某高壓氧艙基坑工程支護設計研究★

尹振江 尹曉一

(濱州學院建筑工程系，山東 濱州 256603)

某高壓氧艙基坑工程支護設計研究★

尹振江 尹曉一

(濱州學院建筑工程系，山東 濱州 256603)

對某人民醫(yī)院的高壓氧艙基坑設計進行了介紹，結合工程的地質情況和水文地質條件，重點對基坑支護中水泥土墻截面承載力驗算、錨桿計算、抗滑移穩(wěn)定性驗算、抗隆起驗算等進行了詳細論述，對類似工程有參考借鑒意義。

基坑工程，支護，設計

1 工程概況

某高壓氧艙項目，場地位于某人民醫(yī)院院內，外科病房大樓北側。擬建高壓氧艙地下室部分南北向長17.20 m，東西向寬10.50 m，地下1層，基礎埋深約為4.0 m，天然地基。

該工程周邊環(huán)境如下：

1)基坑北側為現有平房，使用中，南墻距基坑邊緣約為3.0 m。

2)基坑西側為現有道路，道路以西為住宅樓，基坑邊緣距道路約10 m～12 m。

3)基坑南側為現有外科病房大樓，基坑邊緣距大樓外墻約9.0 m。

4)基坑東側為擬建高壓氧艙無地下室部分。

該工程周邊施工環(huán)境相對復雜；除東、西兩部場地相對開闊外，南北側距已有建筑物距離均較近，北部平房采用的天然地基，南部外科病房大樓采用的樁基礎。場地現標高根據甲方正負零確定約為-0.60 m，設計基坑開挖深度約為-4.50 m。

2 工程地質情況和水文地質條件

2.1 地形、地貌

根據現場踏勘及走訪,該場地高差變化不大。高程以甲方確定的正負零為引入點。場地標高平均值為-0.60 m。

地貌成因類型為黃河下游沖積平原，在勘探深度范圍內揭露土層均為第四紀全新世沉積的土層。

2.2 氣象資料

該地區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候;極端最高氣溫為40.9 ℃，極端最低氣溫為-20.9 ℃,年平均氣溫為12.5 ℃;一日最大降水量為150.4 mm，年平均降水量為588.5 mm；最大風速(10 min)20.7 m/s，極大風速為38.3 m/s，最大風速(2 min)為25 m/s，年平均風速為2.7 m/s;濱城區(qū)標準凍結深度為57 cm。

2.3 地下水、土情況

場區(qū)地層均為弱透水層，環(huán)境類型屬Ⅱ類。根據所采取水試樣水質分析結果判定：長期浸水狀態(tài)時，地下水對混凝土具有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具有弱腐蝕性；干濕交替狀態(tài)時，地下水對混凝土具有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具有弱腐蝕性；根據所采取土樣的分析結果可知：場區(qū)內的土對混凝土具有弱腐蝕性，對混凝土結構中的鋼筋具有微腐蝕性。

2.4 地質構造

場區(qū)位于華北平原構造帶、郯廬構造帶兩者之間與渤海灣交匯處。自新生代以來，該區(qū)以大規(guī)模沉降運動為主，沉積了厚達1 500 m的松散巖系，下伏下第三系基巖。

區(qū)內斷裂構造以北東向、北東向斷裂為主，并構成Ⅳ級構造單元的邊界。

2.5 場地各層巖土的分布和物理性質

根據勘察，場地地層在支護所需深度內共分為4層，各巖土工程特征描述及物理力學性質指標如下：

①層雜填土：上部原為混凝土路面，含有混凝土等建筑垃圾。場區(qū)普遍分布，厚度：1.00 m～2.50 m,平均1.35 m；層底標高：7.86 m～9.38 m，平均8.93 m；層底埋深：1.00 m～2.50 m，平均1.35 m。

②層粉土：黃褐色，含鐵質氧化物，濕，稍密～中密；搖震反應中等，無光澤反應，低干強度，低韌性，粘粒含量較高。場區(qū)普遍分布，厚度:2.50 m～4.20 m，平均3.67 m；層底標高：4.70 m～5.70 m，平均5.27 m；層底埋深：4.60 m～5.40 m，平均5.02 m。

物理力學指標：γ=19.1 kN/m3，c=10 kPa，φ=28.3°。

③層粉土：黃褐色，含鐵質氧化物，濕，中密，搖震反應中等，無光澤反應，低干強度，低韌性，粘粒含量較低。場區(qū)普遍分布，厚度：2.40 m～3.20 m，平均2.76 m；層底標高：2.27 m～2.67 m，平均2.51 m；層底埋深：7.70 m～8.00 m，平均7.78 m。

物理力學指標：γ=19.4 kN/m3，c=10.0 kPa，φ=27.9°。

④層粉質粘土：灰褐色，灰色，含鐵錳質氧化物，軟塑～可塑，稍有光澤，中等干強度，中等韌性。場區(qū)普遍分布，厚度:2.50 m～3.00 m，平均2.74 m；層底標高：-0.53 m～-0.07 m，平均-0.23 m；層底埋深：10.30 m～10.80 m，平均10.52 m。

物理力學指標：γ=19.1 kN/m3，c=22 kPa，φ=10.4°。

3 基坑工程設計計算

3.1 水泥土墻截面承載力驗算

3.1.1 基坑內側計算結果

計算截面距離墻頂3.20 m，彎矩設計值= 1.25×0.90×9.72=10.94 kN·m。

1)壓應力驗算：

抗壓強度滿足。

2)拉應力驗算：

抗拉強度滿足。

3.1.2 基坑外側計算結果

計算截面距離墻頂 5.00 m，彎矩設計值=1.25×0.90×14.77=16.62 kN·m。

1)壓應力驗算：

抗壓強度滿足。

2)拉應力驗算：

抗拉強度滿足。

其中，γcs為水泥土墻平均重度，kN/m3；Z為由墻頂至計算截面的深度，m；M為單位長度水泥土墻截面彎矩設計值，kN·m；W為水泥土墻截面模量，m3；fcs為水泥土抗壓強度，MPa。

3.2 錨桿計算

1)錨桿參數見表1。

表1 錨桿參數表

2)錨桿內力見表2。

表2 錨桿內力表 kN

3)錨桿自由段長度計算簡圖見圖1，錨桿參數表見表3。

表3 錨桿參數表(一)

3.3 抗滑移穩(wěn)定性驗算

錨桿參數見表4。

表4 錨桿參數表(二)

抗滑安全系數(Kh≥1.2)：

Kh=4.085。

3.4 抗隆起驗算

抗隆起驗算圖見圖2。

Prandtl(普朗德爾)公式(K≥1.1～1.2)，注：安全系數取自YB 9258-97建筑基坑工程技術規(guī)范(冶金部)：

4 結語

本文通過某工程支護設計案例，詳細推倒了支護設計方案。該工程周邊施工環(huán)境相對復雜，南北側距已有建筑物距離均較近，北部平房采用的天然地基，南部外科病房大樓采用的樁基礎，因此，該論文可為相似工程提供借鑒和參考。

[1] 彭振斌.深基坑開挖與支護工程設計計算與施工[M].武漢：中國地質大學出版社，1997.

[2] GB 50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[3] 楊 平.土力學[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[4] 佟哲偉.深基坑支護工程安全技術研究[J].山西建筑，2013，39(16)：62-63.

Research on foundation pit engineering support design of a hyperbaric chamber★

YIN Zhen-jiang YIN Xiao-yi

(ConstructionEngineeringDepartment,BinzhouUniversity,Binzhou256603,China)

This paper introduced the hyperbaric chamber foundation pit design of a people’s hospital, combining with the engineering geological conditions and hydrogeololgy geological conditions, emphatically discussed in detail the bearing capacity checking, anchor calculation, anti sliding stability checking, anti uplift checking etc. of cement soil wall in foundation pit supporting, had reference to similar engineering.

foundation pit engineering, support, design

2014-07-18★:濱州學院“青年人才創(chuàng)新工程”科研基金項目(項目編號：BZXYQNLG201005)

尹振江(1982- )，男，碩士，助教； 尹曉一(1976- )，男，高級工程師

1009-6825(2014)27-0056-02

TU463

A