長沙市某深基坑的土釘墻優(yōu)化設計

吳昊　金福喜

【摘 要】土釘墻支護有著施工周期快、造價低、施工便捷等優(yōu)點，本文以長沙市某深基坑工程為背景，介紹了土釘墻與放坡相結合的支護方式，有效地降低了工程造價，并保證了基坑的安全穩(wěn)定。

【關鍵詞】基坑支護;土釘墻;放坡;穩(wěn)定性驗算

中圖分類號： TU753文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）05-0048-002

0 引言

基坑工程是一項臨時性的支護措施[1]，如何在保證基坑及地下室施工期間安全的同時降低基坑工程造價，一直是工程技術人員需要解決的問題。在實際工程中，由于地質體的不確定性往往導致設計向保守方向傾斜，這就導致了較大的工程浪費。但是隨著動態(tài)化設計的日益普及，精細化設計能在保證安全的同時有效降低工程造價，因而受到了越來越多的關注[2]。本文以長沙某酒店深基坑為例，介紹了在支護設計采用的放坡結合土釘墻支護的設計思路，希望為類似的工程提供參考。

1 工程概況

場地位于長沙市長沙縣黃花鎮(zhèn)大元路與黃金大道交匯處東北側。甲方確定基坑底開挖標高為60.9～63.8米，邊坡高差為4～7m，該工程基坑側壁安全等級為二級，結構重要性系數為1.0，設計年限為一年。

1.1 基坑周邊環(huán)境

（1）ABC段：該段在基坑北側，現狀地坪標高為67.00m左右，基坑開挖底標高為61.6m左右，高差約6m，北部規(guī)劃有道路，尚未建設。

（2）CD段：該段位于基坑東側，現狀地形標高為67.8m左右，基坑開挖底標高為63.8m，高差約4m。坡頂無建筑物

（3）DF段：該段位于基坑南側，該段現狀地形標高為68.8m左右，基坑開挖底標高為60.9～63.8m，高差4～8.6m。坡頂無建筑物。

（4）FA段：該段位于基坑西側，該段現狀地形標高69.5m左右，基坑底開挖標高60.9m，高差8.6m，西面為黃金大道，最近處距黃金大道為13m。

1.2 地層及巖性

根據鉆探揭露，場地內埋藏的地層主要由第四系人工填土、粉質粘土、粉質粘土和泥質粉砂巖組成，其野外特征自上而下分敘如下：

人工填土：雜色，稍濕，松散狀，新近自填形成，未完成固結，局部含建筑垃圾，平均厚度為1.55m，層頂高程變化范圍為71.02～71.20m

粉質粘土：褐黃色，該層廣泛分布于擬建場地，層厚為0.5～7.5m，平均厚度為2.87m，其層頂埋藏深度為0.00～1.60米，相當于標高61.75～71.00m。

殘積粉質粘土：褐紅色，硬塑狀。為泥質粉砂巖風化殘積而成。該層廣泛分布于報建場地，層厚為0.80～3.10m，平均厚度為1.41m其層頂埋藏深度為0.00～7.50m，相當于標高57.61～68.42m。

強風化泥質粉砂巖：褐紅色，泥質粉砂結構，該層在擬建場地所有鉆孔均有揭露，揭露厚度為3.00～8.50米，平地厚度為4.98m，其層頂埋藏深度為0.00～8.30m，相當于標高56.81～71.10m。

中風化泥質粉砂巖：褐紅色，紫紅色，泥質粉砂純構，厚層狀構造。巖芯完整，節(jié)理較發(fā)育，裂面為鐵質氧化物浸染而顯示褐黑色。該層在所有鉆孔中均有揭露，未揭穿。

1.3 巖土參數

根據勘察報告及相應資料和現場踏勘，根據周邊道路建設現場已揭露的地層，在基坑開挖范圍內，廣泛分布強風化-中風化泥質砂巖，場地北側已揭露地層均為粉質粘土，東側有雜填土，根據已有勘察資料，巖土參數取值如下表。

2 支護措施

2.1 排水設計

勘察期間，場地內地下水和地表水均為發(fā)現。故排水設計主要為降雨時及時將雨水排除。在基坑頂部和底部設置200×250mm排水溝，Mu10灰砂磚砌筑，M5水泥砂漿抹面，厚度？叟10mm，以3‰坡度向集水井匯水。

2.2 土釘墻設計

以基坑最深段為例，基坑邊坡高7m，采用放坡+土釘墻的支護方式，從基坑底向上5m采用土釘墻支護，土釘采用直徑為22mm螺紋鋼，長6m，水平間距2m，豎直間距1.5m，坡比1：0.6，從基坑底以上5m至坡頂采用掛網放坡的支護形式，坡比1：1，支護形式如圖所示。

3 穩(wěn)定性驗算

放坡+土釘墻整體穩(wěn)定性驗算采用圓弧滑動條分法進行驗算[3]，該方法由Schlosser于1983提出，假設基坑邊坡破壞時滑動面為圓弧狀，將邊坡土體劃分為豎直的土條，計算滑移面上方各土條自重產生的下滑力，支護結構與滑移面上的在滑移面上形成的阻力即為抗滑力，兩者的比值F滑/F抗，即為邊坡的安全系數。土的剪切破壞采用摩爾庫倫破壞準則，土釘變形后與土體的相互作用采用Winkler彈性地基梁理論計算[3-6]。

計算時分兩級進行計算，首先驗算上部放坡段的安全系數，采用圓弧滑動條分法計算得到土體下滑力為54.14kN，抗滑力為85.41kN，安全（下轉第21頁）（上接第49頁）系數為1.58，可以認為上部放坡段是穩(wěn)定的，在驗算土釘支護段時，將上層放坡段土體轉化為超載，土體下滑力為150.35kN，土釘及土體抗滑力為285.15kN，因此土釘支護段安全系數為1.90，滿足規(guī)范要求。

4 結語

針對本基坑工程，采用放坡+土釘墻支護的形式可以有效地保證基坑側壁的穩(wěn)定，采用規(guī)范推薦的計算方法計算得到的安全系數可以滿足要求。因此，在類似有一定空間的基坑支護工程中，可以采用類似的放坡+土釘墻支護的形式。根據現場施工效果，該支護形式能有效縮短工期，降低工程造價。

【參考文獻】

[1]楊素春.深基坑支護技術及實例分析[J].地下空間， 2001，21（S1）：480-484.

[2]成偉.建筑工程深基坑中的土釘墻支護施工技術分析[J].四川水泥，2018（2）：144-144.

[3]王步云.土釘墻設計[J].巖土工程技術，1997（4）：30-41.

[4]韓永強，馮志焱.土釘墻穩(wěn)定性計算方法綜述[J].電網與清潔能源，1999（2）：47-50.

[5]劉長海.土釘墻穩(wěn)定性分析[J].技術與市場，2012，19（7）：59-60.

[6]景偉.兩類土釘墻穩(wěn)定性分析計算方法的比較[J].山西建筑，2007，33（17）.