海相淤泥質(zhì)土基坑支護(hù)工程方案優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、<p>　　海相淤泥質(zhì)土基坑支護(hù)工程方案優(yōu)化及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：近年來，隨著社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，基坑工程越來越多，而沿海城市軟土基坑支護(hù)成為一個(gè)系統(tǒng)性難題擺在我們面前。本文以連云港寶通鎳業(yè)的一個(gè)基坑為研究對(duì)象。為了保證基坑周邊建筑物，地下管線，道路的安全，因此需對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性分析，并進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)，使其達(dá)到穩(wěn)定。本工程場(chǎng)地原為曬鹽場(chǎng)，基坑周側(cè)及基底均為較軟弱的淤泥質(zhì)土層，地下水位高，對(duì)

2、基坑開挖不利。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁＋深層攪拌樁作為擋土止水結(jié)構(gòu)。地下水控制采用止、降結(jié)合的方法，沿基坑周圍設(shè)置止水帷幕，通過對(duì)基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)以及穩(wěn)定性驗(yàn)算，最終使該基坑達(dá)到穩(wěn)定。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：基坑；支護(hù)設(shè)計(jì)；鉆孔灌注樁；降水處理 </p><p>　　中圖分類號(hào):TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>

3、;　　1 前言 </b></p><p>　　在軟土地區(qū)基坑工程中，如何保證基坑的穩(wěn)定性、控制基坑支護(hù)的變形、減少對(duì)周圍環(huán)境的影響，已經(jīng)成為基坑工程設(shè)計(jì)和施工的重點(diǎn)[1]。軟土基坑土體具有高壓縮性、高含水量、高觸變性、高靈敏性、低滲透性等顯著特點(diǎn)。當(dāng)軟土地基受振動(dòng)荷載后，易產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)、沉降及沿基礎(chǔ)底面向兩側(cè)擠出。由于其高流變性，場(chǎng)地內(nèi)軟土在排水固結(jié)之外，在剪應(yīng)力作用下，將發(fā)生緩慢而長(zhǎng)期的剪切變形。軟

4、土的高壓縮性和低強(qiáng)度性，使其在上覆土體的自重應(yīng)力下就容易向基坑內(nèi)擠出，從而不利于基坑的穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　2工程概況 </b></p><p><b>　　2.1工程簡(jiǎn)介 </b></p><p>　　擬建水池水泵房基坑位于江蘇寶通鎳業(yè)有限公司燒結(jié)車間內(nèi)，該場(chǎng)地位于江蘇省連云港市徐圩鎮(zhèn)內(nèi)，海堤路南側(cè)，嚴(yán)

5、二圩西北側(cè)，木船大隊(duì)東北側(cè)，場(chǎng)地原為曬鹽場(chǎng)。本工程擬建的燒結(jié)車間包括4.5m×21.5m的原料上料倉(cāng)、5.0m×5.0m及5.0m×10.0m的落地站、20.5m×13.0m的水池水泵房，均埋設(shè)于地下，最大開挖深度約5.0m。擬建場(chǎng)地北側(cè)和西側(cè)緊鄰道路，北側(cè)道路的北邊是破碎室，西側(cè)道路的西邊是尾部除塵器和混合室，場(chǎng)地東側(cè)為一高105.0m底口直徑3.0m，頂口直徑2.0m的煙囪和風(fēng)機(jī)房，場(chǎng)地南側(cè)是

6、中轉(zhuǎn)站和分部除塵器 </p><p>　　由于場(chǎng)地上部存在厚度達(dá)15m左右的淤泥質(zhì)軟土，由于其高觸變性，當(dāng)軟土地基受振動(dòng)荷載后，易產(chǎn)生側(cè)向滑動(dòng)、沉降及沿基礎(chǔ)底面向兩側(cè)擠出等現(xiàn)象，對(duì)基坑開挖及水池水泵房的施工過程有不利影響，所以有必要對(duì)此基坑進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)，以保證水池水泵房的安全施工。 </p><p>　　2.2場(chǎng)地巖土工程條件 </p><p>　　擬建場(chǎng)區(qū)位于江蘇

7、省連云港市徐圩鎮(zhèn)內(nèi)，海堤路南側(cè)，嚴(yán)二圩西北側(cè)，木船大隊(duì)東北側(cè)。場(chǎng)地地貌單元為海積平原。 </p><p>　　本場(chǎng)地原為曬鹽場(chǎng)，鹽場(chǎng)引水溝渠呈棋盤狀分布，勘察場(chǎng)地整體而言較平坦，地面標(biāo)高最大值4.89m，最小值2.32m，地表相對(duì)高差2.57m。 </p><p>　　在勘探深度范圍內(nèi)，場(chǎng)地內(nèi)上部土層以人工堆積的表土、第四紀(jì)全新世海相沉積的②～③層新近沉積的粘土及淤泥，以下④至⒃層為粉土、

8、粉砂和軟～可塑狀粘性土為主的一般沉積土，⒄層粉細(xì)砂及以下土層為第四紀(jì)晚更新世老堆積土（Q3）。 </p><p>　　場(chǎng)地巖土工程勘察揭示，場(chǎng)地土體劃分為如下幾層，分別為：①層表土：以粘性土為主，粉粒含量高，空隙發(fā)育，厚度：0.20～1.20m。②層粘土：紅褐～褐色，軟塑，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等。厚度：1.40～4.00m。③層淤泥：灰黑～黑色，流塑，有臭味，富含有機(jī)質(zhì)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性低，底部

9、為淤泥質(zhì)粘土。厚度：13.50～15.10m。④-1層粉質(zhì)粘土.：黃褐～灰黃色，可塑，粉粒含量較高，見砂姜，厚度：1.40～3.50m。④-2層粉土：黃褐～灰黃色，很濕，稍～中密，見砂姜，厚度：0.30～1.70m。⑤層粉質(zhì)粘土：黃褐～灰黃色，可塑，稍有光澤，局部區(qū)域該層中部夾粉土薄層，干強(qiáng)度中等，韌性中等。厚度：1.00～3.40m。綜合確定與基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相關(guān)地層的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。 </p><p>　

10、　表1 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù) </p><p>　　本次勘探范圍內(nèi)揭露主要的地下含水層為淤泥以上的①～②土層，下部④-2、⑥、⑦、⑧-1、⑨-1層粉土、⒃層粉砂夾粉質(zhì)粘土、⒄層粉細(xì)砂、⒆層粉砂、[21]層中細(xì)砂。對(duì)本工程施工有影響的潛水含水層主要為②層粘土，其所含地下水類型為孔隙潛水，主要受大氣降水補(bǔ)給，以蒸發(fā)為主要排泄方式；其下各含水層均為承壓水，⑥、⑦層粉土承壓水位標(biāo)高-17.00m左右，⒄層粉細(xì)砂、⒆層粉砂

11、承壓水位標(biāo)高-41.00m左右，[21]層中細(xì)砂層承壓水位標(biāo)高-52.00m左右，主要受地下逕流、越流補(bǔ)給，以地下逕流、越流為主要排泄途徑。承壓水對(duì)本工程基礎(chǔ)施工無影響，潛水地下水位隨季節(jié)變遷略有變化，本區(qū)地下水位變化幅度0.50～1.0m。 </p><p>　　2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　2.3.1 方案優(yōu)化選擇 </p><p>　　本基坑工程

12、的特點(diǎn)是基坑開挖面積不太大，開挖深度較淺，但地表以下軟土層后較大。周圍環(huán)境較復(fù)雜，必須確保周圍建筑物、道路、管線的正常安全使用，要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性好、沉降位移小，綜合考察現(xiàn)場(chǎng)的周邊環(huán)境、道路及巖土組合等條件，為盡可能避免基坑開挖對(duì)周圍建筑物、道路的影響，經(jīng)過細(xì)致分析、計(jì)算和方案比較，由于地表以下有十幾米的淤泥質(zhì)軟土層，其整體性較差，不適合用土釘墻結(jié)合噴錨支護(hù)，鋼板樁結(jié)合內(nèi)撐和排樁支護(hù)結(jié)合鋼筋混凝土內(nèi)支撐較適合該基坑的支護(hù)，本工程支護(hù)方

13、案選用下列形式： </p><p>　　基坑采用鉆孔灌注樁加深層水泥土攪拌樁加一層鋼筋混凝土支撐作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍水泥土攪拌樁形成止水帷幕，起到擋土和止水兩種作用?；油鈧?cè)用輕型井點(diǎn)降水，沿基坑外圍環(huán)形布置。 </p><p>　　2.3.2 支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算 </p><p>　　DAB段樁長(zhǎng)19m，樁身最大彎矩為748.24kN·m，樁徑Φ800，排樁心距

14、1200mm，Mmax=748.24kN·m，砼強(qiáng)度C35，主筋選HRB400型20Φ20鋼筋，均勻布置，保護(hù)層厚度50mm，選HPB235型Φ8@200螺旋筋，選HRB335型Φ14@2000加強(qiáng)筋。 </p><p>　　DAB段理正軟件電算結(jié)果： </p><p>　　BCD段樁長(zhǎng)20m，樁身最大彎矩為375.70kN·m，樁徑Φ800，排樁心距1200mm，Mm

15、ax=375.70kN·m，取砼強(qiáng)度C25，主筋選HRB335型16Φ18鋼筋，均勻布置，保護(hù)層厚度50mm，選HPB235型Φ8@200螺旋筋，選HRB335型Φ14@2000加強(qiáng)筋。 </p><p>　　BCD段理正軟件電算結(jié)果： </p><p>　　2.4實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算值的比較分析 </p><p>　　該基坑工程開始于2011年12月26日，2

16、012年1月22日完成回填。在基坑開挖及后續(xù)施工過程中，信息化施工，并采用多重手段對(duì)基坑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)掌握基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，了解基坑開挖對(duì)周圍環(huán)境的影響[2]。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，基坑周邊環(huán)境及基坑變形均在允許范圍內(nèi)，對(duì)周邊建(構(gòu))筑物沒有產(chǎn)生不利影響。可以看出，這種鉆孔灌注樁結(jié)合深層水泥土攪拌樁的組合支護(hù)形式不僅讓基坑開挖及施工安全進(jìn)行，也很好地保護(hù)了周邊環(huán)境。 </p><p>　　對(duì)樁身采用了測(cè)斜管監(jiān)測(cè)，

17、實(shí)際監(jiān)測(cè)的DAB段樁頂?shù)淖畲笪灰屏?0.2mm，設(shè)計(jì)計(jì)算的最大位移量11.3mm，兩者的誤差9.7%，實(shí)際監(jiān)測(cè)的DAB段樁頂?shù)淖畲笪灰屏?0.9mm，設(shè)計(jì)計(jì)算的最大位移量11.9mm，兩者的誤差8.4%。所以由實(shí)際監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)表明，設(shè)計(jì)計(jì)算的位移值比實(shí)際測(cè)量的值偏大，但誤差在工程允許的范圍內(nèi)，所以該模型基本可以反映實(shí)際情況。 </p><p><b>　　3 結(jié)語 </b></p>

18、<p>　?。?）鉆孔灌注樁結(jié)合深層水泥土攪拌樁的排樁支護(hù)形式適用于連云港地區(qū)海相淤泥質(zhì)土基坑支護(hù)工程，其首先具有較大的側(cè)向剛度，可以有效地防止支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，而且支護(hù)深度較大，所需工期較短，施工方便，不設(shè)或少設(shè)支撐，整體穩(wěn)定性較好[3]，造價(jià)不高，適合都市周圍環(huán)境較復(fù)雜，施工場(chǎng)地不大的工程支護(hù)。 </p><p>　?。?）從工程實(shí)踐中可以看出，該計(jì)算模型是合理的，較適合沿海城市海相淤泥質(zhì)土基坑

19、支護(hù)工程，具有較大的使用價(jià)值。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]林鵬，王艷峰，范志雄，黃滌宇. 雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土基坑工程中的應(yīng)用分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2010，第32卷. </p><p>　　[2]GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S]. </p><p

20、>　　[3]王偉，于志軍，&#160;朱敬鋒.雙排樁支護(hù)技術(shù)在深基坑工程中的應(yīng)用[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，29（10）：26-29. </p><p><b>　　作者簡(jiǎn)介： </b></p><p>　　朱防震（1976- ），男，江蘇揚(yáng)州江都人，中級(jí)工程師，主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)管理工作 </p><p>　　張?zhí)剑?982