某图书馆风道基坑开挖及支护分析

王日升 于夕亮

1 工程概况

1)基本概况:本工程位于某高校图书馆南北两侧。由于设计考虑场馆1层～3层夏季和过渡季节采用地道风,减少制冷机开启时间,降低制冷量,冬季地道风可以起到预热新风的作用,减少了新风加热量,故整个场馆设计了室内及室外风道送换新风。风道全场204 m,其中南侧风道由于工程西侧设计为景观湖,设计要求风道顶标高必须位于景观湖上滨水平台下2 m,而滨水平台原设计标高在正负零(相当于绝对标高61.50)下5 m,故整个工程开挖最深处为11.0 m(风道设计标高见图1)。

表1 土体计算的具体参数

2)工程地质情况:本工程拟建场地原为耕地,西侧有挖土形成的深沟,最大沟深15.0 m,地貌为山间平地。勘察院在勘察钻探范围内未揭露地下水。勘察具体参数见表1。

2 基坑支护体系稳定性分析

从目前许多工程实例来看,开挖造成基坑失稳的原因很多,失稳的形式也各不相同,但大多数的失稳是先从局部某一区域破坏开始进而发展成基坑失稳。因此对基坑土体结构进行分析并进行稳定性验算,运用合理的支护方案,采取可靠的支护体系进行支护。

一般情况下,整个支护体系的稳定性可从支护结构的可靠性及坑底稳定性两方面予以考虑。由于本文的工程实例的地质土质情况决定坑底稳定性,故只对倾覆性方面进行验算。

本文采用条分法对土体分析:

1)选一个通过支护结构端点的近似滑动面,并将滑动面以上的土体进行分条(N=1-n)。

2)假设第 i个土条的重力为 Wi,则Sa为条底可获得的抗剪力,Sa=cli+Nitgφ,其中,c,φ,li分别为条底粘聚力、摩擦角、长度;Pi为剩余下滑力(方向与倾角方向一致);hi为剩余下滑力作用的位置;Uαi为孔隙水压力;Ni为条底有效法向力;α为条底倾角。

3)可求得滑动力矩和抗滑力矩分别为:

抗倾覆安全系数应满足:

3 施工工序及支护处理

由于本工程不具备分级开挖的现场条件,因此本工程采用以下施工及支护顺序:1)开挖前将正负零标高引入现场并做好标记。放线开挖至5 m,做第一道支护。在坑道两侧施工混凝土桩,桩径400,主筋8φ 22,箍筋φ 8@300,混凝土标号C25,桩长12.5 m。其中馆口南侧大踏步下坑道两侧的桩采用方桩,其余均为圆桩。2)桩与桩之间用工程模板连接,并在2.5 m处设横向方子木。3)连续开挖至工程设计底标高,同时在大踏步下桩与桩之间砌筑240的黄河淤泥砖墙。4)在风道上顶浇筑完毕且达到强度后在其顶端砌筑南北向240黄河淤泥砖墙4道,并在墙顶端配设连系梁板。

4 结语

本工程开挖总体位于良好的地质情况内,因此在开挖过程中通过稳定性分析采取了简单、必要的支护措施。但在南侧馆口大踏步下以及回填较深的地方采取了特殊的处理措施。从工程竣工后情况看,整个工程开挖顺利,支护结构牢固可靠,但有两点由

[1] 朱新勇,周右喜.软土基坑开挖与支护施工技术[J].山西建筑,2008,34(4):151-152.