
设计中考虑基坑顶超载取q=15kpa。
4、基坑支护方案及降排水方案
支护方案:水泥土挡墙+垂直預应力锚索+顶部放坡支护体系。
降排水方案:水泥土挡墙外侧设置降水井,基坑内侧设置排水沟、集水井。
基坑支护剖面图
5、基坑稳定性验算
选取典型剖面,采用里正深基坑计算软件进行模拟计算,计算结果简述如下:
5.1、整体稳定性计算:
整体稳定安全系数:KS=Mr/MS
式子:MS——作用于危险滑裂面上的总滑动力矩,KN·m;
Mr——作用于危险滑裂面上的抗滑力矩,KN·m。
经计算,整体稳定安全系数 Ks = 1.679 >1.2,满足规范要求。
5.2、抗倾覆稳定性验算:
抗倾覆安全系数: KS=Mp/Ma
Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的弯矩;
经计算,抗倾覆安全系数Ks = 1.821 >1.200, 满足规范要求。
5.3、基坑底部土体抗隆起验算:
参照Prandtl(普朗德尔)的地基承载力方式,抗隆起稳定性采用下式验算:
, ,
经计算,Ks = 4.163 >1.2, 满足规范要求。
5.4压应力验算:
,满足要求。
5.5拉应力验算:
,满足要求。
6、施工要点
6.1挡墙加固体
(1)挡土墙墙身采用高压注浆工艺,墙体宽7米。
(2)加固体须穿透全风化板岩层。
(3)加固体参数需满足:弹性模量4000Mpa,抗压强度2Mpa,平均重度19KN/m3,
6.2预应力锚索
(1)钻孔:钻孔直径100mm,锚索孔距偏差不大于50mm,锚索倾角偏差不大于3°。
(2) 锚索:采用2×7φ5钢绞线(设计值1320N/mm2);间距2米,下锚索时,每隔2米做一道支架,自由段用塑料膜包裹。
(3)锚索注浆:注浆水泥采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥,注浆浆液为M30水泥浆,浆液中需加膨胀剂。注浆时,注浆管嵌入锚索支架内与锚索一同放入孔内(注浆孔距孔底100mm),边注浆边提注浆管,直到孔口开始冒浆为止(需要时补浆)。
(4)预应力张拉:砂浆强度达到15Mpa且喷射砼强度达到10Mpa时,才可进行锚索张拉,张拉至设计荷载的1.05倍,稳定5-10min后,再按0.8倍设计值作为锁定值进行锁定。
6.3降排水设计
(1)在基坑四周挡土墙外侧设置降水井,降水井间距15米,降水井需进入强风化板岩层1米。
(2)井内水泵采用潜水泵,其抽水能力≥120t/d,置于距离井底处1米。
(3)基坑坑底设置排水沟,排水沟宽500mm,深500mm。并设集水井抽水。
7、结论:
(1)实践表明,采用本方法对该基坑进行支护既保证了基坑安全,又达到了降排水的目的。
参考文献及设计依据:
《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《建筑地基基础技术规程》(DB21/907-2005)
【关键词】基坑支护;水泥土挡土墙;降排水
1、引言
本工程地处河流阶地,地下水丰富,地质条件较差,周围放坡空间不足,且基坑底位于稳定地下水位以下6米,因此如何既保证基坑开挖安全,又保证基础施工干作业是本次基坑支护的重点、难点。
2、工程概况
本场地拟建3栋建筑,拟建建筑均为地上18层,地下3层建筑,基坑长约150米,宽约25米,开挖深度约11米,基坑支护为临时性支护,期限为1年。
3、水文地质条件及岩土体设计参数
场地地下水埋深5.0米,地下水为具有双层结构的孔隙水:其一为第四系松散岩孔隙水,水量丰富;其二为基岩裂隙水,水量中等。地下水主要受大气降水补给。
本场地地质条件较差,具体地层岩土体设计参数如下表:
基坑支护设计岩土体参数表
地层 粘聚力(kPa) 内摩擦角(°) 天然重度KN/m3
杂填土 15 9 15
卵石 0 28 20
淤泥质粉砂 10 17 17
碎石 0 30 22
设计中考虑基坑顶超载取q=15kpa。
4、基坑支护方案及降排水方案
支护方案:水泥土挡墙+垂直預应力锚索+顶部放坡支护体系。
降排水方案:水泥土挡墙外侧设置降水井,基坑内侧设置排水沟、集水井。
基坑支护剖面图
5、基坑稳定性验算
选取典型剖面,采用里正深基坑计算软件进行模拟计算,计算结果简述如下:
5.1、整体稳定性计算:
整体稳定安全系数:KS=Mr/MS
式子:MS——作用于危险滑裂面上的总滑动力矩,KN·m;
Mr——作用于危险滑裂面上的抗滑力矩,KN·m。
经计算,整体稳定安全系数 Ks = 1.679 >1.2,满足规范要求。
5.2、抗倾覆稳定性验算:
抗倾覆安全系数: KS=Mp/Ma
Mp——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的弯矩;
经计算,抗倾覆安全系数Ks = 1.821 >1.200, 满足规范要求。
5.3、基坑底部土体抗隆起验算:
参照Prandtl(普朗德尔)的地基承载力方式,抗隆起稳定性采用下式验算:
, ,
经计算,Ks = 4.163 >1.2, 满足规范要求。
5.4压应力验算:
,满足要求。
5.5拉应力验算:
,满足要求。
6、施工要点
6.1挡墙加固体
(1)挡土墙墙身采用高压注浆工艺,墙体宽7米。
(2)加固体须穿透全风化板岩层。
(3)加固体参数需满足:弹性模量4000Mpa,抗压强度2Mpa,平均重度19KN/m3,
6.2预应力锚索
(1)钻孔:钻孔直径100mm,锚索孔距偏差不大于50mm,锚索倾角偏差不大于3°。
(2) 锚索:采用2×7φ5钢绞线(设计值1320N/mm2);间距2米,下锚索时,每隔2米做一道支架,自由段用塑料膜包裹。
(3)锚索注浆:注浆水泥采用32.5Mpa普通硅酸盐水泥,注浆浆液为M30水泥浆,浆液中需加膨胀剂。注浆时,注浆管嵌入锚索支架内与锚索一同放入孔内(注浆孔距孔底100mm),边注浆边提注浆管,直到孔口开始冒浆为止(需要时补浆)。
(4)预应力张拉:砂浆强度达到15Mpa且喷射砼强度达到10Mpa时,才可进行锚索张拉,张拉至设计荷载的1.05倍,稳定5-10min后,再按0.8倍设计值作为锁定值进行锁定。
6.3降排水设计
(1)在基坑四周挡土墙外侧设置降水井,降水井间距15米,降水井需进入强风化板岩层1米。
(2)井内水泵采用潜水泵,其抽水能力≥120t/d,置于距离井底处1米。
(3)基坑坑底设置排水沟,排水沟宽500mm,深500mm。并设集水井抽水。
7、结论:
(1)实践表明,采用本方法对该基坑进行支护既保证了基坑安全,又达到了降排水的目的。
参考文献及设计依据:
《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《建筑地基基础技术规程》(DB21/907-2005)