深基坑邊坡支護(hù)與降水設(shè)計(jì)研究應(yīng)用

康學(xué)濤

(河南省地礦局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450053)

在對(duì)鄭州市鄭東新區(qū)的這一深基坑項(xiàng)目進(jìn)行深入細(xì)致的分析之前，首先應(yīng)該對(duì)這一工程項(xiàng)目的概況進(jìn)行分析，從而把握基礎(chǔ)性的資料，為之后的闡述奠定基礎(chǔ)。

1 工程概況

該工程項(xiàng)目的具體位置在鄭州市鄭東新區(qū)。該項(xiàng)目基坑的實(shí)際開挖深度為17.0m，其基坑基本上屬于深基坑。具體來說，建筑物層數(shù)為22層，高度達(dá)88.8m。采用的是框架結(jié)構(gòu)形式和筏板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)尺寸為76m×75m。對(duì)于該建筑物的基坑周圍環(huán)境來說，其東側(cè)存在很多的管線，比如給水、電信、煤氣、污水、供電等，不過現(xiàn)在正在使用的只有一條煤氣管線，其它的管線已經(jīng)廢棄不用了，這條煤氣管線的埋深在0.37－2.29m之間。該基坑的西側(cè)則不僅存在煤氣管線，還存在給水管線等多種管線，管線的埋深在－5m左右。

2 深基坑項(xiàng)目的場(chǎng)地工程地質(zhì)條件

根據(jù)從工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘探開發(fā)之后得出的結(jié)果，整理出以下兩個(gè)表格:

表1 各土層的物理力學(xué)指標(biāo)

表2 地下水的各項(xiàng)參數(shù)

由表1和表2，我們可以對(duì)鄭州市鄭東新區(qū)這一深基坑項(xiàng)目的場(chǎng)地地質(zhì)條件有一個(gè)比較清楚的認(rèn)識(shí)，該工程項(xiàng)目中，粉質(zhì)粘土的構(gòu)成比例相對(duì)較大且素填土和粘質(zhì)粉土的粘聚力很強(qiáng)等等，同時(shí)，本項(xiàng)目場(chǎng)地共有三層地下水，其分布是不同的，第一層上層滯水主要是由管道漏水來進(jìn)行補(bǔ)給的，第二層潛水主要分布在第5層的中砂，而第3層的潛水則主要分布在第7層的中砂和第8層的卵石，是由地下區(qū)域徑流來進(jìn)行補(bǔ)給的。

對(duì)這一深基坑項(xiàng)目及其周圍的環(huán)境進(jìn)行比較基礎(chǔ)的了解和把握之后，我們可以提出在其邊坡進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)和降水設(shè)計(jì)的方案。

3 深基坑邊坡支護(hù)與降水設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用

為了理解和闡述的方便，我們把這一問題再劃分為支護(hù)設(shè)計(jì)與降水設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

3.1 支護(hù)設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用

鑒于以上我們對(duì)這一深基坑項(xiàng)目及其周圍環(huán)境的介紹，該基坑的安全受到很多因素的影響，比如土體的失穩(wěn)和變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞等等。除此之外，該項(xiàng)目場(chǎng)地地下水層數(shù)比較多且水位的標(biāo)高基本上都在基底以上，這給基坑的安全性帶來了不小的威脅。所以，在此情況之下，根據(jù)該基坑的開挖深度和周圍建筑物的具體情況，我們主要將基坑北側(cè)的一段作為分析研究的對(duì)象，以更好的說明問題。具體可見圖1:

圖1 基坑北側(cè)剖面護(hù)坡樁設(shè)計(jì)

依據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，對(duì)北側(cè)一段擬采用樁錨支護(hù)的形式。其中，在對(duì)護(hù)坡樁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，具體的參數(shù)如下:樁長20.0米，樁距1.40米，樁徑Φ800毫米，配筋10Φ25。關(guān)于錨桿，由圖1我們可以看到，主要設(shè)置有三層錨桿:第一層錨桿，其傾角為15°，長度為22米，間距為1.40米;第二層錨桿，其傾角為20°，長度為23米，間距為1.40米;第三層錨桿，其傾角為10°，長度為20米，間距為1.40米。在實(shí)際的應(yīng)用中，這些參數(shù)是否符合要求，是否可以保證該深基坑的穩(wěn)定性，還需要再進(jìn)行驗(yàn)算，如果不符合要求，那么就必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)置，直到安全可靠為止。對(duì)于這一深基坑項(xiàng)目，通過驗(yàn)算，其安全系數(shù)比較高，達(dá)到穩(wěn)定性的要求，可以根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行深基坑邊坡的進(jìn)一步設(shè)計(jì)，而后開始施工。

3.2 降水設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用

由表2我們知道，項(xiàng)目場(chǎng)地內(nèi)的第1層滯水和第2層潛水，其水位的標(biāo)高都在基底以上，而且埋深較大，所以鑒于此，對(duì)基坑的降水設(shè)計(jì)主要采用的是管井降水方案，將滲和抽滲兩種方式結(jié)合起來。通過計(jì)算，我們可以大概得出這一深基坑的涌水量，具體的計(jì)算公式如下:

其中，Q代表的是基坑的涌水量，K代表的是滲透系數(shù)，H代表的是潛水含水層厚度，S代表的是水位降深，R代表的是引用影響半徑，r0代表的是基坑的半徑。

除此之外，不容忽視的是對(duì)殘留水的處理。一般來說，在深基坑的側(cè)壁比較常見殘留的滯水，為了將其合理的排出，可以在基坑周圍的邊坡設(shè)置一個(gè)引水管，將這些少量的殘留滯水從集水井中排出。這里也有一個(gè)簡(jiǎn)易的圖示，可以幫助我們對(duì)此的理解:

圖2 殘留水的處理

完成對(duì)深基坑的邊坡支護(hù)與降水設(shè)計(jì)之后，在施工中，最重要的一項(xiàng)是要對(duì)這些設(shè)計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與檢驗(yàn)。如果發(fā)現(xiàn)問題，一定要及時(shí)停止施工，進(jìn)而進(jìn)行研究與考察，找出解決問題的辦法。如果是在安全范圍之內(nèi)，也不應(yīng)放松警惕，在工程開始之前，應(yīng)該盡量多設(shè)置一些監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在施工過程中，進(jìn)行定期認(rèn)真監(jiān)測(cè)，這些工作都是在深基坑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)和降水設(shè)計(jì)中不可忽略的環(huán)節(jié)。

4 結(jié)束語

對(duì)于一些大型深基坑項(xiàng)目來說，對(duì)其進(jìn)行一些邊坡支護(hù)和降水設(shè)計(jì)是十分重要的，特別是在實(shí)際施工的過程中，如果不注重理論計(jì)算與實(shí)際情況這兩方面的問題，很容易就會(huì)出現(xiàn)難以彌補(bǔ)的損失和事故。也正是意識(shí)到這一點(diǎn)，本文主要以鄭州市鄭東新區(qū)某一深基坑項(xiàng)目為例，從該項(xiàng)目場(chǎng)地的工程性質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析與評(píng)價(jià)，然后結(jié)合其周圍的環(huán)境因素，提出了合理有效的支護(hù)形式與降水方案，并對(duì)這些設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單的檢驗(yàn)和驗(yàn)證。由于各種各樣的原因，在論述的過程中，可能存在一定的問題，需要在以后的研究和實(shí)踐中仔細(xì)總結(jié)分析。

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