深基坑支護抗傾覆穩(wěn)定性分析研究

梁策++趙冬敏++王宇++王浩++胡燕玲

摘要：對擬建場地進行工程勘察，探明了場地的工程概況以及工程水文地質(zhì)條件，進而對具體的支護方案進行設(shè)計；在使用理正深基坑設(shè)計軟件設(shè)計計算過程中，對護坡樁以及預應(yīng)力錨索的相關(guān)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，分析研究護坡樁的嵌固深度、預應(yīng)力錨索的豎向間距以及錨固體的直徑大小對支護結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性的影響。

Abstract： Firstly， the proposed site is surveyed in terms of engineering. Based on it， the project overview and engineering hydrogeological conditions of the site are proved. The specific support program is designed then. In the process of design and calculation by using Lizheng Deep Foundation Design Software， related parameters of piling and prestressed anchor are adjusted. The relationship of anti-overturning stability with supporting structure and some factors is analyzed， such as embedded depth of piling， vertical spacing of prestressed and diameter of the anchor.

關(guān)鍵詞：深基坑；護坡樁；預應(yīng)力錨索；抗傾覆；穩(wěn)定性

Key words： deep foundation pit；piling；prestressed anchor；anti-overturning；stability

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）22-0113-02

0 引言

隨著工程建設(shè)的高速發(fā)展，我國城市出現(xiàn)很多高層和超高層建筑，針對不同的工程環(huán)境及地質(zhì)條件，使支護方案設(shè)計最優(yōu)化，意義重大。前人對深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計有豐富的經(jīng)驗，但對于相關(guān)參數(shù)與支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的相關(guān)規(guī)律未進行深入研究。因此，本次工作對影響深基坑支護抗傾覆穩(wěn)定性因素進行綜合研究，希望對深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化提供幫助。

1 工程概況

1.1 工程地質(zhì)條件

基坑擬建場地位于永定河沖洪積扇中下部[1]，地處建國門內(nèi)東長安街，周邊環(huán)境復雜，基坑深23.22m；西側(cè)8m為22層的新聞大廈，基礎(chǔ)埋深7m；基坑東側(cè)10m為12層郵政樞紐中心，基礎(chǔ)埋深6m；基坑北側(cè)6m有現(xiàn)狀道路。本文針對東側(cè)支護結(jié)構(gòu)進行分析。

工程勘察揭示場地土層主要是人工填土和第四紀沖積層，相關(guān)參數(shù)如表1所示。

1.2 水文地質(zhì)條件

擬建工程場地范圍內(nèi)共探明3層地下水，第一層地下水位穩(wěn)定埋深10.30～15.40m；第2層潛水位埋深17.40～21.30m；第3層承壓水埋深23.50～27.10m[2]。由于軟件計算需要詳細水文地質(zhì)參數(shù)，本文結(jié)合具體工程實際以及施工季節(jié)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行簡化處理，第一層水位埋深13m，潛水埋深17.4m，承壓水埋深27m。

2 支護方案的選擇

基坑支護設(shè)計作為臨時支護結(jié)構(gòu)，設(shè)計時應(yīng)充分考慮其使用期限?；又ёo的設(shè)計使用期限一般不小于一年[3]。在基坑支護設(shè)計時，還應(yīng)綜合考慮基坑周邊環(huán)境和地質(zhì)條件的復雜程度、基坑深度、地下水等因素的影響。本基坑支護結(jié)構(gòu)的安全等級為一級。

3 支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算

綜合考慮場地、環(huán)境等各種因素，使用理正深基坑軟件進行設(shè)計計算。以東側(cè)剖面為例，采用樁錨支護，共設(shè)置四道錨索，支護方案剖面示意圖如圖1所示。

3.1 護坡樁的嵌固深度對抗傾覆穩(wěn)定性的分析研究

在設(shè)計計算過程中調(diào)節(jié)護坡樁嵌固深度，得到不同的抗傾覆系數(shù)，護坡樁嵌固深度對抗傾覆系數(shù)有著顯著影響，嵌固深度增大，抗傾覆系數(shù)逐漸增加，支護結(jié)構(gòu)也越穩(wěn)定（圖2）。

3.2 預應(yīng)力錨索豎向間距對抗傾覆穩(wěn)定性的分析研究

預應(yīng)力錨索的豎向間距對支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也具有一定的影響，錨索的豎向間距越大，支護結(jié)構(gòu)的抗傾覆系數(shù)越小，不利于基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性（圖3）。

3.3 預應(yīng)力錨索錨固體直徑對抗傾覆穩(wěn)定性的分析研究

在錨固段長度符合規(guī)范要求的前提下，錨索錨固體直徑同樣影響抗傾覆系數(shù)；錨固體直徑小于120mm時，其抗傾覆系數(shù)與錨固體直徑成正比，錨固體直徑大于120mm時，抗傾覆系數(shù)不變，對支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性無影響（圖4）。

4 結(jié)論及討論

本文針對樁錨支護結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)對于抗傾覆系數(shù)的影響進行了分析，得出以下結(jié)論：

①在其他參數(shù)不變的前提下，隨著單一參數(shù)（護坡樁嵌固深度、錨索豎向間距、錨固體直徑）的變化，抗傾覆系數(shù)變化趨勢明顯。其中，抗傾覆系數(shù)隨護坡樁嵌固深度的增大而增加，隨錨索豎向間距增大而減小，隨著錨固體直徑增大，抗傾覆系數(shù)先增大后保持不變。

②通過對相關(guān)參數(shù)與抗傾覆系數(shù)的關(guān)系分析，在實際工程支護結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可以更加快速有效地對參數(shù)進行調(diào)整，保證設(shè)計的規(guī)范、經(jīng)濟、科學。

雖然本文得到了相關(guān)參數(shù)與支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的規(guī)律，但是在設(shè)計計算過程中僅研究單一變量，對計算結(jié)果存在一定影響，可進行多個變量與支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究；另外在錨固體直徑的取值過程中，由于場地土層存在卵石層，注漿之后會導致水泥砂漿順著孔隙流動，導致錨固體直徑存在誤差，對計算結(jié)果有一定影響，考慮適當增大錨固體直徑取值。

參考文獻：

[1]柳建國，程良奎.北京地區(qū)基坑支護技術(shù)的發(fā)展與工程實踐[J].巖土工程，2009（4）：1013-1017.

[2]龔曉南，等.基坑工程實例2[M].中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ120-2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.