龍王塘中心小學(xué)搬遷項目基坑支護(hù)方法研究

(遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 遼寧 大連 116000)

一、引言

我國基坑工程發(fā)展的歷史不長，理論研究落后、人員技術(shù)水平有限，基坑工程的特點可以概括為“深、差、密、多、低”，即我國的基坑越挖越深、工程地質(zhì)條件越來越差、四周已建或在建建筑物密集或緊靠市政公路、基坑支護(hù)方法多、支護(hù)成功率低。因此，從根本上加強(qiáng)基坑工程相關(guān)理論的研究，不斷改進(jìn)與完善設(shè)計方法，整體提高基坑工程的技術(shù)是關(guān)鍵所在。

二、工程地質(zhì)概況

擬建高新區(qū)龍王塘中心小學(xué)工程位于大連市高新園區(qū)龍王塘小龍王塘村，場地總用地面積20749.20m2，地貌為低山丘陵-丘間溝谷。北鄰旅順南路，東側(cè)為63中學(xué)建筑場地，南為低山丘陵，形成多處陡坎，場地內(nèi)有一個水塘。

據(jù)鉆探資料，在勘察深度內(nèi)，自上而下地層特征為素填土(Q4ml)、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(Q4l)、含碎石粉質(zhì)粘土(Q4al+pl)、全風(fēng)化板巖(Qnq1)、強(qiáng)風(fēng)化板巖(Qnq1)和中風(fēng)化板巖(Qnq1)。

鉆探期間在X22、X25鉆孔中取得兩組地下水樣，屬Ca2+-SO42-類型，根據(jù)地下水腐蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的判別要求，結(jié)果為(按最不利)：場地水質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)有微弱腐蝕，若長時間浸泡在水中，會對結(jié)構(gòu)有微弱腐蝕性，潮干相互交替時鋼筋有腐蝕。

在鉆孔X24、X25中取得兩組土樣。根據(jù)土對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性腐蝕性、土對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕性判別標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果為(按最不利)：地下水位以上含碎石粉質(zhì)粘土對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。

經(jīng)勘查，場地內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造的通過，且不存在危巖、地面沉降、地面塌陷(巖溶塌陷、采礦塌陷)等不良地質(zhì)作用，沒有不利埋藏物。

擬建基坑大部分在水塘中，南側(cè)及東側(cè)部分側(cè)壁在水塘外。場地周圍無重要建筑及公共設(shè)施，基坑工程復(fù)雜程度等級為簡單。

三、支護(hù)方法研究

結(jié)合國內(nèi)外常用支護(hù)形式，依據(jù)擬支護(hù)的基坑深度、周邊環(huán)境條件、巖土體類型等客觀因素，同時參照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[1]中的各類支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用條件對支護(hù)方案進(jìn)行選擇。由于基坑所在深度范圍內(nèi)，大部分為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土土層，局部可見地下水，設(shè)計以下基坑支護(hù)體系。

圖1 基坑概況圖

聯(lián)合支護(hù)是采用兩種或兩種以上支架共同維護(hù)圍巖穩(wěn)定的支護(hù)。這種支護(hù)兼有這幾種支架的優(yōu)點，又克服了缺點，是現(xiàn)在常用的支護(hù)方法。

(1)如圖1，AB、AD段經(jīng)過實地勘測，場地有較大放坡空間，依據(jù)地形圖，周圍沒有重要建筑物和大型地下設(shè)施，所以根據(jù)安全第一，經(jīng)濟(jì)合理的原則，選擇采用放坡[2]+全長粘結(jié)錨桿[3]+掛網(wǎng)噴砼面層[4]聯(lián)合支護(hù)體系。在基坑的施工過程中，當(dāng)條件允許時，放坡開挖是最好的選擇，既簡單又經(jīng)濟(jì)，成本又低，工期相對又短。

(2)CD段由于靠近山體沒有放坡空間，所以采用單排灌注樁[5-6]+預(yù)應(yīng)力錨索[7-11]+掛網(wǎng)噴砼面層加放坡+全長粘結(jié)錨桿聯(lián)合支護(hù)體系。

支護(hù)所采用的錨桿抗拔安全系數(shù)為1.2000，假設(shè)基坑開挖深度至4m為工況1，開挖深度至6.9m為工況2。經(jīng)驗算，工況1抗傾覆安全系數(shù)為7.981，工況2抗傾覆安全系數(shù)為3.930，均不小于1.200，基坑抗傾覆穩(wěn)定性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，所以，CD支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定，設(shè)計合理。

四、結(jié)論及建議

(1)本文搜集、整理了大連市高新區(qū)龍王塘中心小學(xué)南部基坑支護(hù)方法的相關(guān)資料，參考基坑巖土工程勘察資料，為選取最適用于該基坑的支護(hù)方法，在相關(guān)單位的配合下，在場地完成了鉆探取樣、原位測試、土體加固、單軸飽和抗壓抗剪試驗、重型動力觸探試驗、點荷載試驗等一系列工作，將現(xiàn)場、室內(nèi)試驗得到的大量試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、整理、分析，得出了效的巖土體參數(shù)。

(2)經(jīng)過反復(fù)的計算對比，結(jié)合實地地形、地貌、巖土體條件、水文氣候條件及水的腐蝕性等客觀因素以及考慮到具體施工過程中某些施工設(shè)備在北方尤其是在大連地區(qū)不太適用等影響工程進(jìn)程、造價等各個方面因素，最終選取了放坡+全長粘結(jié)錨桿+掛網(wǎng)噴砼面層聯(lián)合支護(hù)體系和單排灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索+掛網(wǎng)噴砼面層加放坡+全長粘結(jié)錨桿聯(lián)合支護(hù)體系，解決了基坑南部因沒有足夠空間而不能自然放坡等問題。整套基坑支護(hù)方法在繼承傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，不僅滿足達(dá)到安全支護(hù)的效果，同時也為后續(xù)基礎(chǔ)施工留出足夠的工作空間，本文闡述的基坑支護(hù)方法是更為安全、經(jīng)濟(jì)、尤其適用于現(xiàn)階段龍王塘中心小學(xué)搬遷建設(shè)項目的方法。

(3)建議將水塘部位流塑-軟塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土清除后再回填碎石土夯實或采用強(qiáng)夯置換法進(jìn)行處理，處理地基時應(yīng)該根據(jù)規(guī)范試夯，以此結(jié)果來進(jìn)行地基處理和設(shè)計施工。處理后地基檢測合格后方可裝基。