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協(xié)會(huì)刊物
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淺析深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì) |
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時(shí)間日期：2010-4-28 已被閱讀次：[9079] |
佛山南方建筑設(shè)計(jì)院有限公司 鐘敏超 黎享燦
1、工程簡介
某工程位于市區(qū)的的主要道路，管段總長約28公里。根據(jù)該市環(huán)保局的設(shè)計(jì)要求并多方
征求有關(guān)專家的意見，為減少運(yùn)行成本，管道確定采用重力流的形式，最后匯入污水干管后
排入污水處理廠的設(shè)計(jì)方案，在施工圖設(shè)計(jì)后，局部路段管段的埋深達(dá)8米左右。因該路段
外側(cè)靠江河，內(nèi)側(cè)約20米外為建筑物，同時(shí)地下管線較多,為保證施工中周圍建筑物及公共
設(shè)施的安全，在管溝內(nèi)側(cè)必須考慮基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)問題。
2、工程地質(zhì)情況
該深基路段位于河岸邊,地表為雜填土，下臥沖洪積層,基底為砂巖。地下水與東平河有
水力聯(lián)系，滲透系數(shù)由上而下逐漸增大。
3、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇
根據(jù)周圍環(huán)境及地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)中擬定了鋼板樁、灌注樁兩種支護(hù)結(jié)構(gòu)方案，并作了可
行性研究。鋼板樁如考慮單支撐則不安全，多支撐則用鋼量大、費(fèi)用高、同時(shí)也給土方開挖
帶來困難�；谏鲜銮闆r，設(shè)計(jì)時(shí)選取了懸臂擋土樁方案。
3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取
因作臨時(shí)支護(hù)用，深基坑采用樁徑d=80cm鉆孔灌注樁，樁距為L=1.4米，樁身采用C20砼
，帶肋鋼筋。設(shè)計(jì)參數(shù)�。簉=18KN/m3,θ=30o,地基基礎(chǔ)承載力[R]=200KPa,基坑內(nèi)側(cè)地面均
布荷載為公路II級(jí)，建筑物取Ws=25 KN／m2。
3.3 設(shè)計(jì)實(shí)例
3.3.1 計(jì)算土壓力
(1) 主動(dòng)土壓力
pa=yhk=18×8×tg2(45°－30°)=48.00KN
(2)總土壓力
Ea=1/2•PaHL(1＋2h/H) (h 為荷載換算成成土柱高度，計(jì)算得h=0.633)
Ea=1/2×48×8×1.4×(1＋2×0.633/8)=313.354KN
作用點(diǎn): ZEU=(H2＋3hH)/3×(2h＋H)=(82＋3×0.63×8)/3×(2×0.63＋8)=2.848米
3.3.2 建筑物荷載引起的側(cè)壓力
PS=KWSLS=0.333×25×9.8×2=163.17KN
K=tg2(45°－30°/2)=0.333
取LS=2米作用點(diǎn):WPS=20/1.2=16.66米(<20米不作考慮)
3.3.3 求樁的錨固深度H1
根據(jù)土壓力簡圖， 以C點(diǎn)為作用點(diǎn)，列平衡方程
∑xc=0
即: Ea－1/2×dh1σ=0 (d為樁徑)
取σ=4[R]=4×200=800KN/m2
h1=2Ea/dσ=2×313.354/0.8×4×200=0.979米
(2) 求h2
由平衡方程∑MD=0得
Ea(ZEA＋h1＋h2)－1/2×dh1σ×(h2＋h1/3×)－2/3×d×σ×h2 2=0
即：
313.354×(2.848＋0.979＋h2)－1/2×0.8×0.979×800×(h2＋0.979/3)－2/3×0.8×800
×h2 2=0
整理得：426.667h2 2＋0.074h2－1096.972=0
426.667h2 2＋0.074h2 －1096.972=0
解方程得：h2=1.603m
H1=h1＋2h2=0.979＋2×1.603=4.198米
取H1=4.5米
3.3.4 樁身配筋計(jì)算
(1)求最大彎矩點(diǎn)Mc
MC=313.354×(2.848＋0.979)－1/2×800×0.979×0.979/3=1071.414KN.m
(2)配筋計(jì)算
按等效剛度法，視d=0.8m的圓截面為b=h=0.9d的矩形截面梁
即b=h=0.9×0.8=0.72m
ho=0.92－0.04=0.86m
截面抵抗矩系數(shù)：Ao=rcMc/Rabho=(1.25×1071.41×106)/(11×720×680)=0.366
yo=0.5(1＋√1－2Ao)=0.5×(1＋√1－2×0.366)=0.898
AS=YSMC/YoRgho=1.25×1071.414×10/0.898×340×680=6450.645mm2
按不對(duì)稱方法配筋，實(shí)際配受力鋼筋：
10Φ25Ⅱ級(jí)鋼筋 As1=4910mm2。配非受力鋼筋： 10Φ14Ⅱ級(jí)鋼筋A(yù)s2=1540mm2，As實(shí)
=As1＋ As2，As實(shí)=6450mm2。
樁的配筋見下圖：
4、應(yīng)急措施
(1) 在地面以下約2.5m的深度范圍內(nèi)采取自然放坡，只作空心護(hù)壁不作樁心，減少樁的
懸臂長度。
(2) 為確保萬無一失，施工中可進(jìn)行局部預(yù)挖試驗(yàn)。(3) 基底標(biāo)高以上30厘米厚度的土
體，不得采用機(jī)械開挖，以確保樁前土體的穩(wěn)定。
(4) 堵住流向基坑的地面及地下水，在發(fā)現(xiàn)泄水的地方，一般可采用常規(guī)的水導(dǎo)管、抽
水等方法處理，嚴(yán)重時(shí)必須做好坑外圍堰降水或?qū)又芡凉嘧㈨诺却胧?br> (5) 嚴(yán)格按有關(guān)施工規(guī)范和驗(yàn)收規(guī)程操作。
5、結(jié)語
擋土樁與其它深基礎(chǔ)支護(hù)工程相比，具有安全、可靠，造價(jià)適中、周期短、施工方便等
優(yōu)點(diǎn)，只要認(rèn)真分析環(huán)境條件、工程地質(zhì)條件以及施工技術(shù)水平等方面綜合考慮，是完全能
滿足工程需要的。
參考文獻(xiàn)：
[1] JGJ120－99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].
[2] 《土力學(xué)地基與基礎(chǔ)》
[3] 《基礎(chǔ)工程》
[4] 《建筑地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007－2002）[S] 中國建筑工業(yè)出版社 2002.4
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