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谈地下车库基坑支护降水方案设计

来源:华盛论文咨询网 发表时间:2020-09-21 08:36 隶属于:工业论文 浏览次数:

摘要 为两层地下车库,位于洛阳市宜阳县城红旗中路和人民路相交的东南角,交通便利。基坑南侧、西侧距离建筑物较近,其余区域较空旷,基坑西侧已建五层砌体结构,距离地库边线4.5

  为两层地下车库,位于洛阳市宜阳县城红旗中路和人民路相交的东南角,交通便利。基坑南侧、西侧距离建筑物较近,其余区域较空旷,基坑西侧已建五层砌体结构,距离地库边线4.5m左右;基坑北侧紧邻红旗中路人行道,道路荷载按35kPa考虑;基坑南侧已建五层砌体结构,距离地库边线9.0m左右,基坑东侧为绿化场地。该项目自然地面标高约为-0.7m,坑底标高为-10.7m,基坑深度为10m,根据基坑深度及基坑周边环境,结合本地区类似工程经验[1],临近建筑物区域采用复桩锚支护方式,其余区域采用土钉墙支护方式,降水采用管井降水加明排[2-4]。距坡顶1.5m范围内禁止堆载,1.5m外支护地面设计荷载为20kPa,基坑周边建筑物每层荷载按15kPa考虑[5-7]。本基坑边坡设计使用期限为12个月。

谈地下车库基坑支护降水方案设计

  1场地岩土工程性质

  1.1地形及地貌

  拟建场地已拆迁,场地地形平坦,自然地面标高介于198.50~198.64m,最大高差为0.14m。场地地貌单元属于洛河I级阶地。

  1.2地层结构

  场区地层表层为第四系冲洪积作用所形成的黄土状粉土和卵石层,下部为上第三系泥岩,地表为受人类活动影响所形成的填土层。地层土自上而下分述如下。

  1.2.1填土(Q4ml)。其呈杂色,主要由粉质黏土和建筑垃圾混杂而成,土质杂乱,均匀性差,层厚为1.20~2.50m。

  1.2.2黄土状粉黏质土夹粉土(Q42al+pl)。其呈黄褐~褐黄色,可塑,具有针状孔隙和大孔隙,含炭末、钙质条纹。该层无摇振反应,干强度中等,韧性中等,稍有光泽。下部局部夹有薄层粉土。此层沉积时间短,结构及均匀性差,属新近堆积黄土。其属于中压缩性土,一般层厚为2.5~5.2m,层顶标高介于196.14~197.31m。

  1.2.3卵石(Q4al+pl)。卵石(Q4al+pl)有两类,下面逐一进行分析。一是呈杂色,饱和,稍密~中密。岩性成分以石英砂岩、石英岩及少量火成岩、灰岩为主,颗粒呈亚圆形或次棱角状,一般粒径为2~7cm,卵石含量约为60%,充填物多为圆砾、中粗砂及少量黏性土。卵石分选性一般,级配一般。层厚为0.5~1.60m,层顶标高为191.10~194.32m。二是呈杂色,饱和,稍密。岩性成分以石英砂岩、石英岩及少量火成岩、灰岩为主,颗粒呈亚圆形或次棱角状,一般粒径为2~5cm,卵石含量约为55%,充填物多为圆砾、中粗砂及少量黏性土。卵石分选性一般,级配一般。层厚约为0.90~1.8m,层顶标高为192.30~192.92m。

  1.2.4泥岩(N)。其以灰褐色为主,局部为棕红色,下部多为灰~灰绿色,呈泥质结构、厚层构造,属软质岩。其以黏粒、粉粒为主,局部含有较多砂质颗粒,富含铁锰质钙质胶结团块和高岭土条带,强度不均匀。该层上部成岩作用一般,呈硬黏土状。下部成岩作用较好,岩芯呈柱状。该层遇水易软化,失水崩解。该层揭露最大层厚为12.6m,层顶标高为189.92~191.02m。各土层设计参数如表1所示。1.4地下水地下水初见水位埋深为5.6~5.8m,稳定水位埋深为5.8~6.0m,稳定水位标高为192.52~193.04m。该地下水类型为潜水,主要受大气降水和河水补给,含水层主要为Q42al+pl层粉质黏土、Q4al+pl层卵石及其亚层,地下水位的年变化幅度保持在2.0m左右。现在为枯水位期,近五年最高水位约为195.00m,历史最高水位约为196.00m,水位高度受洛河河水影响大。

  2基坑支护降水方案设计

  根据基坑周边地层情况,结合工程经验,临近建筑物及消防水池区域采用桩锚支护,其余区域采用土钉墙支护,共分为四个类型。

  2.1类型1

  基坑深度为10m,采用桩锚支护。设2排锚索,锚索为3根15.2mm的钢绞线,第一排锚索长为18m,自由段长为6m,第二排锚索长为16m,自由段长为5m。第一排距坡顶3.0m,第二排距第一排3.5m,水平间距为1.6m。在基坑开挖前打灌注桩,并做冠梁,桩长为16m,桩径为800mm。面层混凝土强度等级为C20,厚度为80mm。

  2.2类型2

  基坑深度为10m,采用桩锚支护。设2排锚索,锚索为3根15.2mm的钢绞线,第一排锚索长为20m,自由段长为6m,第二排锚索长为18m,自由段长为5m。第一排距坡顶3.0m,第二排距第一排3.5m,水平间距为2.4m。在基坑开挖前打灌注桩,并做冠梁,桩长为15m,桩径为600mm。面层混凝土强度等级为C20,厚度为80mm。

  2.3类型3

  基坑深度为10m,采用1.0∶0.3放坡,设6排土钉,土钉竖向距离为1.5m,水平间距为1.5m。土钉长分别为9.0、14.0、9.0、6.0、6.0、4.5m,其中第二排土钉为2根15.2mm的预应力锚索。在基坑开挖前打微型桩,并做冠梁,桩长为14m,桩径为150mm,间距为1.5m。面层混凝土强度等级为C20,厚度为100mm。

  2.4类型4

  基坑深度为10m,采用1.0∶0.5放坡,设6排土钉,土钉竖向距离为1.4、1.5、1.5、1.5、1.5、1.5m,水平间距为1.5m。土钉长分别为7.5、9.0、6.0、6.0、5.0、3.0m,其中第四、五排土钉为打入式Q235钢管(管径48mm,壁厚3.0mm,注浆压力不小于1.0MPa)。面层混凝土强度等级为C20,厚度为100mm。基坑降水深度为-4.7m,由于室内地坪下13.0m的位置已进入泥岩,泥岩作为不透水层,降水采用潜水完整井进行计算,渗透系数按照60m/d考虑,按照式(1)进行计算,可得基坑降水总涌水Q=6258.1m3/d。按照式(2)进行计算,可得单井理论出水量q=221.3m3/d。经计算,本项目共布置降水井37眼,其中基坑四周布置28眼,基坑内布置9眼疏干井,基坑内疏干井数量可以根据基坑开挖速度进行调整,若开挖速度快,疏干井可适当增加,若开挖速度慢,疏干井数量可适当减少[8-9]。式中,Q为基坑降水总涌水量,m3/d;k为渗透系数,m/d;H为潜水含水层厚度,m;sd为基坑地下水位的设计降深,m;R为降水影响半径,m;r0为基坑等效半径,m,可按r0=A/π计算,A为基坑面积,m2。式中,q为单井出水能力,m3/d;r为过滤器半径,m;l为过滤器进水部分的长度,m;k为含水层渗透系数,m/d。

  3监测结果分析

  根据基坑支护设计方案和相关规范要求,确定本基坑5项监测内容,分别是42个位移观测点(水平、竖向),15个周边建筑物沉降观测点,18个周边地表沉降观测点,12个深层水平位移(测斜)观测点,7个水位观测点。从基坑开挖开始监测,到基坑回填结束监测,共计观测时间9个月,观测次数为75次。在观测过程中和观测结束观测后,各项监测内容最大变形值均未超过预警值[10-11],具体如表2所示。由表2分析可知,变形最大值均未超过预警值,变形最大值和最小值之差也很小,可见在整个变形监测期间,对基坑的监测是有效的,而且在位移或沉降变形较大或者突变时,及时加密了监测频率并进行了现场巡视检查,对隐患点进行报警,很好地指导了施工,整个基坑监测达到了方案要求。另外,监测结果表明,基坑在使用过程中整体是安全的。

  4结语

  监测数据表明,本项目采用的方案经济、安全,缩短了工期,为以后类似环境条件复杂的基坑支护降水设计积累了宝贵经验。

  参考文献:

  [1]机械工业第四设计研究院有限公司.宜阳中医院整体迁建三期(绿地广场地下车库)岩土工程勘察报告书》(详勘)[R].洛阳:机械工业第四设计研究院有限公司,2016.

  [2]住房和城乡建设部.建筑基坑支护技术规程:JGJ120—2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

  [3]住房和城乡建设部.建筑基坑工程监测技术规范:GB50497—2009[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.

  [4]中国工程建设标准化协会.基坑土钉支护技术规程:CECS96—1997[S].北京:中国标准出版社,1997.

  [5]住房和城乡建设部,国家质量监督检验检疫总局.复合土钉墙基坑支护技术规范:GB50739—2011[S].北京:中国计划出版社,2012.

  《谈地下车库基坑支护降水方案设计》来源《河南科技》,作者:赵继涛 李良成 李超杰

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