寧波黃土廠家道路水穩層、鄞州底基層、鎮海生土再生、海曙熟土再生、北侖回填土、杭州灣基坑


工程概況及地質水文條件青島地鐵13號線二期工程古鎮口車輛段綜合樓，場地標準凍土深0.5m，結構形式采用框架結構，總面積2強風化層為主要持力層，地基承載力特征值fak=400kPa。通過鉆探揭示，場區第四系厚度0.80~21.40m，主要由第四系全新統人工填土層、全新統洪沖積層、上更新統洪沖積層組成。場地內的特殊性巖土為素填土、含有機質粉質粘土、風化巖，素填土廣泛分布于場區，主要成分為粉質粘土，局部組成以粗砂為主，部分區域夾雜角礫或碎石。人工填土厚度變化不大，有明顯的密實度差異。場區分布有一定厚度的含有機質粉質黏土，屬高壓縮性軟土，基礎設計時已采取相應措施消除軟弱地基的影響。線路地表河流屬沿海近緣水系，所有河流流量明顯受降水控制，季節變化明顯。沿線地下水類型主要為第四系孔隙水，主要含水層為第①層素填土、第⑤層粗砂，隔水層為第⑦層粉質黏土。2　初步方案設計（1）施工方案概況。綜合樓基坑周長約195m，基坑深度為5.85~9.1m，基坑底部主要位于強風化層。基坑支護原采用防坡+拉森鋼板樁+錨桿支護體系，先放坡開挖至鋼板樁設計頂面，再進行拉森鋼板樁施打，當開挖到腰梁以下50cm高度時，依次序進行錨桿和腰梁施工，逐步分層開挖至底部，對頂部防坡的區域噴射掛網混凝土。在基坑頂部設置截水溝、擋水墻，在基坑底部采用明渠排水，排水溝渠沿基坑底部坡腳設置，角部設置集水井，采用水泵抽至外部排水溝。（2）設計思路。根據相關資料，基坑設計等級采用二級，基底標高7.8m，開挖深度5.05m。本文中所涉及基坑支護相關計算，均依照JGJ1202012《建筑基坑支護技術規程》要求。①鋼板樁錨固深度驗算：根據規范，懸臂式支護結構驗算錨固深度應采用圓弧滑動簡單條分法驗算，根據設計參數計算，圓心(5.733，6.592)，半徑為8.737m，對應的安全系數Ks=1.556>1.300。同時結構嵌固深度應該滿足ld≥0.2h=1.402。鋼板樁嵌固深度選用1.5m。
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②整體穩定性驗算：根據規范，通過滑動條分法計算結構的整體穩定性，土條寬以50cm進行計算：min{Ks，1，Ks1?Ks1?}≥KSKs，J=??∑(qjbj+?Gj)sinθj③錨固穩定性驗算：已知二級基坑規范規定錨固穩定MpMa壓力及支點力的抗傾覆彎矩；Ma——支撐上主動土壓力的傾覆彎矩。3　方案優化原設計中，綜合樓基坑支護鋼板樁錨固深度為1.5m，錨固巖層為強風化巖層，在現場實際施工過程中，綜合樓區域南北兩側鋼板樁入巖1m后便無法繼續打入，結合周邊地質、水文情況，綜合安全、經濟、環境等多方面考慮，南北兩側打算采用工程造價更低、施工技術更為成熟2019年第05期（下）/總第546期3122165.54m，深基坑周長約195m，基坑深度為5.85~9.1m，∑?cjlj+(qjbj+?Gj)cosθjtan?j?+∑Rk',k??cos(θk+αk)+Ψv??/Sx,k安全系數Kem=1.2。≥KemMp——支撐上被動土1?張渭榮：地鐵車輛段綜合樓深基坑支護優化設計分析的截水帷幕+土釘墻+放坡進行支護，東西兩側仍然維持原方案不變。3.1施工方案綜合樓南北兩側區域先施工止水帷幕，止水帷幕施工完成后，按照1.5m一層逐層放坡開挖至工作面，通過埋設噴射砼厚度控制標志，完成土釘錨入，噴射首層砼→錨入土釘→首次注漿→二次注漿→連接件預埋→鋼筋網片綁扎并噴涂混凝土。3.2設計參數混凝土掛網的噴漿采用100mm厚C20混凝土，內掛可求得，安全系數分別為18.321、47.843、73.952。綜上所述，在該設計開挖條件下，各個工況的抗拔安全系數均不小于1.6，滿足相關施工要求。3.3.3抗隆起驗算考慮到基坑底為強風化層，根據規范要求，可不進行相關抗隆起驗算。3.3.4滲透穩定性驗算根據規范要求，當土釘墻與截水帷幕結合時，應進行滲流穩定性驗算，由設計參數可知，管涌穩定性計算公式選用均勻土層情況公式：φ8mm@200mm×200mm鋼筋網片；土釘TD1采用20螺紋鋼，水平間距為1500mm，長度為6200mm。土釘TD2Dγ(?h+D)γw≥Kty采用16螺紋鋼，水平間距1500mm，長度為3000mm。放坡采用三級放坡的形式，放坡坡度從下到上依次為1:0.5、1:1、1:1；放坡高度依次為3.8m、1.25m、1.79m。3.3設計驗算3.3.1整體穩定性驗算根據規范，土釘墻整體穩定性驗算采用圓弧條分法，土條寬度采用0.5m，公式如下：min{Ks，1，Ks1?Ks1?}≥KS∑??cjlj+(qjbj+?Gj)cosθjtan?j??+∑Rk',k??cos(θk+αk)+Ψv??/Sx,kKs，J=∑(qjbj+?Gj)sinθj二級安全等級土釘墻，其圓弧整體穩定系數考慮Ks≥1.3。綜合設計數據，分別求出工況1時，圓心坐標（4.052，4.668），半徑為3.356，安全系數為2.083；工況2時，圓心坐標（1.257，1.939），半徑為2.283，安全系數為2.216；工況3時，圓心坐標（2.053，6.885），半徑為7.185，安全系數為3.138，均滿足要求。

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3.3.2土釘承載力驗算每個土層中土釘的軸向拉力計算參照以下公式：1Nk,j=ζηjpak,jSxjSzjcosαj估算土釘的極限抗拔承載力公式如下：Rk,j=πdj∑qsikli計算結果如下，工況二，開挖深度為5.0m，支錨1的承載力情況如下：Nk,j=25.4,Rk,j=466。工況三，開挖深度為5.05m時，支錨1的承載力情況如下Nk,j=9.7,Rk,j=464.6，支錨2的承載力情況如下：Nk,j=4.4,Rk,j=326.5。根據規范，二級土釘墻基坑支護安全系數Kt不應小于1.6，土釘抗拔安全系數公式如下：Rk,j≥KtNk,j322019年第05期（下）/總第546期由規范可查的二級支護結構的流土穩定性安全系數Kty≥1.1。根據已知資料，可以求得2.522.57Kty=×=1.923.019.8滿足規范系數要求。3.4實施效果在方案優化的過程當中，結合現場錨桿與上部放坡支護現有材料，由鋼板樁+錨桿支護改為土釘墻+放坡支護，結構形式更為簡單，施工工藝更加成熟，極大地提升了經濟效益，待基坑支護整體施工完畢，施工費用據統計減少近14萬元。4　結語本文主要介紹了車輛段綜合樓深基坑支護的設計過程，根據地質勘查報告等相關資料，結合理正深基坑計算軟件進行輔助運算，對深基坑支護進行了初步方案的設計，通過現場建立的長效聯系反饋機制溝通，針對部分區域鋼板樁無法施打到設計錨固深度的情況，及時優化土釘墻+防坡支護方案，在保證深基坑支護結構的安全性和可靠性的同時，又兼顧了施工過程中經濟性指標。目前青島13號線車輛段已經完成整體施工并投入運營節段，其中綜合樓深基坑支護的施工經驗，為今后的輕軌車輛段同類施工提供了有價值的范例。參考文獻[1]　楊光華.深基坑支護結構的實用計算方法及其應用[J].巖土力學，2004，25（12）.[2]　JGJ1202012.建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.作者簡介張渭榮，路橋高級工程師，主要從事路橋市政軌道交通方面工作。2