地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

黃堯端

【摘 ? ?要】：針對(duì)傳統(tǒng)地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)后，側(cè)壁穩(wěn)定系數(shù)低、不滿(mǎn)足地下停車(chē)場(chǎng)的使用要求的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新的地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)。選取復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)壓力，設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方案。實(shí)例分析表明，應(yīng)用設(shè)計(jì)的地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)后，側(cè)壁穩(wěn)定系數(shù)最高達(dá)到了0.998，具有強(qiáng)穩(wěn)定性。

【關(guān)鍵詞】：地下停車(chē)場(chǎng)；基坑；支護(hù)；側(cè)壁穩(wěn)定系數(shù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】：TU753【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】：C【文章編號(hào)】：1008-3197（2023）02-55-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2023.02.014

Analysis of Foundation Pit Support Technology Application in

Underground Parking Lot

HUANG Yaoduan

（Liupanshui Housing and Urban-Rural Development Bureau， Liupanshui 553001，China）

【Abstract】：After the foundation pit support technology of the underground parking lot is supported， the stability coefficient of the side wall is low， which does not meet the needs of the underground parking lot. Therefore， a new foundation pit support technology for the underground parking lot is designed. The paper selects the composite support structure， calculates the foundation pit support pressure of the underground parking lot， designs the foundation pit support scheme. ?The case analysis shows that after applying the designed underground parking lot foundation pit support technology， the stability coefficient of the side wall is up to 0.998， which has strong stability.

【Key words】：underground parking lot; foundation pit; support; stability coefficient

地下停車(chē)場(chǎng)是民用住宅和商場(chǎng)的重要組成部分，地下停車(chē)場(chǎng)施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)基坑穩(wěn)定性問(wèn)題，影響施工安全，因此急需進(jìn)行基坑支護(hù)[1～2]。傳統(tǒng)基坑支護(hù)技術(shù)選取的支護(hù)結(jié)構(gòu)不合理，計(jì)算出的支護(hù)壓力不準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)的基坑支護(hù)方案往往存在較大誤差，支護(hù)穩(wěn)定性系數(shù)較低[3]。近幾年，由于基坑支護(hù)穩(wěn)定性問(wèn)題出現(xiàn)了多起塌陷事故，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)也造成了嚴(yán)重的人員傷亡，因此保證基坑支護(hù)穩(wěn)定性是基坑支護(hù)技術(shù)的核心要求[4]。為解決基坑支護(hù)的穩(wěn)定性問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種新的停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)，為后續(xù)停車(chē)場(chǎng)的施工提供一定的參考。

1 地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 選取復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)

結(jié)合復(fù)合支撐理論，選取地下停車(chē)場(chǎng)復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)支護(hù)模型，見(jiàn)圖1。

將兩根支護(hù)樁作為支護(hù)主體結(jié)構(gòu)，總體使用單體支護(hù)法進(jìn)行支護(hù)。為提高支護(hù)可靠性，結(jié)合雙排樁計(jì)算理論進(jìn)行了土壓力分配，求解此時(shí)各樁上的綜合內(nèi)力數(shù)值，得出支護(hù)系數(shù)。

受土體綜合結(jié)構(gòu)影響，存在土體剛塑性，根據(jù)平衡原理，計(jì)算土體的總重及綜合壓力，得到具體壓力分布強(qiáng)度并根據(jù)該分布強(qiáng)度選取合適的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)[5]。在復(fù)合結(jié)構(gòu)選取時(shí)，經(jīng)常受破壞面影響，出現(xiàn)土壓力線(xiàn)性分布問(wèn)題，此時(shí)的土體處于主動(dòng)朗肯狀態(tài)，水平應(yīng)力為最小值，一旦出現(xiàn)破壞面，前排樁和后排樁的邊界條件均改變，選取的復(fù)合結(jié)構(gòu)參數(shù)也需要進(jìn)行一定的改變。

選取1/3的開(kāi)挖面作為固定開(kāi)挖段，結(jié)合蓋梁的實(shí)際剛度，計(jì)算此時(shí)存在的角位移。為了降低角位移對(duì)支護(hù)內(nèi)力的影響，限制復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)，該過(guò)程需要通過(guò)力矩分配法，計(jì)算雙排樁的綜合土壓力，完成復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而求解支護(hù)樁的內(nèi)力，計(jì)算支護(hù)樁配筋，從而得到有效的復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。

1.2 計(jì)算地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)壓力

在支護(hù)過(guò)程中，受土壓力影響，可能隨時(shí)會(huì)產(chǎn)生支護(hù)側(cè)向壓力，為了避免支護(hù)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，在支護(hù)前需要計(jì)算地下停車(chē)場(chǎng)的基坑支護(hù)壓力，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度。

[P=KYZ] （1）

式中：K為靜止土體壓力；Y為土壤重度；Z為計(jì)算土壤厚度。

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的基坑支護(hù)壓力后需要選取相應(yīng)的壓力系數(shù)，為后續(xù)的基坑支護(hù)方案選取作參考。

結(jié)合實(shí)際施工區(qū)域的地質(zhì)條件，繪制土壤壓力分布示意圖，依據(jù)朗肯土壓力計(jì)算理論進(jìn)行土壓力計(jì)算，首先得出第一層土的相關(guān)屬性，結(jié)合土層相關(guān)參數(shù)計(jì)算水土分算誤差發(fā)現(xiàn)，此時(shí)存在被動(dòng)土壓力強(qiáng)度，需要排除相關(guān)的干擾，進(jìn)一步提高計(jì)算的準(zhǔn)確性，得到精確的基坑支護(hù)壓力。在基坑支護(hù)壓力的實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，受基坑施工區(qū)域的限制，可能出現(xiàn)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差問(wèn)題，此時(shí)可以結(jié)合基坑的基本信息和超載信息，計(jì)算基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性系數(shù)，進(jìn)一步劃分基坑的等級(jí)，排除基坑支護(hù)壓力計(jì)算誤差。

1.3 設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方案

設(shè)置地下連續(xù)墻，厚度一般在0.5 m，該墻存在冠梁并且地面含有數(shù)量不等的錨桿，錨桿之間的距離為標(biāo)準(zhǔn)間距。根據(jù)地下連續(xù)墻的特征，計(jì)算被動(dòng)土壓力，但是支護(hù)零點(diǎn)位置可能存在支護(hù)抵抗問(wèn)題；因此，需要確定基坑底面的距離，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)基坑荷載，完成綜合判斷，為基坑支護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

不同基坑開(kāi)挖工況往往會(huì)產(chǎn)生基坑彎矩，為了進(jìn)一步獲取準(zhǔn)確的基坑參數(shù)值，可以預(yù)先計(jì)算基坑界面剪力，取工況中的最大剪力值完成配筋計(jì)算，在布設(shè)錨桿時(shí)需要確定錨桿的軸向壓力值，該壓力值與水平分離相關(guān)，可以計(jì)算鋼錨桿的截面積，確定錨桿的自由長(zhǎng)度，完成錨桿的布設(shè)。

施工完地下連續(xù)墻后，施工鉆孔灌注樁和旋噴注樁，一般支護(hù)工程中，選取樁徑800 mm，樁間距950 mm作為標(biāo)準(zhǔn)高度，布設(shè)冠梁，計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的土體壓力，進(jìn)一步確定彎矩零點(diǎn)的位置，根據(jù)截面彎矩計(jì)算式計(jì)算嵌固深度，確定剪力數(shù)值，完成配筋計(jì)算。

為驗(yàn)證支護(hù)效果，采用加權(quán)平均法對(duì)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行了穩(wěn)定性評(píng)分，選取方案內(nèi)部存在的穩(wěn)定性因子，計(jì)算該穩(wěn)定因子的優(yōu)化比值，內(nèi)部的11個(gè)穩(wěn)定性因子的計(jì)算結(jié)果分別為：1.365、1.554、1203、1.465、1.208、1.147、1.564、1.645、1.654、1.545、1.265，均高于標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性系數(shù)1.000，證明穩(wěn)定性因子符合基坑支護(hù)要求，即設(shè)計(jì)的基坑支護(hù)優(yōu)化方案滿(mǎn)足基坑支護(hù)需求。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

某地下停車(chē)場(chǎng)屬于地鐵站的附屬停車(chē)場(chǎng)，停車(chē)場(chǎng)內(nèi)部地下區(qū)間長(zhǎng)度約為711.145 m，采用明挖法施工，內(nèi)部最大基坑寬度為14 m，深度超過(guò)15 m，整個(gè)施工區(qū)域地形起伏較大，內(nèi)部高程約為370 m，包括有一條排污渠。

施工區(qū)域內(nèi)部無(wú)地裂縫，因此在施工過(guò)程中無(wú)須考慮地裂縫對(duì)施工過(guò)程造成的綜合影響；但內(nèi)部存在濕陷性黃土、淤泥、人工填土、地震液化等不同程度的不良地質(zhì)，對(duì)后續(xù)的基坑支護(hù)工程造成影響，停車(chē)場(chǎng)內(nèi)部40 m深度內(nèi)一律填埋人工填土。場(chǎng)地巖土物理學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。

施工中采用本文上述基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。基坑側(cè)壁穩(wěn)定性系數(shù)與基坑實(shí)際穩(wěn)定性呈正相關(guān)

[G=S2D] （2）

式中：S為基坑穩(wěn)定差；D為基坑綜合穩(wěn)定權(quán)重。基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性系數(shù)越接近標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值1.0，表明其穩(wěn)定性越高，反之，其穩(wěn)定性較差。

該停車(chē)場(chǎng)施工中的水平位移最大值＜30 mm，采用高壓旋噴樁進(jìn)行土體加固，形成排樁，實(shí)現(xiàn)止水；搭建鋼板樁圍護(hù)墻，增加支護(hù)剛度；采用SMW工法施工地下連續(xù)墻，墻厚600、800 mm，完成基坑支護(hù)。

2.2 實(shí)施效果

計(jì)算本文設(shè)計(jì)的地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)和傳統(tǒng)的基坑支護(hù)技術(shù)不同支護(hù)區(qū)域的基坑側(cè)壁穩(wěn)定性系數(shù)。見(jiàn)表2。

由表2可知，本文設(shè)計(jì)的地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)基坑側(cè)壁穩(wěn)定性系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值1.0更擬合，其中最低穩(wěn)定性系數(shù)僅為0.913，傳統(tǒng)技術(shù)的最高穩(wěn)定性系數(shù)為0.789，本文技術(shù)的系數(shù)最趨近標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值1.0，傳統(tǒng)技術(shù)的值與1.0相差達(dá)到了0.211，相差太大；證明設(shè)計(jì)的基坑支護(hù)方法的支護(hù)效果較好，具有穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的地下建設(shè)越來(lái)越完善，停車(chē)場(chǎng)是地下建設(shè)的重要組成部分，為城市的發(fā)展和民眾的便捷出行，作出了突出的貢獻(xiàn)，但是停車(chē)場(chǎng)在施工時(shí)，存在基坑支護(hù)問(wèn)題影響施工穩(wěn)定性；通過(guò)實(shí)例分析可知，本文設(shè)計(jì)的地下停車(chē)場(chǎng)基坑支護(hù)技術(shù)的基坑側(cè)壁穩(wěn)定性系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值差異較低，證明其支護(hù)效果好，穩(wěn)定性強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

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