欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

青海西宁某小区基坑边坡支护工程

317 2021-01-16 08:51:49

一、工程概况

该项目边坡高度约13.0m,拟建场地位于西宁盆地,在地质构造上位于祁、吕、贺"山"字型构造体系的四冀弧线褶皱带部位,总体褶皱形态表现为复式向斜构造。由于边坡面对拟建小区住宅楼,必须考虑边坡的永久性安全及立面美观。根据边坡的高度及破坏后果由《建筑边坡工程技术规范》GB 50330—2002 确定边坡安全等级为一级。

二、场地工程地质及水文地质条件

1. 场地构造及地形地貌

拟建场地地貌单元复杂,为一走向北西一南东的陡坎,高差约 13.0m左右,陡坎上属湿水河南岸(右岸)二级阶地,有已建成的8层砖混结构建筑,距陡坎边约10m,原建筑基础为条形基础,埋深约2.55m。建筑陡坎下属湿水河南岸(右岸)Ⅰ级阶地,拟建建筑物为30 层住宅楼,基坑深度为8m,基坑开挖对边坡无影响,拟支护的边坡为永久性边坡,建筑边坡及基坑环境条件见图1.


2. 场地地层条件


根据勘探揭露,勘察深度内地层主要由素填土、湿陷性黄土状土、饱和黄土、粉砂、卵石和第三系泥岩等组成。在边坡支护设计高度范围内。场地地层分布顺序自上而下分布如下∶①层素填土(Qn")∶1.9~6.2m,红褐色、褐灰色,稍湿,松散一稍密。其成分以粉土为主.含少量生活垃圾、建筑垃圾。土质疏松且不均一,回填时间小于20年。场地填土回填成分复杂,力学性质相差较大;②层湿陷性黄土状土(Q,")∶呈透镜体分布于拟建小区的北部。褐红色,稍密。其成分以粉粒为主,次为粘粒,含钙质结核。虫孔、孔隙发育,属高压缩性土,具湿陷性。摇振反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性低。该层厚度 0~2.9m; ③层饱和黄土(Qa"),呈透镜体分布于拟建小区的北部.褐红色,中密。其成分以粉粒为主,次为粘粒,含钙质结核。虫孔、孔隙发育,属高压缩性土,具湿陷性。摇振反应中等,无光泽反应,干强度低,韧性低,该层厚度 1.60~ 3.50m。分布在场地南半部,呈稍密状,力学强度低,层位不稳定;④层粉砂(Q,");钻孔中有揭露。灰绿色一褐灰色,稍湿,中密。砾石占全重2.0%~2.50%,粗砂粒占全重1.20%~15.60%,中砂粒占全重 12.5%~23.5%,细砂粒占全重 22.8%-4.60%,粉粒占全重31.0%~42.0%,岩性成分以石英岩、花岗岩、长石为主。不均匀系数C-

21.833-72.0、山率系数C.-1.298-2.727,该层埋深1.00~9.00 米,厚度 1.10~ 3.00米,⑤层卵石(Qa);中密。该层埋深2.20~11.00 米,厚度1.70~4.70m。其成分以卵石为主占全重5.6%~68.9%,次为砾石占全重 11.30%~20.10%和砂粒占全重o.70%~2.00%,含漂石及少量粉粒,充填物以群粒、砂粒为主。骨架颗粒岩性成分以石英岩、花岗岩为主。粒径多在2~20cm之间,不均匀系数C=107.993~212.358、层位稳定,力学性质较好,强度高;⑥层强风化泥岩(N);青灰色为主,少量褐色、灰绿色。稍湿,硬塑——半坚硬,其成份以粘粒为主,次为粉粒.含少量砂粒及碎屑矿物.呈强分化,原岩的结构构造大部分被破坏,节理、裂隙发育,手掰易断。该层埋深5.10~15.10m,厚度6.10~10.80m;⑦层赋水的裂隙带(N),位于强风化泥岩与中等风化泥岩的接触带,裂隙带呈强风化,青灰色为主,少量灰绿色。稍湿一湿,软塑一硬塑,其成份以粘粒为主,次为粉粒,原岩的结构构造大部分被破坏,节理、裂隙极发育。该层埋深13.60-21.70m.厚度0.90~2.40m,⑧层中等风化泥岩夹含膏泥岩(N)∶青灰色为主,略显灰绿色。属极软岩石.遇水易软化,手可捏碎.浸水后可捏成团。其成份以粘土矿物为主,次为石膏。呈碎块、短柱状、锤击易破碎。原岩的结构构造大部分被破坏,节理、裂隙极发育,岩体较破碎。岩体基本质量分级为V级。该层埋深14.50~23.50m.厚度 6.70~15.90m.层面标高为2194.60~2199.40m。泥岩层位稳定,厚度大,承载力较高,强度较高,力学性质较好。


3. 水文地质条件


场地在勘探深度范围内,有地下水揭露。初见水位和稳定水位基本一致,属孔隙性滑水,无承压性或微承压。IⅠ级阶地上地下水稳定水位一般埋深在2.10~4.50m,标高 2202.10~2204.55m;Ⅱ级阶地上地下水稳定水位一般埋深在8.00~9.50m,标高 2208.90~2210.95m;含水层主要为第四系全新统冲洪积的卵石层,卵石层径流条件较好、富水性一般,水质无色、无味、无嗅、流向由西向东,由北向南,冻结期间地下水位据冻结面的最小距离h。(m)I级阶地或高漫滩上一般小于1.50m,Ⅱ级阶地或Ⅰ级阶地后缘上大于1.50m。通过对附近生活水井的调查,近年枯水期与富水期的水位差在α.3~0.50m.勘察期间正为枯水期。


4. 岩土设计参数


根据甲方提供的初步设计图和《岩土工程勘察报告》。边坡设计高度为 13.0m.边坡土体参数见表1,岩土工程地质剖面见图 2。

三、基坑支护设计方案

由于拟建场地环境复杂,拟建建筑物西南而为一陡坎。高差约 13.0m左右,陡坎上有已建成的8层砖混结构建筑,距陡坎边约10m。按照计划要求这一陡坎需设计一永久性边坡,进行垂直支护。建筑陡坎拟建建筑物为30层住宅楼。基坑深度为8m,建筑基坑筏板边沿距边坡距离为8m,需对基坑进行支护。西南侧边坡设计原则是保证边坡上20kN/四超载情况下安全可燃使用50年,基坑支护的原则是必须保证开挖过程的稳定、特别是不能对西南侧建筑安全构成危胁,在边坡和基坑同时施工的前提下保证边坡和基坑的安全稳定。另外,还必须做到对周围地下管线的保护和道路运行的安全,同时要考虑支护结构的总体造价经济合理。


边坡基坑设计标准为,①四南侧边坡安全等级为一级,基坑安全等级为二级;②加固措施安全,经济合理。经过比较分析,针对现场的实际情况,由于基坑的西南角紧邻边坡紧邻存在8层既有建筑物,建筑物基础形式为条形浅基础,因此对基坑的西南侧边坡采用排桩预应力锚杆支护,其余部分采用土钉墙进行支护,基坑支护平面见图3。

四、排桩预应力锚杆支护结构

两宁演河苑·名邮边坡+基坑支护设计计算,基坑深度为13.0m,基坑外侧地面作用均布荷载为 20kP,基坑重要性系数取 1.1。采用排桩加双排锚杆支护,桩直径R= 800mm,桩长17m,桩间距为2.0m,嵌固深度为4.0m,锚杆采用 HRB35级钢筋,直径为28mm,锚I固体直径为 130mm、第一层锚杆∶自由段7m。锚固段 10米;第二层锚杆,自由段 6m,铺固段 11m,施加预应力 100kN。


排桩预应力锚杆设计结果见平面布置图4 和剖面图5。基坑开挖支护过程中,对排桩预应力锚杆进行了现场抗裁试验,现场土钉墙支护和基坑西南角排桩预应力锚杆分别见图 6 和图 7.

五、边坡基坑及西南侧原有建筑沉降监测

在基坑边坡施工期间,须周期性的对周边环境进行监测,及时发现隐患,并根据监测结果相应地及时调整施工工艺及采取相应的措施,确保周围建筑物的安全。在基坑开挖过程中。由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题,而且理论预测值还不能全面准确的反应工程的各种变化,所以,在理论指导下有计划地进行现场工程监测十分必要。特别是对于本工程复杂、规模较大的工程。排桩的水平位移限值为 15mm。


在基坑周边坡顶,按 25~30m间隔设观测点,测量基坑的水平位移与沉降;同时对基坑相邻建筑物进行沉降监测,监测点布置详见图8.


在原6号住宅楼距基础顶面3m处设置3个观测点,监测仪器采用上海生产的FTS系列全站仪,监测结果为在整个施工过程直至结束,原6号住宅楼基础顶面最大沉降量为 2.25mm,监测结果见图9,在施工期间排桩每隔25m位置处设3个观测点,如碰到基坑

的拐角处,多增设一监测点,监测点布置的具体位置见图8,共布设了8个监测点,图10给出了排桩顶面水平位移曲线,其中水平位移最大值为4.14mm,变形量较小,观测结果表明排桩预应力锚杆有效限制了边坡顶部的水平位移,基坑的开挖对原有建筑物的影响微乎其微。

六、结论

随着城市建设规模的逐步加大,周围环境越来越复杂,为了适应场地条件和周围环境,边坡工程和基坑工程需有效的结合起来进行设计,这对设计人员提高了更高的要求。本文基于青海省西宁市锦峰滨河苑名邸小区基坑边坡支护工程,讨论了在复杂环境条件下的采用不同的支护形式对边坡和基坑进行支护的问题,通过设计分析可以得到以下结论和启示。

(1)对于某些工程而言,基坑支护和边坡支护需有效的结合在一起进行支护设计,其支护形式可根据实际情况灵活的选择。

(2)为了保证特别临近基坑坑壁的既有建筑物,采用排桩预应力锚杆柔性支护结构可以有效限制基坑坑壁的位移,从而保证既有建筑物的安全。

(3)对于地质条件和周围环境复杂的工程,施工动态监测必不可少,在施工过程中有许多无法预料的安全隐患,需通过施工监测已及时的反应,并采取相应的应急预案。



感谢供稿作者:

朱彦鹏、任永忠、毕东涛

(兰州理工大学土木工程学院)