深基坑支護設(shè)計與巖土勘探技術(shù)

時間:2022-04-24 04:04:00

導(dǎo)語:深基坑支護設(shè)計與巖土勘探技術(shù)一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

深基坑支護設(shè)計與巖土勘探技術(shù)

1軟質(zhì)巖石基坑工程的勘察要點

1.1勘察工作的布工原則

對于軟質(zhì)巖石基坑工程,勘察深度顯然不能以原來的條款作為依據(jù).筆者認為:勘察深度應(yīng)以滿足基坑側(cè)壁穩(wěn)定性評價、穩(wěn)定性計算及支護設(shè)計為前提,一般情況下,勘察深度可按開挖深度的,1.5~2倍考慮;若勘察范圍受到場地狹小限制,那么勘探點的布里宜采取盡可能利用場地條件的原則,并輔以開挖邊界以外的調(diào)查研究和資料搜集工作??辈焓侄我糟@探為主,并應(yīng)輔以工程地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)土工試驗等工作。

1.2巖土工程條件分析

應(yīng)提供地層結(jié)構(gòu)及分布特征、地質(zhì)剖面、地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標、水文地質(zhì)條件、場地水及巖土的腐蝕性等方面的資科,并應(yīng)進行適當分析。因為它們是進行支護方案選型及基坑穩(wěn)定性分析、內(nèi)力變形計算不可缺少的資料,所以這些資料必須完整、可靠。

1.3周圍環(huán)境分析

該項工作是選擇基坑支護方案、確定圍護結(jié)構(gòu)位移、基坑穩(wěn)定安全系數(shù)控制標準等工作的重要依據(jù)。應(yīng)從以下幾方面展開調(diào)查:①鄰近建(構(gòu))筑物情況,主要包括其分布情況、結(jié)構(gòu)形式及荷重、基礎(chǔ)類型及埋深、建筑紅線位置等;②周圍道路情況,主要包括其分布及距離、動荷載情況;③周圍管線、溝道情況,主要包括地下管道及電纜線、溝道等的構(gòu)造、埋深、位,及使用情況;④淺層地下障礙物情況。

1.4基坑邊坡穩(wěn)定性評價

評價工作宜從巖土工程內(nèi)因和工程環(huán)境外因兩方面考慮,一般情況下,兩方面缺一不可。巖土工程內(nèi)因的評價內(nèi)容主要包括地層結(jié)構(gòu)及分布特征、水文地質(zhì)條件、基坑側(cè)壁巖石風(fēng)化及軟化程度、巖石節(jié)理裂隙發(fā)育程度及其產(chǎn)狀要素、危險滑動面的分布及其產(chǎn)狀要素、軟弱夾層的產(chǎn)狀要素和厚度、巖石開挖暴露與浸水時的抗風(fēng)化及抗軟化能力等方面;工程環(huán)境外因的評價內(nèi)容主要包括周圍環(huán)境的不利因子分析、潛在動荷載及外來水體的誘發(fā)邊坡失穩(wěn)分析等。

2工程實例

2.1工程概況

某項目為擴建改造工程,場地狹小,尤其是翻車機室~2#轉(zhuǎn)運站之間更為突出,如圖1所示,該段輸煤系統(tǒng)平面布置形態(tài)呈L型,設(shè)計采用現(xiàn)澆混凝土箱型基礎(chǔ),場地零米標高為83.1rn,基礎(chǔ)埋深一16.4—17.0m,翻車機室1#轉(zhuǎn)運站總長近90m,寬近25m,1#轉(zhuǎn)運站~2#轉(zhuǎn)運站總長近40m,寬近17m。另外,擬建場地分布的巖石陡坎項部高程一般在89.00~93.00m之間,坎下地面標高一般在83.00m左右,由于地面起伏較大,基坑開挖將形成高達16~26m的基坑邊坡。

2.2巖土工程條件

擬建場地地層結(jié)構(gòu)簡單,地表淺部分布有①雜填土層厚為0.4~2.0m,其下主要由第三系新統(tǒng)潞王墳組上段的⑦層泥灰?guī)r和潞王墳組下段的⑨層砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、泥巖等軟質(zhì)巖石組成。⑦層為強風(fēng)化泥灰?guī)r,層理不明顯、節(jié)理裂除不甚發(fā)育,抗軟化、抗風(fēng)化能力較差,層底標離81.0~85.0m;⑨層上部為強風(fēng)化的⑨亞層,長期受水漫泡,強度明顯降低,用手可輕易折斷、捏碎、用力可捏成團,間夾較硬的細砂巖,呈現(xiàn)軟硬交錯狀,層厚4.5~10.0m,層底標高73.8~79.3m;⑨亞層向下漸變?yōu)橹械蕊L(fēng)化層,巖層產(chǎn)狀近于水平,膠結(jié)較差,裂隙、孔隙不發(fā)育,在外露時易風(fēng)化,浸水時易軟化,其巖性類別交錯變化頻繁,局部夾較硬的細砂巖、礫巖夾層或透鏡體,揭露厚度大于26m地下水為基巖裂隙水,水位起伏較大,其項面標高一般在77.8~81.4m之間,而某工程圍墻外的地下水位頂面標高在85.0m左右,地下水位表現(xiàn)出西高東低的特點。⑨層及⑨一亞層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標見表1。

2.3⑨層及⑨亞層地基土的工程特性評價

根據(jù)其巖性特點,依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GBS0021~2001附錄A,可將易⑨層上部的⑨I¨亞層定性判定為極軟巖,遭層可定性判定為軟巖。同時,由巖石試驗報告可知,⑨層的軟化系數(shù)多在0.41~0.47之間,飽和抗壓強度多在522~828MPa之間;⑨一,亞層的軟化系數(shù)多在038~0.42之間,飽和抗壓強度多在421~5.57MPa之間,因此,按《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021~2001第31212第31214條款,可將⑨層定盆評價為軟巖,遭⑨一,亞層則為極軟巖。因此,綜合定性、定最評價成果,將⑨層綜合判定為軟巖,⑨亞層綜合判定為極軟巖。

2.4誘發(fā)甚坑邊坡失穩(wěn)因素分析

(1)巖土工程方面的不利因素主要有:⑦層頂部有2~3m厚的泥灰?guī)r,其巖性較脆,節(jié)理、裂隙發(fā)育,被切割的巖塊在重力作用下易失穩(wěn)滾落或塌滑;⑦層底部巖層和⑨層、⑨一亞層的抗軟化、抗風(fēng)化能力較差,尤其是⑨亞層結(jié)構(gòu)不甚致密,其中還夾有較松軟的土狀軟弱薄夾層,加之富含基巖裂隙水,⑨一亞層已被長期浸泡軟化,成為基坑邊坡潛在的危險滑動面;設(shè)計初定基礎(chǔ)埋深大于地下水位埋深,基巖裂隙水成為基坑邊坡失穩(wěn)的誘滑因素,將加劇基坑邊坡失穩(wěn),甚至發(fā)生突發(fā)性滑坡。

(2)工程環(huán)境方面的不利因素主要有:新建翻車機室基礎(chǔ)埋深比老廠翻車機室基底深3.7m,兩個翻車機室基礎(chǔ)之間的水平距離僅5m,加之老廠翻車機室的基坑回填土密實性較差,這對基坑?xùn)|側(cè)邊坡的穩(wěn)定性將造成不利影響;擬建翻車機室~1#轉(zhuǎn)運站西側(cè)10.0~30.0m范圍內(nèi),分布有一條公路、老廠排水渠、水泥廠鐵路專運線和貨場,潛在動荷載及老廠排水渠的滲漏因素將加劇基坑西側(cè)邊坡的失穩(wěn);擬建1社轉(zhuǎn)運站~2#轉(zhuǎn)運站北側(cè)約15m處建有老廠二級灰渣泵房和濃縮池,這對基坑?xùn)|側(cè)邊坡的穩(wěn)定性將造成不利影響。

2.5基坑支護方案選型

根據(jù)工程特征、場地周圍環(huán)境特點及巖土工程勘察報告,基坑A、B、C、D、H邊坡需采取適宜的支護措施,而E、F、G、l邊坡附近場地較開闊,具備放坡條件,可按巖體邊坡容許坡度值(高寬比)放坡開挖:坡高在8m以內(nèi)宜按1:0.75~1:1.00考慮,坡高8-15m宜按,:1.00~1:1.25考慮,坡高15~30m宜按1:1.25~1:1.75考慮。該項目具有工程環(huán)跪要求較高、開挖深度大、基坑邊坡高度達l6~26m等特點,按照類似工程經(jīng)驗及各支護結(jié)構(gòu)形式的適用條件分析,本工程可采用錨噴網(wǎng)、土釘墻、護坡灌注樁等支護結(jié)構(gòu)形式,但考慮到基坑A、B、c、D、H邊坡的放坡條件有限、對周圍建(構(gòu))筑物的保護必須萬無一失,以及D邊坡上部巖土體較破碎等因素,同時還結(jié)合計算類比和技術(shù)經(jīng)濟綜合比較,最后確定A、B、C、H邊坡采用錨噴網(wǎng)支護;D邊坡采用排樁一錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護,其上部邊坡采用錨噴網(wǎng)支護,下部邊坡采用鉆孔灌注護坡樁并結(jié)合樁問預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合支護,樁頂設(shè)置鋼筋混凝士圈梁(也稱冠梁)?;又ёo平面布置示意圖見圖1。

2.6基坑支護設(shè)計

2.6.1基坑D段邊坡排樁——錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護設(shè)計

(1)上部邊坡錨噴網(wǎng)支護。錨桿參數(shù):錨桿孔用人工或機械成孔,孔徑100ram,水平傾角為8~16。,依實際情況和需要調(diào)整,采用梅花型布置。錨桿材料采用+22螺紋鋼筋,水平間距1.2m,垂直間距1.2m,長度9m。水泥漿:錨桿孔內(nèi)壓力注漿,水泥采用P.0.32.5級水泥,水灰比O.45~0.6,注漿壓力0.4~0.6MPa;加強筋:材料采用中12鋼筋,菱形布置在錨桿上;鋼筋網(wǎng):材料采用由6.5鋼筋,間距250mmx250mm;噴射混凝土:水泥采用P.0.32.5級水泥,強度C20,厚度100mm。

(2)樁問預(yù)應(yīng)力錨桿。錨桿參數(shù):錨桿孔用人工或機械成孔,孔徑,150mm,水平傾角為l5。,采用矩形布置。錨桿材料采用2+25螺紋鋼筋,水平間距1.5m,垂直間距3.0m,長度18m;水泥漿:錨桿孔內(nèi)壓力注漿,水泥采用P.0.32.5級水泥,水灰比0.45…06注槳壓力0.4~0.6MPa;錨桿與樁連接采用枯鋼腰梁和高強度螺栓;當漿體強度達到70%后可施加預(yù)應(yīng)力,施加預(yù)應(yīng)力均為100kN;要求樁問預(yù)應(yīng)力錨桿極限抗拔力為300kN,設(shè)計抗拔力200kN,正式施工前先做一組(3根)試驗錨桿。

2.6.2施工過程應(yīng)注意事項

(1)施工前應(yīng)詳細調(diào)查、分析場地周圍環(huán)境狀況,避免盲目施工引發(fā)不安全事故;

(2)基坑開挖、支護順序合理,一般宜先施工護坡樁,后按分層放坡開挖、分步支護要求,安排合理的挖土、支護工序,保證支護作業(yè)及時跟進土方開挖,避免隨意超挖、欠挖,以及坡面暴露時間過長現(xiàn)象發(fā)生:

(3)基坑開挖時,應(yīng)考慮適宜的施工降、排水措施,并且在施工期間,應(yīng)在基坑上部及內(nèi)部修建截、排水溝,禁止雨水流入基坑,對滲入的水體必須及時排出;

(4)開挖土體必須及時運走,坑周嚴禁堆載;

(5)在正式施工前,錨桿的現(xiàn)場抗拔試驗必不可少,一般情況下,每組試驗錨桿應(yīng)保證3根,施加的最大荷載宜為錨桿工作狀態(tài)設(shè)計拉力的1.2~1.3倍;

(6)在施工護坡樁、冠梁、錨噴網(wǎng)及預(yù)應(yīng)力錨桿等支護結(jié)構(gòu)時,施工工序、技術(shù)及質(zhì)量要求、安全措施和工程驗收等方面必須按設(shè)計和施工組織文件要求執(zhí)行;

(7)機械開挖到離基底標高300mm后改用人工開挖,確保基底原狀地基土不被擾動;

(8)基坑開挖、支護及后續(xù)地下工程施工、基坑回填過程中,宜進行必要的監(jiān)測,并采取必要的監(jiān)控報普措施,發(fā)現(xiàn)坡體及周邊建筑物出現(xiàn)異常變形時,必須立即停止施工,查清原岡并采取有效措施后方可繼續(xù)施工。

3結(jié)論

在軟質(zhì)巖石基坑工程勘察前,必須初步了解場地周圍環(huán)境條件,搜集足夠的區(qū)域地質(zhì)資料,然后根據(jù)已掌握的信息,按照軟質(zhì)巖石基坑工程的勘察要點布置工作量,但不能只在劃定的建筑物輪廓線以內(nèi)開展勘探工作,還應(yīng)對周邊環(huán)境進行詳細的調(diào)查了解。支護方案確定后,應(yīng)在施工前編制詳細的施工組織計劃,務(wù)必使基坑開挖和支護順序安排合理,還需對施工中應(yīng)注意事項進行重點分析,避免突發(fā)性不安全事故發(fā)生。