混凝土灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土深基坑中的應(yīng)用

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1、混凝土灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土深基坑中的應(yīng)用摘　要:結(jié)合丹東港翻車機(jī)深基坑工程，總結(jié)灌注樁在軟土深基坑支護(hù)中的應(yīng)用，根據(jù)工程實(shí)際情況，經(jīng)方案對比，采用混凝土灌注樁支護(hù)基坑和高壓旋噴樁止水帷幕止水，計(jì)算灌注樁樁嵌固深度，驗(yàn)算其穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞:軟土、深基坑支護(hù)、灌注樁、旋噴樁。1工程概況丹東港5萬噸級散貨泊位工程，地處丹東港位于遼東半島東北部，鴨綠江入?？谖靼?，南臨黃海、毗鄰大連，東與朝鮮半島隔江相望，是我國東北東部地區(qū)發(fā)展國際、國內(nèi)貿(mào)易合理便捷的海上通道，也是我國大陸海岸線最東端的國際貿(mào)易商港。本次翻車機(jī)房建筑面積4860m2，翻車機(jī)坑平面尺寸62.5x55.5m基坑開挖深度17m,地下三層。因基

2、坑基礎(chǔ)埋深較深,須采用有效的護(hù)坡措施?；又ёo(hù)平面如圖1所示。1軟土深基坑工程的特點(diǎn)軟土一般是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,含有機(jī)質(zhì),天然孔隙比不小于1.0,且天然含水量大于液限的細(xì)粒土,包括淤泥、淤泥質(zhì)土(淤泥質(zhì)粘性土、粉土)、泥炭和泥炭質(zhì)土、飽和粘性土等。由于軟土的特殊性,使軟土深基坑工程具有自身獨(dú)特的特點(diǎn):1)軟土的抗剪強(qiáng)度很低,基坑邊坡的自立能力低,使支護(hù)結(jié)構(gòu)體系承受荷載較大,需要強(qiáng)大的支護(hù)結(jié)構(gòu)。2)由于軟土的變形大,使軟土基坑的開挖變形也非常大,工程實(shí)踐中常有一些軟土基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移達(dá)十幾甚至幾十厘米,這使開挖引起的環(huán)境破壞后果更嚴(yán)重,重大工程環(huán)境事故一般發(fā)生在軟土地區(qū)。本工

3、程地處軟土地區(qū),在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分重視軟土地區(qū)的工程特性,以減少事故發(fā)生的可能性。2灌注樁支護(hù)設(shè)計(jì)灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種常見的支護(hù)結(jié)構(gòu),它是由鋼筋混凝土灌注樁以及在樁頂?shù)膲喉斄汉脱盒纬傻闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度,可以有效地限制支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形,與高壓旋噴樁止水帷幕配合能達(dá)到支護(hù)及降水的效果。3.1支護(hù)形式的確定擬開挖基坑處于遼河平原沖海積三角洲軟土地區(qū),軟土具有特殊的工程特性—高壓縮性、低強(qiáng)度、流變效應(yīng)明顯等性質(zhì);基坑與周圍建筑物、道路相鄰很近,無放坡空間,為保證鄰近建筑物、道路的安全和正常使用,需垂直開挖基坑。基坑支護(hù)形式的選擇應(yīng)綜合考慮以上因素。1)采用樁錨支護(hù)形式

4、,一方面在軟土地區(qū)施工有難度,另一方面基坑周圍是已打入的棧橋基礎(chǔ)樁,施工復(fù)雜,工期較長,而該工程工期較緊,所以樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)在本工程中不適合。2)混凝土灌注懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu),基坑深度17m,已超過懸臂樁經(jīng)濟(jì)支護(hù)深度,根據(jù)工程實(shí)際情況,經(jīng)過方案比較,現(xiàn)擬采用混凝土灌注樁加4道腰梁支護(hù)基坑,樁徑800mm、間距1200mm,樁頂聯(lián)梁將護(hù)坡樁連接成一個整體。通過分析計(jì)算,驗(yàn)證了此種支護(hù)方案的可行性。3.2土壓力計(jì)算基坑開挖深度17m,基坑降水后地下水位標(biāo)高取為-20.0m。對粘性土,采用水土壓力合算。靜止土壓力為:e0=1/2K0rh2式中:r———土的重度;h———基坑深度;K0———靜止土壓力系數(shù)

5、;3.3　嵌固深度的確定灌注樁在樁頂架設(shè)連梁與腰梁共同作用,樁頂梁與樁的連接為剛性連接,節(jié)點(diǎn)假定為剛結(jié)點(diǎn),在受力過程中樁與連梁之間的垂直角度始終不變?？梢约俣ㄩ_挖面以下一定位置處考慮成固定端,然后用結(jié)構(gòu)力學(xué)知識分析求解內(nèi)力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),開挖面以下將彎矩最大點(diǎn)考慮成固定端進(jìn)行計(jì)算比較合理。應(yīng)用等值梁法計(jì)算樁的嵌固深度。等值梁法是當(dāng)前我國工程界中應(yīng)用最廣泛的一種用以計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法。計(jì)算得到混凝土灌注樁支護(hù)樁插入坑底深度10m,穩(wěn)定性驗(yàn)算利用重力式擋土墻的方法進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算,即將前后排樁和樁間土結(jié)合為一體計(jì)算。鋼筋混凝土重度γ=25kN/m3,應(yīng)用加權(quán)平均,樁土平均重度γ′=21.6

6、7kN/m3。穩(wěn)定性驗(yàn)算主要包括抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算、抗滑動穩(wěn)定驗(yàn)算、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算。采用理正基坑支護(hù)軟件進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算?？箖A覆安全系數(shù)1.584≥1.2抗隆起驗(yàn)算安全系數(shù)Prandtl(普朗德爾)公式Ks=1.579≥1.1,Terzaghi(太沙基)公式Ks=1.809≥1.15,滿足規(guī)范要求,最大剪應(yīng)力780.34(kN),混凝土灌注樁承受的最大抗剪應(yīng)力975.43(kN)。支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足工程設(shè)計(jì)要求。由計(jì)算結(jié)果可以看出,灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度滿足基坑穩(wěn)定性要求,故在本工程中,采用直徑800mm、間距1200mm混凝土灌注樁支護(hù)基坑。1基坑變形觀測基坑側(cè)壁的變形觀測是支護(hù)工程設(shè)計(jì)和施

7、工的重要組成部分。通過現(xiàn)場施工中對基坑邊壁變形的觀測,可及時掌握邊壁的穩(wěn)定狀態(tài)、安全程度和支護(hù)效果,為設(shè)計(jì)和施工提供信息,以便隨時修改支護(hù)參數(shù)和施工方案。同時,測量控制還可以作為檢驗(yàn)和評價邊壁最終穩(wěn)定性的依據(jù)。本次基坑變形觀測在樁頂梁上布置4個變形觀測點(diǎn),在基坑開挖階段持續(xù)進(jìn)行跟蹤測量。從基坑變形結(jié)果來看,雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,樁頂位移小,證明這種結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的,設(shè)計(jì)方案是合理的。1結(jié)語本工程采用灌注樁支護(hù)形式,