混凝土灌注樁支護結(jié)構(gòu)在軟土深基坑中的應(yīng)用

1、混凝土灌注樁支護結(jié)構(gòu)在軟土深基坑中的應(yīng)用摘要:結(jié)合丹東港翻車機深基坑工程，總結(jié)灌注樁在軟土深基坑支護中的應(yīng)用，根據(jù)工程實際情況，經(jīng)方案對比，采用混凝土灌注樁支護基坑和高壓旋噴樁止水帷幕止水，計算灌注樁樁嵌固深度，驗算其穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞:軟土、深基坑支護、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。本次翻車機房建筑面積4860m2，翻車機坑平面尺寸62.5x55.5m基坑開挖深度17m,地下三層。因基坑

2、基礎(chǔ)埋深較深 ,須采用有效的護坡措施?；又ёo平面如圖 1 所示。2 軟土深基坑工程的特點軟土一般是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積 ,含有機質(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特的特點:1)軟土的抗剪強度很低 ,基坑邊坡的自立能力低 ,使支護結(jié)構(gòu)體系承受荷載較大 ,需要強大的支護結(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 ,工程實踐中常有一些軟土基坑的圍護結(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)

3、境事故一般發(fā)生在軟土地區(qū)。本工程地處軟土地區(qū) ,在基坑支護設(shè)計中應(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。3 灌注樁支護設(shè)計灌注樁支護結(jié)構(gòu)是一種常見的支護結(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)到支護及降水的效果。3. 1 支護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?；又?/p>

4、護形式的選擇應(yīng)綜合考慮以上因素。1)采用樁錨支護形式 ,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 ,所以樁錨支護結(jié)構(gòu)在本工程中不適合。2)混凝土灌注懸臂樁支護結(jié)構(gòu),基坑深度 17m,已超過懸臂樁經(jīng)濟支護深度 ,根據(jù)工程實際情況 ,經(jīng)過方案比較 ,現(xiàn)擬采用混凝土灌注樁加4道腰梁支護基坑 ,樁徑 800mm、間距 1200mm,樁頂聯(lián)梁將護坡樁連接成一個整體。通過分析計算 ,驗證了此種支護方案的可行性。3. 2 土壓力計算基坑開挖深度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

5、=1/2 K0rh2式中:r 土的重度;h 基坑深度;K0靜止土壓力系數(shù);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)點假定為剛結(jié)點 ,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 ,開挖面以下將彎矩最大點考慮成固定端進行計算比較合理。應(yīng)用等值梁法計算樁的嵌固深度。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算支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的方法。計算得到混凝土灌注樁支護樁插入坑底深度10m,穩(wěn)定性驗算利用重力式擋土墻的方法進行支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算,即將前后排樁和樁間土結(jié)合為

6、一體計算。鋼筋混凝土重度=25kN/m3,應(yīng)用加權(quán)平均 ,樁土平均重度 =21.67kN/m3。穩(wěn)定性驗算主要包括抗傾覆穩(wěn)定驗算、抗滑動穩(wěn)定驗算、墻身截面強度驗算。采用理正基坑支護軟件進行穩(wěn)定性驗算?？箖A覆安全系數(shù) 1.5841.2抗隆起驗算安全系數(shù) Prandtl(普朗德爾)公式Ks = 1.579 1.1, Terzaghi(太沙基)公式Ks = 1.8091.15, 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)。支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足工程設(shè)計要求。由計算結(jié)果可以看出,灌注樁支護結(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800m

7、m、間距1200mm混凝土灌注樁支護基坑。4 基坑變形觀測基坑側(cè)壁的變形觀測是支護工程設(shè)計和施工的重要組成部分。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)、安全程度和支護效果 ,為設(shè)計和施工提供信息 ,以便隨時修改支護參數(shù)和施工方案。同時 ,測量控制還可以作為檢驗和評價邊壁最終穩(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 ,在基坑開挖階段持續(xù)進行跟蹤測量。從基坑變形結(jié)果來看 ,雙排樁支護結(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)計方案是合理的。5 結(jié)語本工程采用灌注樁支護形式 ,既保證了鄰近建筑物的安全 ,又縮短了工期 ,降低了工程造價。實踐證明 ,支護樁在基坑支護中具有位移小、彎矩小、工期快