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[摘 要] 基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。基坑支护体系是临时结构,它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。本文基于河池市经济适用房建设,对其深基坑工程稳定性进行了详细分析。
[关键词] 河池市 经济适用房 稳定性 深基坑
根据《国务院关于促进房地产市场持续健康发展的通知》(国发[2003]18号)、《广西壮族自治区人民政府关于印发广西壮族自治区经济适用住房管理暂行办法的通知》(桂政发[2004]23号)精神,为进一步改善中低收入家庭的居住条件,规范经济适用住房管理,加快经济适用住房建设,促进国民经济发展,实现全面建设小康社会的目标,广西壮族自治区河池市按照《河池市中心城区住房建设计划》的安排,在中心城区分两类实施经济适用住房项目建设,一类是面向社会公开销售的经济适用住房项目,另一类是由住房困难户较多的企业利用自有土地以集资合作建房的方式进行定向销售的经濟适用住房项目。其中,开工建设公开销售经济适用住房项目一项,项目规划总占地面积13902平方米,建筑面积5.2万平方米,计670套经济适用住房。该项目分两期实施,在2008年已经实施一期工程,建成了300套经济适用住房,总投资2500万元。由于河池市山多地少的特殊地形,根据建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。本文基于此,对河池市经济适用房的深基坑工程稳定性进行了初步探讨。
1、工程概况
1.1基坑工程特点
1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。
2)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异,基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜。
3)基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
4)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
5)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。
1.2经济适用房的地质参数
根据经济适用房岩土工程勘察报告所提供的场地工程地质情况,取了以下数据进行了支护设计,其具体数据见表1。
1.3基坑支护方案
预应力锚杆抗滑桩是一种新型的抗滑结构,由于其受力较一般的悬臂式抗滑桩合理,并可节省造价,因此在铁路、公路及房屋建造工程中的高填深挖或深基坑支护、滑坡整治中获得了广泛的应用。
1.3.1抗滑桩
抗滑桩是一种穿越滑体并在滑床的一定深度处锚固的构筑物,上部的滑坡推力作用通过抗滑桩传到稳定的滑床,达到整治滑坡的目的,是滑坡治理中常用的技术措施之一。利用抗滑桩支护具有很多优点:能充分发挥抗滑材料的强度,安全可靠,施工方便以及布桩灵活等。如表2所示。
1.3.2锚杆
预应力锚杆是一种细长的受拉杆件系统;柔度较大,它与岩土体共同作用来发挥其强度,具有随机性强、施工快捷灵活经济性好等优点。其具体数据如表3所示。
2、稳定性分析
基坑工程除了既可能发生强度的破坏,也可能由于各种原因而发生稳定性破坏。整体稳定性破坏是一种很比较严重的破坏,往往导致坑壁整体坍塌。在预应力锚杆支护结构计算中,整体稳定分析是一项很重要的内容,为了使锚杆锚固段处于稳定的岩体或土体中,必须进行整体稳定性验算。
2.1稳定性计算方法
目前边坡稳定分析方法都是建立在极限平衡理论基础之上的,并且大多数都是采用刚体极限平衡法,这些方法简单易行,但是它却没有考虑到岩体的应力和应变的关系,显然这种方法与实际是不符合的。在计算中土条的宽带为0.40m,应力状态为总应力法;滑裂面数据有以下:整体稳定安全系数Ks=1.285,圆弧半径R= 21.617m,圆心坐标X=0.797m,圆心坐标Y=13.617m。
2.2抗倾覆稳定性验算
式中:Mp--被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma--主动土压力对桩底的弯矩;其计算结果为:
满足规范要求。
3、地表沉降计算
抗滑桩锚杆支护后,经过计算得出地表沉降曲线,如图所示,其抛物线法结果的最大沉降量为15mm,三角形法的最大沉降量为20mm,指数法的最大沉降量为30mm。
4、结论
预应力锚杆抗滑桩能反映出工程实际情况,通过极限平衡法——广义条分法进行了稳定性的验算,包括抗倾覆稳定性验算和抗隆起的验算。其中抗隆起验算采用了两种方法进行了计算,用普朗德尔公式计算的安全系数Ks=2.114>1.1,太沙基公式计算的安全系数为Ks=2.392>1.15,两种计算公式都满足规范要求。由此可以预见,广义条分法是一种比较合理的稳定性计算方法,应该大力的推广和应用于基坑工程中。
参 考 文 献
[1] 刘小丽等.预应力锚索抗滑桩的动态设计法.[J]西南交通大学学报,2002;37(5):491-495
[2] 方从严等.锚杆加固机制的试验研究现状.[J]河海大学学报(自然科学版),2005;33(6):696–700■
[关键词] 河池市 经济适用房 稳定性 深基坑
根据《国务院关于促进房地产市场持续健康发展的通知》(国发[2003]18号)、《广西壮族自治区人民政府关于印发广西壮族自治区经济适用住房管理暂行办法的通知》(桂政发[2004]23号)精神,为进一步改善中低收入家庭的居住条件,规范经济适用住房管理,加快经济适用住房建设,促进国民经济发展,实现全面建设小康社会的目标,广西壮族自治区河池市按照《河池市中心城区住房建设计划》的安排,在中心城区分两类实施经济适用住房项目建设,一类是面向社会公开销售的经济适用住房项目,另一类是由住房困难户较多的企业利用自有土地以集资合作建房的方式进行定向销售的经濟适用住房项目。其中,开工建设公开销售经济适用住房项目一项,项目规划总占地面积13902平方米,建筑面积5.2万平方米,计670套经济适用住房。该项目分两期实施,在2008年已经实施一期工程,建成了300套经济适用住房,总投资2500万元。由于河池市山多地少的特殊地形,根据建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。本文基于此,对河池市经济适用房的深基坑工程稳定性进行了初步探讨。
1、工程概况
1.1基坑工程特点
1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。
2)基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异,基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜。
3)基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
4)基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
5)基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中,应加强监测,力求实行信息化施工。
1.2经济适用房的地质参数
根据经济适用房岩土工程勘察报告所提供的场地工程地质情况,取了以下数据进行了支护设计,其具体数据见表1。
1.3基坑支护方案
预应力锚杆抗滑桩是一种新型的抗滑结构,由于其受力较一般的悬臂式抗滑桩合理,并可节省造价,因此在铁路、公路及房屋建造工程中的高填深挖或深基坑支护、滑坡整治中获得了广泛的应用。
1.3.1抗滑桩
抗滑桩是一种穿越滑体并在滑床的一定深度处锚固的构筑物,上部的滑坡推力作用通过抗滑桩传到稳定的滑床,达到整治滑坡的目的,是滑坡治理中常用的技术措施之一。利用抗滑桩支护具有很多优点:能充分发挥抗滑材料的强度,安全可靠,施工方便以及布桩灵活等。如表2所示。
1.3.2锚杆
预应力锚杆是一种细长的受拉杆件系统;柔度较大,它与岩土体共同作用来发挥其强度,具有随机性强、施工快捷灵活经济性好等优点。其具体数据如表3所示。
2、稳定性分析
基坑工程除了既可能发生强度的破坏,也可能由于各种原因而发生稳定性破坏。整体稳定性破坏是一种很比较严重的破坏,往往导致坑壁整体坍塌。在预应力锚杆支护结构计算中,整体稳定分析是一项很重要的内容,为了使锚杆锚固段处于稳定的岩体或土体中,必须进行整体稳定性验算。
2.1稳定性计算方法
目前边坡稳定分析方法都是建立在极限平衡理论基础之上的,并且大多数都是采用刚体极限平衡法,这些方法简单易行,但是它却没有考虑到岩体的应力和应变的关系,显然这种方法与实际是不符合的。在计算中土条的宽带为0.40m,应力状态为总应力法;滑裂面数据有以下:整体稳定安全系数Ks=1.285,圆弧半径R= 21.617m,圆心坐标X=0.797m,圆心坐标Y=13.617m。
2.2抗倾覆稳定性验算
式中:Mp--被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma--主动土压力对桩底的弯矩;其计算结果为:
满足规范要求。
3、地表沉降计算
抗滑桩锚杆支护后,经过计算得出地表沉降曲线,如图所示,其抛物线法结果的最大沉降量为15mm,三角形法的最大沉降量为20mm,指数法的最大沉降量为30mm。
4、结论
预应力锚杆抗滑桩能反映出工程实际情况,通过极限平衡法——广义条分法进行了稳定性的验算,包括抗倾覆稳定性验算和抗隆起的验算。其中抗隆起验算采用了两种方法进行了计算,用普朗德尔公式计算的安全系数Ks=2.114>1.1,太沙基公式计算的安全系数为Ks=2.392>1.15,两种计算公式都满足规范要求。由此可以预见,广义条分法是一种比较合理的稳定性计算方法,应该大力的推广和应用于基坑工程中。
参 考 文 献
[1] 刘小丽等.预应力锚索抗滑桩的动态设计法.[J]西南交通大学学报,2002;37(5):491-495
[2] 方从严等.锚杆加固机制的试验研究现状.[J]河海大学学报(自然科学版),2005;33(6):696–700■