流塑状态下软基深基坑围护设计

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1、流塑状态下软基深基坑围护设计摘要：本文以嘉闵高架跨长陆河桥PM6#墩承台基坑支护为例，通过计算，确定流塑状态下软基基坑的围护方案，为此类施工提供参考。　　关键词：软基；基坑计算；　　工程概况　　上海市嘉闵高架跨长陆河桥PM6#墩承台尺寸为8.4m×8.4m×3.0m，承台高3m，位于长陆河河道内，地面标高4.325m,地面距设计基底6.1m;地质情况自上而下依次为回填土，淤泥质粉质粘土，淤泥质粉质砂土。地质资料显示地下水位埋深0.4～2.0m,标高4.11～1.04m，属潜水类型。　　二、基坑支护方案　　采

2、用15m拉森Ⅳ型钢板桩围堰支护方案,水平设置两道围檩、四角斜撑及横向水平支撑，以保证施工安全。　　1）围囹及四角斜撑采用对口焊接I40工字钢;　　2）水平支撑采用对口焊接双拼I40工字钢；　　3）为方便盖梁及支架施工，承台横桥向加宽，每侧加宽80cm；　　4）由于基底为较软弱的淤泥，为保证承台下基底有适当的承载强度，对基底进行土体注浆加固，注浆孔纵、横向间距1m,每孔注浆2.4m3，注浆孔底标高为-9m。　　三、基坑计算　　1、材料主要参数及截面特性　　1）拉森Ⅳ型钢板桩,惯性矩I=31574cm4,截面矩

3、=74.0kg，钢板桩的抗弯强度设计值[f]=200MPa，A3钢弹性模量E=2.1×105MPa。　　2）根据地质勘察报告，按加权平均值计算支护范围内土的平均重度18.7kN/m3，内摩擦角选为Φ=20.1°。主动土压力系数ka2=tan2(450-)=0.49,被动土压力系数kp2=tan2(450)=2.047。　　3）工字钢I40a,惯性矩Ix=21720cm4,截面矩BA=q2lABlAB=1/8×18.98×1.7×1.7=6.86KNm　　F2荷载：MBA=(F2×2/3×lAB×1/3×lA

4、B)/2lAB=1/9×13.31×1.7=2.51KNm　　q3荷载：MBC=-q3lBClBC=-1/8×34.64×3.4×3.4=-50.06KNm　　F3荷载：MBC=-(F3×2/3×lBC×1/3×lBC)/2lBC=-1/9×53.24×3.4=-20.11KNm　　A跤支点左侧弯矩值为：9.76×1.0×0.5F1×1/3=6.42KNm　　　　　　a.弯距　　Mmax=53.4kN.M　　σmax=53.4×106/（3.4×2037×103）=7.7MPa＜[f]=200MPa，满足要

5、求。　　c.剪力　　Q=141.16kN　　τ=1411.6/236=5.98MPa＜[τ]=120MPa，满足要求。　　（4）水平支撑验算　　①双拼工字钢面积:　　A=86.1×2=172.2　　②双拼工字钢回转半径:　　截面惯性矩I=21720×2=43440cm4　　截面回转半径i=(I/A)1/2=(43440/172.2)1/2=15.9cm　　③长细比　　λ=l/i=1500/15.9=94.32.64m，满足要求。　　　　　　(6)基坑底部的隆起验算　　考虑地基土质均匀,依据地质勘察资料,其土

6、体力学指标如下:　　r=18.7kN/m3，c=21.1kpa，q=20kN/m2　　由抗隆起安全系数k=2πC/（qrh）≥1.2　　则：　　h≤(2πC-1.2q)/1.2r≤(2×3.14×21.1-1.2×20)/1.2×18.7=4.84　　即钢板桩周围土体不超过4.84m时，地基土稳定，不会发生隆起。实际施工中，尽量减小坑沿活载，同时适当降低板桩侧土体高度(施工过程中不允许基坑边堆载土体)，以避免基坑底部的隆起。　　（7）基坑底管涌验算　　根据不发生管涌条件：　　k=（h＇2t）r＇/h＇r3,

7、t=6.1mh＇=5.885mr3　　则k=(5.8852×6.1)×8.7/5.885×10　　=2.67＞1.5　　即当钢板桩入土深度6.1m时，满足条件，不会发生管涌。　　（9）坑底渗水量计算：　　Q=k×A×ι=k×A×h＇/(h＇2t)　　根据设计地质资料，土的综合渗透系数取0.08m/d　　则Q=(0.08×9.4×10×5.885)/(5.8852×6.1)=2.45m3　　根据其渗水量的大小，为到达较好的降水效果利于承台施工，在承台外侧与钢板桩之间可设置2个降水井。　　4、小结　　按照此计算

8、施工基坑围护后，进行了承台和墩身施工，施工中严格进行基坑变形观测，经观测该维护安全、可靠，能够满足施工要求。