(二)基坑支护的设计
深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。土压力参数:主要是抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容重)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容重γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应力法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法适用于砂层。
本工程的灌注桩后是滨江路,基坑在河中间,虽然上、下游围堰后有集水坑,但不能保证在任何情况下灌注桩后无水,故土压力计算采用最不利情况,即灌注桩后的土中有地下水的情况。地下水位高程取基底138.3m到145m平台高差的2/3为142.77m。灌注桩采用φ500mm,排桩间距为1400mm,前后排桩排距为2000mm,桩长分别为12.5m、11.5m、10.5m。混凝土采用C25。高压旋喷桩桩径φ800mm,搭接长度200mm。钢筋砼压顶梁宽700mm,高500mm,混凝土采用C25。在计算三排桩围护结构时,首先必须确定土压力分布情况及嵌固端位置。本工程的土压力作用于前后三根灌注桩的压力按1:1:1的比例来分配,嵌固端位置采用经验值即开挖面以下1/3~1/5开挖深度的最大值1/3约 2200mm。由此来算出挡土的高度为6700mm+2200mm=8900mm。据此算出土压力。把土压力平均分配到前后三根灌注桩组成的刚架中,如图3:
灌注桩插入深度的计算:只取单根桩来计算。采用静力平衡法来计算。根据布鲁姆法来进行简化。算得灌注桩插入深度为7.3米。
高压旋喷桩的深度计算:高压旋喷桩有两种作用,一种是防止流土出现,另一种是阻止或减少坑外地下水由于基坑的土层为细砂、粉砂容易产生形成流土的条件,危害基坑的安全。故须进行流土条件的验算。
地下水渗流的水力坡降i=h/L
式中:h———坑内处水位差
L———流线总长度
按流砂定义,当渗透压力γ水i=土的浮容重γ土时将出现流砂,此时的水力坡降称为临界水力坡降i临界=γ土/Fsγ水Fs安全系数一般取1.5~2.0当i<i临界时满足要求。
四、结 语
1.采用门架式维护结构坑内范围内无支撑,对于基坑开挖施工带来很大方便。
2.结合高压旋喷桩在砂质层中起到固结桩脚和阻隔水流的作用,在旋喷桩施工过程中应严格控制桩位、水泥浆的水灰比以及桩位提升速度。
3.三排桩门架式刚架围护结构体系具有很大的抗侧刚度,受力合理、位移变形少,适用于深基坑开挖支护。
4.本支护系统在本工程整个施工过程中起到很好的防护作用,没有出现位移变形等情况,说明门架式刚架围护体系在技术上是可行的。
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