关键词：深基坑、支护、型钢桩、开挖
引言：
分析深基坑支护工程施工中存在的危险、危害因素，采取必要的安全验算，对预防事故的发生很有必要，深基坑常用的支护方式一般包括挡土桩、止水桩、立柱桩等，以下对型钢桩支护方式进行研究。
正文：
（一）项目介绍
本文主要是针对德州市运河经济开发区小庄泵站泵房项目的深基坑支护进行研究，新建项目小庄泵房长20.80米，宽18.60米，基础底标高-7.80米，由于北侧与老泵房间距11.70米、东侧靠现有河堤比较近。
（二）地质情况及降水处理：
项目场地标高-7.80～-10.70米为粘土层，以上为粉土层，褐黄色，含氧化铁，云母，具粘性，稍密，很湿，摇振反应中等，干强度及韧性低; 勘察期间测得场地静止地下水位埋深-2.80～-4.10米。
降水采用深井降水方式，湿作业成孔，采用外径400mm无砂混凝土预制管。井沿建筑边外3.5米左右，井间距按6m设置，井深25-30m。采用200QJ32-36/6型深井潜水泵24小时不间断降水。
（三）深基坑支护
为了避免对周围的建筑及设施造成影响，小庄泵站泵房北侧靠老泵房、泵房东侧靠河堤考虑打型钢桩，基坑其他部分土方开挖采用放坡处理。
型钢桩稳定性计算书
型钢采用工字钢工36a或同强度H型钢，单根长12m，中心间距0.7m。
二、参数信息
重要性系数：1.00; 开挖深度：7.80; 基坑下水位深度：-1.00; 基坑外侧水位深度：-8.50;
桩嵌入土深度：12.00;
(1)、基坑外侧土层参数：
序号 土类型 h(m) γ(kN/m3) C(kPa) φ(℃) 计算方法
1 填土 3 19.00 10.00 12.00 水土合算
表中：h为土层厚度(m),γ为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),φ为内摩擦角(℃)
(2)、基坑以下土层参数：
序号 土类型 h(m) γ(kN/m3) C(kPa) φ(℃) 计算方法
1 粘性土 5.00 19.00 10.00 12.00 水土合算
表中：h为土层厚度(m),γ为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),φ为内摩擦角(℃)
(3)、基坑外侧外荷载：
序号 布置方式 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m 标高m
1 满布 0.00 ------- ------- 0.00
三、桩侧面土压力计算
1.作用在桩的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-3.00m
Ea1上 = (0.00+0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2) = -16.20kN/m2(取0.0)
Ea1下 = (0.00+19.00×3.00+0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2) = 21.18kN/m2
2.作用在桩的被动土压力分布：
第1层土上部标高-7.80m，下部标高-12.80m
Ep1上 = (0.00+19.00×5.00)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2) = 24.70kN/m2
Ep1下 = (0.00+19.00×5.00)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2) = 169.57kN/m2
四、桩侧面土压力产生的弯矩计算
1.主土压力对桩最低点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = 0.00×3.00×18.30+21.18×1.50×17.80 = 565.56kN.m/m
考虑到支撑材料的间距和宽度作为计算宽度，B = 0.70m。
Ma = 0.70×565.56 = 395.89kN.m
2.被动土压力对桩最低点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Mp = 24.70×5.00×9.50+144.87×2.50×8.67 = 4312.04kN.m/m
依据根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012),4.17,
计算宽度B = 1.5b+0.5 = 0.70m > 0.70m
取计算宽度B = 0.70m Ma = 0.70×4312.04 = 3018.43kN.m
五、验算嵌固深度是否满足要求
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)4.2.1的要求；
EpkZpl/EakZal=Kem 其中：Kem为嵌固稳定安全系数；此处取1.20；
EpkZpl/(EakZal) = 3018.43/395.89 = 7.62> 1.20
满足公式要求！
六、抗渗稳定性验算
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！
七、结构计算
1、结构弯矩计算：悬臂式支护结构弯矩Mc = 129.00kN.m；
2、截面弯矩设计值确定：M=1.25γ0Mc
γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）,表3.1.6可以选定。截面弯矩设计值M=1.25×1.00×129.00 = 161.25kN.m；
八、截面承载力计算：1、材料的强度验算：σmax=M/γxWx
γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0;Wx-----材料的截面抵抗矩: 875.00 cm3; σmax = M/(γx×Wx)=161.25/(1.0×875.00×10-3)=184.28MPa;σmax = 184.28MPa<[fm]=205.00MPa;
经比较知，材料强度满足要求。
结论：
1、型钢桩相较于其它支护方式价格最低，节约成本，施工方便，材料可回收重复使用。
2、型钢抵抗侧向压力能力较强，在建筑物周围可不必全满设置，可对局部易受影响的部位单独设置。
3、型钢桩适合在粉土、粘土中使用，不适合在回填杂土（尤其回填粉煤灰）、沙土、稀泥坑中使用。
参考文献
《建筑基坑支护技术规程》[S]JGJ120-2012
《土力学与地基基础》第五版[M].清华大学出版社出版,2009年.
《建筑地基基础设计规范》[G]GB/T50007-2011
《热轧型钢》[G]GB/T706-2016
论文作者:樊涛
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷17期
论文发表时间:2019/12/4
标签：基坑论文; 型钢论文; 泵房论文; 标高论文; 弯矩论文; 土层论文; 建筑论文; 《建筑实践》2019年第38卷17期论文;