曹俊杰 董 波 陳培帥

(1.太倉市建筑安全監(jiān)督站，江蘇 蘇州 215400;2.中交二航局技術中心，湖北 武漢 430040)

1 工程概況

擬建場地位于太倉市婁江路西側、縣府東街南側，地塊尺寸376.40 m×282.18 m。中部有一條東西向河道，寬約10 m～35.0 m，長約220 m，貫穿整個場地，水面標高1.12 m，水深4 m～5 m左右，淤泥0.20 m～0.50 m。屬長江三角洲沖積平原區(qū)，地貌形態(tài)單一，水系發(fā)育。場地原為農(nóng)田，現(xiàn)為空荒地。場地地勢除河道部位外較平坦，勘探期間測得各勘探孔孔口標高在1.68 m～2.62 m之間，最大高差為0.94 m。

如圖1所示，基坑開挖支護采用放坡+樁錨支護體系，地面以下2.5 m采用1∶1放坡，掛鋼絲網(wǎng)后噴射混凝土;下部采用雙排鉆孔灌注樁加三排土錨進行樁錨支護，排樁之間施加水泥土攪拌樁，作為止水帷幕。本文擬對放坡開挖段采用強度折減法進行計算分析［1-3］，提出合理的施工應對措施。

2 安全性分析模型和參數(shù)選擇

采用Mohr-Coulomb模型對邊坡穩(wěn)定性的影響進行研究，Mohr-Coulomb屈服準則是描述巖土工程材料最常用的準則［4］，該屈服準則的控制方程為:

圖1 基坑開挖與支護初選方案

其中，σ1，σ2，σ3分別為第一應力、第二應力和第三應力;c為粘聚力;φ為內(nèi)摩擦角。

土層抗剪參數(shù)按照地層勘探結果取值，如表1所示，c，φ取標準值［5，6］，對于水位以下土層，依據(jù)《基坑工程手冊》，土體 c，φ 取標準值的0.875倍。

表1 土層參數(shù)

3 放坡段安全性分析

3.1 有限元數(shù)值仿真模型

基坑放坡開挖部位地層分布較為簡單，主要為填土和粉質(zhì)粘土地層，放坡坡度為1∶1，放坡高度為2.5 m，坡腳距離基坑內(nèi)邊緣長度為6 m。建立模型時，取坡腳位置水平延伸長度為6 m，坡頂水平延伸長度為6 m，計算深度取第③層粉土地層邊界位置，即6.6 m，地層分布和模型幾何尺寸如圖2所示。

圖2 地層分布及模型尺寸

如圖3所示，建立二維平面應變模型進行計算，模型左側和右側水平約束，底部豎向約束，坡體施加土體自重荷載。由于施工過程中，坡頂附近不可避免受到車輛重載和材料堆放等因素的影響，計算過程中，按照常規(guī)計算理念，取坡頂超載為20 kN/m，超載施加于距離坡頂3 m～6 m處。

圖3 有限元網(wǎng)格

3.2 放坡開挖施工參數(shù)分析

采用強度折減法，計算得到放坡開挖段的坡體安全性系數(shù)為2.687 5，由《建筑邊坡工程技術規(guī)范》可知，一級建筑基坑邊坡安全性控制標準為1.35，說明上部2.5 m采取1∶1放坡方案是可行的［7，8］。

圖4為邊坡發(fā)生滑坡時的等效塑性云圖，滑面由上部坡頂延伸至坡腳位置，基坑潛在滑面呈圓弧狀，由潛在坡體的位置可知，施工中應注意如下幾點:

1)由于潛在滑面上部位于坡頂位置附近，因而應加強此區(qū)域附近的施工超載，避免大型設備在此區(qū)域通行，同時應避免坡頂位置材料堆載;

圖4 塑性應變云圖

2)坡頂位置處應設置截水溝，防止雨水從坡頂滲入，導致土體有效應力減小，引發(fā)邊坡失穩(wěn);

3)坡腳位置處應施加堆載，并在此處設置排水溝，減小坡體失穩(wěn)的概率。

4 結語

本文以太倉市萬達廣場為工程依托，采用巖土工程摩爾—庫侖經(jīng)典本構模型，對上部放坡下部排樁的組合支護體系下基坑放坡開挖段的安全性進行計算分析，強度折減法計算結果顯示，放坡段安全系數(shù)為2.687 5，大于基坑規(guī)范規(guī)定的限值。針對潛在滑移面位置，提出保持基坑穩(wěn)定的三項施工措施:嚴格控制施工荷載與坡頂保持一定安全距離;坡頂設置截水體系;坡腳壓載和排水體系設置。施工過程表明，本文提出的方案有效保證了組合支護體系下基坑放坡段的安全性，有效避免出現(xiàn)坡腳滑動、坡頂裂縫等工程事故隱患。

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