顺德区碧桂路顺德新城段改造工程隧道基坑开挖与稳定性分析

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1、顺德区碧桂路顺德新城段改造工程隧道基坑开挖与稳定性分析佛山市顺德区恒顺交通投资管理公司一、工程概况本项目碧桂路改造段位于顺德新城的南部，主体工程为一浅埋下穿隧道,上、下行分离，双向8车道，全长760m,暗埋段360米。最大纵坡3.8%。开挖深度最深14.05m,分三层开挖，隧道主体结构敞开段采用钢筋混凝土U型槽结构，暗埋段釆用钢筋混凝土闭合框架双洞结构。隧道围护结构釆用三轴搅拌桩重力式水泥挡土墙、钻孔灌注桩(Φ800mm)+单排三轴搅拌桩止水帷幕止水帷幕等形式。二、土方开挖及稳定性分析本工程屮基坑边坡整体稳定性采用“理正边坡稳定分析软件”进行辅助分析。根据通用规范进行安

2、全系数计算，假设为圆弧滑动，不考虑地震影响，采用基坑边坡稳定性计算屮最常用的瑞典条分法。§］、第一层土方开挖第一层土方开挖高度lm,挖至冠梁梁底下0.1m。本层开挖基坑较浅，不做基坑验算。§2^第二层土方开挖本区间土方开挖深度在4.9〜9m(主要是便道下切)，设置一道钢支撑。有钢支撑断面的开挖顺序及钢支撑的设置情况如2①纵向开挖顺序：①横向开挖顺序:②钢支撑设置情况K2+705〜K2+790钢支撑设置拟以临吋钢管撑代替“永久”钢管撑，临吋钢管撑下缘连线高出便道3.8m,低于冠梁梁底不小于lm,小于lm吋不设钢管撑。K2+790〜K2+820便道纵坡为零，钢支

3、撑平行便道设置，下缘低于冠梁顶3.2m,高于便道3.8m,该部分临时钢管撑保留与设计转换条件。第二层开挖根据基坑深度及支撑情况分为三个工况，具体如下：1)K2+500〜K2+600区间为无顶撑、放坡开挖，主要为修筑施工便道。接近第一根顶撑断面K2+600时，开挖高度4.9m,护坡坡比=3.3。(1)选取无顶撑悬臂最不利断面K2+600进行验算，计算结果如下：计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法基坑底面以下的截止计算深度:0.00m基坑底面以下滑裂面搜索步长:5.00m条分法中的土条宽度:1.00m天然放坡计算结果：Ksl=27.12；Ks2=0.960；Ks3=0.958根据

4、计算结果可得，按现有坡率放坡开挖至便道深度，基坑整体稳定性安全系数不满足Ks>；l-2的要求。为保证过大边坡坡比的稳定，在施工中采取如下措施：①增加降水井的数量，确保降水效果，加快土壤固结，改善土壤物理力学特性；②对坡面进行喷射混凝土保护，防止雨水冲刷造成边坡水土流失；③当边坡涌水、流砂较大时，可在便道两侧堆码编织袋护坡，减缓边坡坡比，或采用钢板桩多级台阶，保证边坡稳定。2)、K2+600〜K2+705土方开挖选取取K2+705断面，开挖最大深度至便道为4・9rm计算结果如下:内力位移包络图：围护结构最大水平位移5.43mm<H*0.2%=4.9*0.002=9.8m

5、m,满足要求。［整体稳定验算］计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度:1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数Ks=5.183［抗隆起验算］1）从支护底部开始，逐层验算抗隆起稳定性，结果如下:支护底部，验算抗隆起：Ks=7.993≥1.800,抗隆起稳定性满足。深度27.700处,验算抗隆起：Ks=7.954≥1.800,抗隆起稳定性满足。2）坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算，结果如T：Ks=5.093≥2.200,坑底抗隆起稳定性满足。［嵌固稳定性计算］按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012单支点结构计算嵌固深度Id

6、：1)Id按公式:综合以上计算结果可知，围护结构计算满足规范要求。在有顶层横撑、便道两侧放坡坡度不大于1:3情况下，边坡稳定，支护结构安全。1)、K2+705〜K2+875土方开挖内力包络图、整体稳定验算、抗隆起验算与上类似。围护结构最大水平位移9.75mm<H*0.2%=9*0.002=18mm/满足要求。整体稳定安全系数Ks=3.404支护底部，验算抗隆起Ks=6.849≥1.800,抗隆起稳定性满足。深度137.900处，验算抗隆起Ks=8.546≥1.800,抗隆起稳定性满足。坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算：Ks=3.590≥

7、2.200,坑底抗隆起稳定性满足。根据计算结果可知，围护结构计算能满足规范要求。§3^第三层土方开挖1、开挖高度最大基坑深度~14.05m。2、开挖顺序:1)、纵向开挖顺序见下图：竖向分层线位于每道钢管撑底缘下0.5m,横向分段长度不大于9mo2)横向开挖顺序见下图：3、基坑稳定性分析(1)从中间向两边退步开挖，K2+730〜K3+000段四道支撑施工，取K2+875最不利断面进行验算，开挖至基底为14.4mo按照从便道开挖至基底的范围按设计要求及时架设第三、四道钢支撑的工况进行计