某工程,位于天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)西區(qū)。本工程為下料中心車間的基坑支護(hù)。
下料中心地下結(jié)構(gòu)基坑開挖深度6.10m,基坑開挖總周長約185m,開挖面積1200m2。
二、 周邊環(huán)境
下料中心基坑?xùn)|側(cè)距離紅線約30m,北側(cè)距紅線約30m;西、南側(cè)分別為擬建的售后中心和物流中心和分裝車間,距離基坑邊線最近約60m。
基坑場地周邊環(huán)境空曠,下料中心基坑的北、西和南側(cè)場地地坪樁已經(jīng)完成,地坪樁樁頂標(biāo)高-0.650m,距離基坑邊線最近的地坪樁約1m。
三、 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況
3.1 場地地層
本基坑工程影響范圍內(nèi)土層主要為表層人工填土、第四系全新統(tǒng)及上更新統(tǒng)的河流相、濱海相及淺海相交互沉積的一套粘性土的沉積地層。場地現(xiàn)地坪高程+3.000m,擬建建筑物±0.000相當(dāng)于大沽高程+3.600m。
1、人工填土層(Q4ml)
填土(地層編號⑴):呈灰色、黃褐色,松散狀態(tài),以可塑~軟塑狀粉質(zhì)粘土為主,含磚塊、砼塊、廢水泥土樁段、白灰渣等雜物,含量變化較大。該填土層填筑時間約1年,土質(zhì)結(jié)構(gòu)性和均勻性均較差。層厚0.70~5.10m,層底標(biāo)高-1.97~2.43m。
2、全新統(tǒng)上組陸相沖積層(Q43al)
粉質(zhì)粘土(地層編號⑵):呈黃褐色~灰黃色,軟塑狀態(tài)為主,局部呈可塑狀態(tài),無層理,土質(zhì)不均,含少量銹斑,屬中~高壓縮性土。該層大部分地段缺失,層厚0.20~2.90m,層底標(biāo)高-1.05~0.32m。
3、全新統(tǒng)中組海相沉積層(Q42m)
該層從上而下可分為2個亞層。
第一亞層,粉質(zhì)粘土(地層編號(3-1)):呈灰色,流塑~軟塑狀態(tài),有層理,土質(zhì)不均,砂粘混雜,含貝屑,夾淤泥質(zhì)土,屬中~高壓縮性土。層厚7.20~11.90m,層底標(biāo)高-12.12~-8.73m。
第一亞層夾層,粉質(zhì)粘土(地層編號(3-1a)):呈灰色,軟塑~可塑狀態(tài),有層理,土質(zhì)不均,砂粘混雜,含貝屑,夾粉土及粉砂層。屬中壓縮性土。層厚0.50~3.00m,層底標(biāo)高-7.51~-4.15m。
第二亞層,粉質(zhì)粘土(地層編號(3-2)):呈灰色,軟塑~可塑狀態(tài),有層理,含貝殼,夾粉土及粉砂層。屬中壓縮性土。層厚2.30~6.20m,層底標(biāo)高-16.09~-12.84m。
4、全新統(tǒng)下組陸(沼澤)相沉積層(Q41h)
粉質(zhì)粘土(地層編號⑷):灰白色、灰黃色,軟塑~可塑狀態(tài),土質(zhì)不均,粘性較大。該層頂部多分布0.1~0.3m灰黑色泥炭層。屬中壓縮性土。層厚0.60~4.10m,層底標(biāo)高-18.61~-15.25m。
3.2 土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)
根據(jù)場地巖土工程勘察報告提供地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計值,土性參數(shù)詳見表2。
3.3 水文地質(zhì)概況
本場地表層地下水屬潛水類型,勘察期間地下水穩(wěn)定水位埋深約在0.6~2.7m左右,相應(yīng)標(biāo)高在0.37~2.80m左右,地下水位年變幅在0.50~1.00m左右?辈靾蟾嫣峁└魍翆訚B透性指標(biāo)試驗結(jié)果如表2所示。
四、 設(shè)計方案對比
1.設(shè)計依據(jù)
a.《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程》DB 29-202-2010
b.《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ 120-2012
c.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007-2011
d.《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50202-2002
e.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010
2.支護(hù)設(shè)計計算對比
2.1.基坑支護(hù)設(shè)計技術(shù)方案對比
A、灌注樁基坑支護(hù)設(shè)計方案計算書:
計算書:358鉆孔下料中心d600排樁
[ 支護(hù)方案 ]
排樁支護(hù)
計算方法:瑞典條分法
應(yīng)力狀態(tài):總應(yīng)力法
條分法中的土條寬度: 0.40m
滑裂面數(shù)據(jù)
整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 1.310
圓弧半徑(m) R = 15.579
圓心坐標(biāo)X(m) X = -0.915
圓心坐標(biāo)Y(m) Y = 7.505
[ 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 ]
抗傾覆安全系數(shù):
Mp——被動土壓力及支點力對樁底的抗傾覆彎矩, 對于內(nèi)支撐支點力由內(nèi)支撐抗壓力
決定;對于錨桿或錨索,支點力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。
Ma——主動土壓力對樁底的傾覆彎矩。
注意:錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。
1) 從支護(hù)底部開始,逐層驗算抗隆起穩(wěn)定性,結(jié)果如下:
支護(hù)底部,驗算抗隆起:
Ks = 2.118 ≥ 1.600,抗隆起穩(wěn)定性滿足。
[ 嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗算 ]
工況1:
Ps = 195.942 ≤ Ep = 1849.098,土反力滿足要求。
工況2:
Ps = 195.942 ≤ Ep = 1849.098,土反力滿足要求。
工況3:
Ps = 540.968 ≤ Ep = 843.013,土反力滿足要求。
工況4:
Ps = 540.968 ≤ Ep = 843.013,土反力滿足要求。
工況5:
Ps = 466.294 ≤ Ep = 843.013,土反力滿足要求。
式中:
Ps為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力(kN);
Ep為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動土壓力合力(kN)。
B、矩形樁基坑支護(hù)設(shè)計方案:
矩形樁-358鉆孔
[ 支護(hù)方案 ]
排樁支護(hù)
計算方法:瑞典條分法
應(yīng)力狀態(tài):總應(yīng)力法
條分法中的土條寬度: 0.40m
滑裂面數(shù)據(jù)
整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks = 1.432
圓弧半徑(m) R = 16.778
圓心坐標(biāo)X(m) X = -1.192
圓心坐標(biāo)Y(m) Y = 7.792
[ 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 ]
抗傾覆安全系數(shù):
[ 嵌固段基坑內(nèi)側(cè)土反力驗算 ]
工況1:
Ps = 106.662 ≤ Ep = 1373.428,土反力滿足要求。
工況2:
Ps = 106.662 ≤ Ep = 1373.428,土反力滿足要求。
工況3:
Ps = 366.722 ≤ Ep = 650.922,土反力滿足要求。
工況4:
Ps = 366.722 ≤ Ep = 650.922,土反力滿足要求。
工況5:
Ps = 310.161 ≤ Ep = 650.922,土反力滿足要求。
式中:
Ps為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的基坑內(nèi)側(cè)土反力合力(kN);
Ep為作用在擋土構(gòu)件嵌固段上的被動土壓力合力(kN)。
3.支護(hù)設(shè)計計算對比結(jié)果
綜合以上計算結(jié)果,認(rèn)為在軟土地區(qū)一定條件下可以使用矩形樁代替灌注樁基坑支護(hù)設(shè)計。