甄精蓮,賈瑞晨
湖南高速鐵路職業技術學院,湖南 衡陽 421001
該基坑位于某市解放路與蒸湘南路交匯處,平面形狀復雜,東、西、北三面為直線,南面為折線,東面是體育館路,基坑長約267.3m,西面是蒸湘南路,基坑長約89.3m,北面是解放路,基坑長約209m,南面是天馬山,全長約368.3m,開挖深度為14.1m。周邊有地下管線、人防洞口??紤]到其周邊場地較為廣闊,土質也較好,土層錨桿(索)抗拔力較大,具有運用土層錨桿的條件。因此,設計采用人工挖孔樁并設一道錨索的支護結構,它具有安全、經濟、施工方便的優點。設計計算以AB 段為例,將上部1.5m 填土作為超載考慮,同時考慮其它荷載取活荷載為60kPa。地質條件如表1 所示。
場地標高61.00m??辈炱陂g大部分鉆孔均見有地下水,主要為雜填土內地表水及強風化巖層風化裂隙水,前者水量有限,后者水量很??;水位埋深0.80~8.55m,依據地下水水質資料分析,地下水對混凝土中鋼結構無腐蝕性,穩定地下水位應在10.00m 以下,支護結構設計不考慮地下水的影響。
表1 場地工程地質條件
(1)作用在樁上的主動土壓力分布:
第1 層土上部標高0.00m,下部標高-0.20m
第2 層土上部標高-0.20m,下部標高-6.00m
第3 層土上部標高-6.00m,下部標高-8.60m
第4 層土上部標高-8.60m,下部標高-12.60m
第5 層土上部標高-12.60m,下部標高-13.70m
(2)作用在樁(墻)的被動土壓力分布:
第5 層土上部標高-12.60m,下部標高-13.70m
(3)基坑開挖以上土壓力對基坑開挖面處樁的力矩與合力計算:
基坑開挖以上土壓力對樁(墻)土壓力的合力:
基坑開挖以上土壓力對基坑開挖面處樁的力矩(梯形轉為矩形與三角形計算)[1]:
錨索支撐到基坑開挖面的距離:a1=10.10m
支撐反力:
根據規范4.1.1 條得到樁(墻)需要的總長度為17.10m,根據實際情況,取嵌固深度為5.9m。
考慮到樁(墻)的計算寬度為[2]2.00m
最大正彎矩Mumax=590.34kN.m/m,發生在標高-7.69m處;
最大負彎矩Mdmax=-284.97kN.m/m,發生在標高-14.42m處。
考慮到樁(墻)的計算寬度為2.00m
最大正彎矩Mumax=2.00×590.34=1181kN.m,發生在標高-7.69m 處;
最大負彎矩Mdmax=2.00×-284.97=-570kN.m,發生在標高-14.42m 處;
整體穩定性系數為2.27,滿足要求!
抗隆起穩定性系數為4.96,滿足要求!
抗傾覆穩定性系數為4.95,滿足要求!
沿周邊均勻配置縱向鋼筋。樁身混凝土標號為C30,鋼筋采用2 級,fy=300Mpa,樁直徑為1000mm,混凝土保護層厚度取50mm,螺旋筋級別為1 級,取Φ8@200,加強筋級別為2 級,取Φ14@2000[4]。
正彎矩計算值為1181kNm,彎矩放大系數為1.25,故正彎矩設計值=1181 x 1.25=1476 kNm.
負彎矩計算值為570kNm,彎矩放大系數為1.25,故負彎矩設計值=570 x 1.25=712 kNm.
剪力設計值為493kN.
由(a)式得α=0.278
由于α ≤0.62
配筋率ρ 按照(b)式有:
計算配筋As=0.016013×785398.20=12576.67mm2,取26根Φ25。
按最小配箍率配箍,所需配箍率為:0.001 所需箍筋間距為:200 mm
實際配箍率為:2×50.3/200.0=0.503
大于所需配箍率,抗剪配筋滿足!
錨索位于冠梁下2.5m,鉆孔直徑0.15m,入射角25°,水平間距為2m,錨索采用1×7Φ5 預應力鍍鋅鋼絞線,強度標準值fptk=1470N/mm2。
參照規范要求,錨桿的水平拉力設計值取支點水平計算力乘以側壁重要系數的1.25 倍[5]。
(1)錨桿軸向受拉承載力設計值計算公式Nu=671.52/cos25.00°=740.94kN。
(2)錨桿錨固段長度計算公式
(3)錨桿自由段長度計算公式
(4)錨桿總長度計算公式
l=lf+lm錨桿總長度的計算:l=5.61+24.37=29.98m
(5 )錨桿桿體計算公式
所需錨索根數=712.4/139=5.1 根,取6 根。
圖1 AB 段剖面
工程實踐和理論分析表明:樁錨支護是可行的,它有效地減少了基坑變形、基坑周邊地層的潛蝕、地基和房屋沉降。經過一年多的觀測,房屋結構整體性、構件間的連接良好,各項指標滿足規范要求,達到了預期效果,該工程的設計可供同類工程參考。