【正文】 56 參考文獻(xiàn) ......................................................... 57 合肥叉車集團(tuán)生活區(qū)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 摘要： 基坑工程是一個(gè)古老而具有時(shí)代特點(diǎn)的巖土工程課題，放坡開挖和簡易木樁圍護(hù)可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。根據(jù)不同的地質(zhì)情 況與現(xiàn)場邊界條件，開挖時(shí)基坑工程的支護(hù)形式多種多樣，常用的有：排樁支護(hù)、水泥土圍護(hù)結(jié)構(gòu)、鋼板樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、地下連續(xù)墻及土釘支護(hù)等。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)涉及巖 土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)和地質(zhì)水文等學(xué)科，廣大設(shè)計(jì)、施工、科研和大專院校的專業(yè)人員，勇于實(shí)踐，勇于創(chuàng)造，在大量的工程實(shí)踐、監(jiān)測、試驗(yàn)中不斷取得成功的經(jīng)驗(yàn)，也有少數(shù)失誤的教訓(xùn)，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，促使深基坑支護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)造和創(chuàng)新。對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)也是一樣。在總結(jié)實(shí)踐基礎(chǔ)上，將會逐步完善理論以指導(dǎo)設(shè)計(jì)計(jì)算。雖無規(guī)程而全國各 地的深基坑支護(hù)工程，還是在蓬勃發(fā)展 [3]。支護(hù)設(shè)置必須因工程、因地、因時(shí)制宜地合理設(shè)計(jì)，按要求精心施工。 本論文主要研究在一定的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境下，不同的支護(hù)形式的優(yōu)缺點(diǎn)。排樁支護(hù)是指柱列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護(hù)形式。 3 第二章 巖土工程勘察 合肥叉車集團(tuán)有限責(zé)任公司在合肥市洪崗路三村合力生活區(qū)新建生活區(qū)改造工程 ，該工程由 2幢地上 18層、地下 1層的住宅樓及 1幢 11 層的住宅樓組成，框架（剪）結(jié)構(gòu)。 擬建場地第四紀(jì)地貌型態(tài)為江淮丘陵，場地內(nèi)現(xiàn)有建筑未拆出，現(xiàn)場地各勘探孔孔口高程為 ～ ，最大高差 。 地基（巖）土構(gòu)成 與巖性特征 根據(jù)鉆探揭露，擬建場地地層構(gòu)成從上至下為： ① 層雜填土 (Qml)——灰、褐灰色，松散 (軟塑 )狀態(tài)，該層上部主要為水泥地坪及碎磚、石塊、建筑垃圾等，下部含粘性土為主，包含有機(jī)質(zhì)等。 ② 層粉質(zhì)粘土 (Q4al+pl)——灰黃、褐黃色，可塑～硬塑狀態(tài)。無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度及韌性中等。其靜探比貫入阻力Ps值為 2. 40MPa。含氧化鐵、鐵錳結(jié)核及高嶺土，該層下部約 。層厚 ～，層底標(biāo)高為 ～ 。其標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測擊數(shù) N一般為 ～ /30cm,平均為 /30cm ④ 1層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 (K2)——棕紅色，密實(shí) (堅(jiān)硬 )狀態(tài)，含長石、云母等。其標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí) 測擊數(shù) N 一般為 ～ 擊/30cm,平均為 /30cm ④ 2層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖 (K1)——棕紅、棕褐色，泥質(zhì)膠結(jié)局部夾有鈣質(zhì)膠結(jié)砂巖，局部夾有薄層泥巖。其標(biāo)貫實(shí)測擊數(shù)為 117～ 144擊 /30cm，平均為 /30cm。此層未鉆穿，層厚大于 ,其下無軟弱下臥層。 表 重度及天然狀態(tài)抗壓強(qiáng)度 統(tǒng)計(jì)結(jié)果表 根據(jù)鉆探揭露，本場地第四紀(jì)覆蓋層厚度基本一致，地形及基巖面均較平緩，參考附近區(qū)域地質(zhì)資料未發(fā)現(xiàn)有影響本工程建筑場地穩(wěn)定性的斷裂構(gòu)造，屬穩(wěn)定的建筑場地。 （ 2）擬建場地中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖埋深約為 29m， (Ves)為 252～268m/s，平均為 260m/s。 （ 3）擬建場地的特征周期 Tg=。 根據(jù)室內(nèi)外試驗(yàn)成果分析，擬建場地各層巖土的地基承載力特征值 fak、壓縮模 5 量 Es及基床系數(shù) K可按表 。 (2)施工開挖基坑時(shí)，應(yīng)采取基坑排水措施，可在坑底設(shè)置集水坑和排水溝，及 6 時(shí)抽排基坑積水。 發(fā)展：近年來全國各地高層建筑深基坑支護(hù)工程發(fā)展很快，因建設(shè)需要基礎(chǔ)愈做愈深，其支護(hù)結(jié)構(gòu)難度， 尤以軟土地區(qū)也愈來愈大，已經(jīng)成為高層建筑基礎(chǔ)工程中的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。 支護(hù)技術(shù)按功能分常用的有以下一些 [3]： 擋土系統(tǒng)：常用的有鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、深層水泥攪拌樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻。 擋水系統(tǒng)：常用的有深層水泥攪拌樁、旋噴樁、壓密注漿、地下連續(xù)墻、鎖口鋼板樁。 支撐系統(tǒng)：常用的有鋼管與型鋼內(nèi)支撐、鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼與鋼筋混凝土組合支撐。 目前國內(nèi)采用的支護(hù)類型主要有以下幾種： 水泥土攪拌樁圍護(hù) 其優(yōu)點(diǎn)是采用重力式擋墻，不需要支撐，基坑內(nèi)挖土施工方便，攪拌樁施工時(shí)無環(huán)境污染（無噪音、無振動、無排污），造價(jià)較低及防滲性好，但這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)往往要求基坑周圍有一定空間可 布置攪拌樁，且只適用于開挖深度不大的基坑。 鋼板樁支護(hù) 8 鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，把這種鋼板樁互相連接就形成鋼板樁墻，被廣泛應(yīng)用于擋土和擋水。 深層攪拌支護(hù) 深層攪拌支護(hù)是利用水泥作為固化劑，采用機(jī)械攪拌，將固化劑和軟土劑強(qiáng)制拌和，使固化劑和軟土劑之間產(chǎn)生一系列物理 化學(xué)反應(yīng)而逐步硬化，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土樁墻，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。對有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土，宜通過試驗(yàn)確定。 放坡 排樁支護(hù) 排樁支護(hù)是指柱列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護(hù)形式。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。 發(fā)展： 50年代末期通過土層錨桿的使用使擋土結(jié)構(gòu)有了新發(fā)展，在基坑開挖前先建造樁、地下 連續(xù)墻、板樁等利用土層錨桿對其進(jìn)行背拉從而形成錨桿式擋墻。 9 60年代出現(xiàn)了加筋土墻，一般在填方區(qū)如筑路、平整場地填方區(qū)域形成的擋土墻，在分層回填土方時(shí)分層鋪放土工織物并于預(yù)制混凝土面板拉結(jié)，形成加筋土擋墻。 1979年巴黎國際土加固會議之后在西方得到廣泛應(yīng)用， 1990 年在美國 召開的擋土墻國際學(xué)術(shù)會議上，土釘墻作為一個(gè)獨(dú)立的專題與錨桿擋墻并列，使它成為一個(gè)獨(dú)立的土加固學(xué)科分支。 、設(shè)計(jì)步驟、參考原則 基本原理 [6]：土體的抗剪強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度幾乎可以忽略，但土體具有一定的結(jié)構(gòu)整體性，在基坑開挖時(shí)，可存在使邊坡保持直立的臨界高度，但在超過這個(gè)深度或有地面超載時(shí)將會發(fā)生突發(fā)性的整體破壞。土釘墻技術(shù)則是在土體內(nèi)放置一定長度和分布密度的土釘體與土共同作用，彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不 足。有效地提高了土體的整體剛度，彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。 10 設(shè)計(jì)步驟： (1)確定土釘?shù)膮?shù)：根據(jù)土壓力分布、現(xiàn)場抗拔試驗(yàn)結(jié)果或土抗剪強(qiáng)度，參考以往經(jīng)驗(yàn)，確定土 釘?shù)闹睆胶烷L度； (2)進(jìn)行外部和內(nèi)部穩(wěn)定性計(jì)算：從外部來看，土釘墻恰似一個(gè) “擋土墻 ”，它必須能夠承受其后部土體的推力和上部傳來的荷載。內(nèi)部穩(wěn)定滲及到土釘強(qiáng)度、長度、界面粘結(jié)力、水平和垂直間距、面板的強(qiáng)度以及面板與土釘?shù)墓餐饔玫纫蛩??！?90176。但是頂部土釘對于限制地表開裂非常重要，如果頂部土釘較短，則在土釘尾部或尾部以外地表上容易出現(xiàn)較大開裂，這對支護(hù)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性可能影響不大，但卻會增加整個(gè)支護(hù)的水平位移 ，因而在城市地區(qū)構(gòu)筑土釘支護(hù)中要適當(dāng)?shù)募娱L頂部的土釘長度。一般說來，粘性土中的釘與支護(hù)高度之比 L/H 應(yīng)比粒狀土大些，盡管許多粘土在硬結(jié)情況下具有較大的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，甚至可以不需支護(hù)而保持相當(dāng)大的自立高度，但作為一種工程結(jié)構(gòu)物的支護(hù)必須考慮各種可能的作用，比如地表滲透水引起的土體含水量變化等。注漿式土釘一般為~，打入式土釘一般為 ~，當(dāng)然在不同的土質(zhì)中對于土釘?shù)拈L度也會有所不同，視各自需要的來確定； 11 (3)土釘密度：考慮到土釘?shù)淖饔檬菫榱耸雇玲斉c原位土體很好的復(fù)合在一起，充分地發(fā)揮原位土體的強(qiáng)度，因而土釘?shù)拈g距顯然不能過大，土釘?shù)乃胶拓Q向間距 ,Sv和 Sh宜在 范圍以內(nèi)，在飽和粘土中可小到 lm，在干硬粘性土中可超過 2m，土釘?shù)呢Q向間距應(yīng)與每步開挖深度相對應(yīng)。~20176。粒狀土中的模型試驗(yàn)說明：增加土釘傾角使支護(hù)的位移和地表角變位增大，傾角大于 20176。同時(shí)有限元分析表明，當(dāng)土釘傾角為零即處于水平位置時(shí)，支護(hù)變形最小 。~20176。所以除非出于重力注漿的需要，或者更大的傾角有利于土釘插入下層較好的土層內(nèi)，土釘?shù)膬A角 不宜超過 15176。~10176。噴射混凝土面板中常配以 Φ6~Φ10mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸 150~300mm； (7)承壓板：為了分散土釘對噴射混凝土面板的剪應(yīng)力，在螺帽下墊以承壓板，尺寸一般為200mm200mm，厚度為 8~15mm； (8)注 漿材料：最常用的注漿材料為水泥砂漿和水泥漿，最常用的配合比為水：水泥：砂=~： 1： 1(水泥砂漿 )和水：水泥 =~： 1(水泥漿 )，根據(jù)特殊情況下，也可摻入其它水泥添加劑或樹脂等材料。 (9)開挖高度和長度：土釘墻施工通常采用分層分段開挖，每層開挖的最大高度取決于實(shí)際土體可以站立而不破壞的能力，在砂性土中，每層開挖深度一般為 ~，在粘性土中可以增大一些。 12 表 土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的初始參數(shù) 序號 1 名稱 土釘長 (L) 單位 m 參數(shù)值 (~)H 備注 H為開挖深度， 對飽和軟粘土 L≥2H 2 間距 (Sv,Sh) mm ~ 對于硬軟和密度砂質(zhì)土可取 對軟粘土和松散砂取 3 4 5 6 7 傾角 (α) 土釘鋼筋直徑 (d) 土釘孔直徑 (D) 注漿壓力 噴射混凝土厚度 (hs) 噴射混凝土強(qiáng)度 網(wǎng)筋