堆载对土钉墙支护边坡的影响分析

堆载对土钉墙支护边坡的影响分析

卢生李强吉柳彧

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司北京100000

摘要：建筑基坑堆载对边坡影响分析，确保基坑安全稳定的前提，同时也为工程节约成本、缩短工期，尤其基坑边坡堆土，为后期基坑肥槽回填提供更多优势。本论文，通过堆土距离、基坑深度等，以最利基坑稳定同时计算预期最大堆土量，保证堆土量满足基坑肥槽回填，为工程创造效益。

关键词：建筑基坑、附加土侧压力、堆载、瑞典圆弧法滑动面、堆载作用力扩散线

前言

近些年来，国家大力提倡绿色建筑，使得超低能耗建筑进入公众视野。作为“零能耗建筑”示范工程——昌平区未来科学城第二小学建设工程，极具时代意义，是中国建筑未来的方向。因其地处昌平区未来科学城，属于国家开发项目，因工期短，急需投入使用，因此对于大型基坑肥槽后期回填，势必耽搁工程的进度，影响交叉作业，在有利的周边环境下，就近堆土策略得到项目的采纳。

1堆土概况

作为北京市昌平区未来科学城超低能耗建筑示范工程的第二小学工程，位于北京市昌平区北七家镇未来科学城，英才南三街南侧，岭上东路东侧。建设规模地下1层，地上4层(局部2层)，总占地面积25900㎡，建筑面积28447m2。根据基坑肥槽回填土量为3500m3，确定堆土距离、堆土高度、堆土宽度等因素。

2基坑边坡堆土分析

1）基坑土层及堆土参数

本基坑南侧预计堆土外边缘距基坑上边缘13m，基坑开挖深度5.75m。表层人工堆土，厚度2.97m，重度γ=20.25Kg/m3，粘聚力c=14kPa，内摩擦角ϕ=24°；中间层为粘质粉土，厚度1.86m；底层为细砂~中砂，厚度为5.89m，重度γ=19.9Kg/m3，粘聚力c=20kPa，内摩擦角ϕ=17°。堆土为中细砂，重度γ=20Kg/m3，，堆土高度为10m。

2）瑞典圆弧滑动面分析

（1）采用瑞典圆弧滑动面分析，如图1所示。该堆土距离边坡上缘13m，基坑高度为5.25m，按最不利面圆弧面a滑动，后坡缘滑动带距堆土外边界限7.75m，因此堆土不影响基坑边坡支护稳定性。其次，从堆载外边界点出发，相对应滑动面b分析，堆土过高，因被动土压力及粘聚力可能存在无法抵消附加荷载侧向压力，容易发生底隆现象。但从堆载作用力扩散外边线分析（附加荷载作用力扩散角一般以45°角扩散，本分析以此为基础），最外边缘作用线f，与基坑底线l间距10.5m，位于滑动面作用弧线以下，因此从作用力分析，基坑底标高位于作用线之上，不会发生底隆现象。从以上分析，堆土高度对该基坑支护及基坑底无危害。

图1瑞典圆弧法滑动面分析及堆载作用力扩散线简要分析

（2）其次从另一角度分析，堆土其次存在坡度，可以理解为另一种放坡形式，可看做与下一层放坡是一个衔接坡度，且放坡系数一般为1:1，从边坡土性及自重情况分析，在无外加条件驱动下，该边坡土压力零点位于基坑底之上，能满足自稳。

（3）再是根据国标规定，《建筑深基坑工程施工安全技术规范》（JGJ311-2013）规定，距离1倍基坑深度范围外坡顶超载，一般不考虑超载。不少地标也做出更保守的估算值，即为2倍基坑深度的范围及以上，超载对于基坑的影响是忽略不计的。因此也足以证明距离基坑边坡13m外堆土，哪怕超载（可以认为堆土高度过高），对基坑的影响是微乎其微的。

3）基坑边坡堆土力学简要分析

根据本工程堆土分析，南北两侧存在2.5m高的围挡，可作为边缘低矮区堆土的挡土墙，整个基坑南侧堆土近似看成均布荷载，可按地标《基坑工程技术规范》DG/TJ08-61-2018计算规定，附加侧向土的压力标准值宜按下列公式近似计算：

图2局部荷载引起的附加侧向土压力

堆载产生的侧向土压力，如图2所示。经过计算，对于基坑边坡侧向压力最大的作用点，为基坑底边缘处，见若以竖直支护体系（护坡桩等）分析，α=78°，β=9°，堆载对基坑底的侧向压力，带入计算得：△PHK=0.64kPa，实际上该处的侧向压力要小于该计算值，主要是该基坑支护形式为放坡土钉墙支护，α值偏小，该边坡在无外力的作用下，能保持一定周期的稳定性，因此基坑外堆载对该基坑边坡的影响是可忽略的。

3结论

综合以上两种理论分析，在距离基坑开挖深度2h（h为基坑开挖深度）以上的，现场的堆土荷载效益对基坑边坡无大影响，控制好堆土高度，可较好保证对基坑最不利的作用点产生的侧向压力可以控制近乎为零。

参考文献

[1]DG/TJ08-61-2018J11577-2018.基坑工程技术标准[S].上海：2018.

[2]卜昌富.基坑边不同堆土方式与其所产生的附加土侧压力关系分析[J].地基基础,2011,33(11):964-966.

[3]代恒均，梁志荣.地面堆载作用下邻近桩基变形的三维数值分析[J].岩土工程学报，2010,32（增刊2）.