某圖書館風道基坑開挖及支護分析

王日升 于夕亮

1 工程概況

1)基本概況:本工程位于某高校圖書館南北兩側。由于設計考慮場館1層～3層夏季和過渡季節(jié)采用地道風,減少制冷機開啟時間,降低制冷量,冬季地道風可以起到預熱新風的作用,減少了新風加熱量,故整個場館設計了室內及室外風道送換新風。風道全場204 m,其中南側風道由于工程西側設計為景觀湖,設計要求風道頂標高必須位于景觀湖上濱水平臺下2 m,而濱水平臺原設計標高在正負零(相當于絕對標高61.50)下5 m,故整個工程開挖最深處為11.0 m(風道設計標高見圖1)。

表1 土體計算的具體參數(shù)

2)工程地質情況:本工程擬建場地原為耕地,西側有挖土形成的深溝,最大溝深15.0 m,地貌為山間平地。勘察院在勘察鉆探范圍內未揭露地下水。勘察具體參數(shù)見表1。

2 基坑支護體系穩(wěn)定性分析

從目前許多工程實例來看,開挖造成基坑失穩(wěn)的原因很多,失穩(wěn)的形式也各不相同,但大多數(shù)的失穩(wěn)是先從局部某一區(qū)域破壞開始進而發(fā)展成基坑失穩(wěn)。因此對基坑土體結構進行分析并進行穩(wěn)定性驗算,運用合理的支護方案,采取可靠的支護體系進行支護。

一般情況下,整個支護體系的穩(wěn)定性可從支護結構的可靠性及坑底穩(wěn)定性兩方面予以考慮。由于本文的工程實例的地質土質情況決定坑底穩(wěn)定性,故只對傾覆性方面進行驗算。

本文采用條分法對土體分析:

1)選一個通過支護結構端點的近似滑動面,并將滑動面以上的土體進行分條(N=1-n)。

2)假設第 i個土條的重力為 Wi,則Sa為條底可獲得的抗剪力,Sa=cli+Nitgφ,其中,c,φ,li分別為條底粘聚力、摩擦角、長度;Pi為剩余下滑力(方向與傾角方向一致);hi為剩余下滑力作用的位置;Uαi為孔隙水壓力;Ni為條底有效法向力;α為條底傾角。

3)可求得滑動力矩和抗滑力矩分別為:

抗傾覆安全系數(shù)應滿足:

3 施工工序及支護處理

由于本工程不具備分級開挖的現(xiàn)場條件,因此本工程采用以下施工及支護順序:1)開挖前將正負零標高引入現(xiàn)場并做好標記。放線開挖至5 m,做第一道支護。在坑道兩側施工混凝土樁,樁徑400,主筋8φ 22,箍筋φ 8@300,混凝土標號C25,樁長12.5 m。其中館口南側大踏步下坑道兩側的樁采用方樁,其余均為圓樁。2)樁與樁之間用工程模板連接,并在2.5 m處設橫向方子木。3)連續(xù)開挖至工程設計底標高,同時在大踏步下樁與樁之間砌筑240的黃河淤泥磚墻。4)在風道上頂澆筑完畢且達到強度后在其頂端砌筑南北向240黃河淤泥磚墻4道,并在墻頂端配設連系梁板。

4 結語

本工程開挖總體位于良好的地質情況內,因此在開挖過程中通過穩(wěn)定性分析采取了簡單、必要的支護措施。但在南側館口大踏步下以及回填較深的地方采取了特殊的處理措施。從工程竣工后情況看,整個工程開挖順利,支護結構牢固可靠,但有兩點由

[1] 朱新勇,周右喜.軟土基坑開挖與支護施工技術[J].山西建筑,2008,34(4):151-152.