Diseño del soporte del pozo de cimentación para el edificio Dezhou Xinhua
(Shandong Lubei Geological Engineering Survey Institute, Texas 253015)
Sobre el autor: Chen Song (1961—), hombre, ingeniero senior, dedicado principalmente a la geotecnia. Trabajos de gestión de estudios geológicos medioambientales de estudios de ingeniería y conservación del agua.
Con base en el análisis de las condiciones geológicas de ingeniería del sitio y los resultados del cálculo de la estabilidad del talud, se propuso el diseño del soporte de hormigón proyectado del talud, y la práctica de ingeniería ha demostrado que es factible.
Palabras clave: condiciones geológicas de ingeniería; estabilidad de taludes; soporte de anclaje de hormigón proyectado; Texas
1 Descripción general del proyecto
El edificio Texas Xinhua consta del edificio principal. un edificio podio, de 12 plantas sobre rasante, tres plantas sobre rasante y una subterránea, con una superficie de unos 3200m2. La elevación absoluta del piso natural del sitio es de aproximadamente 18,8 metros, y la excavación del pozo de cimentación es de 6,5 metros.
El edificio de comunicación propuesto en el sur del sitio es de cinco pisos, con una profundidad de enterramiento de 2,5 m y está a unos 8 m de la pendiente lateral. En los lados oeste y norte hay edificios residenciales de ladrillo y hormigón de tres pisos construidos en la década de 1950, a unos 7 m de distancia del pozo de cimentación. En el lado norte está Wenhua Road. Hay una zanja para tuberías a unos 5 m de distancia de la pendiente del pozo de cimentación, que contiene tuberías de suministro de agua, comunicaciones y cables eléctricos. La pendiente del pozo de cimentación no tiene un punto de partida seguro y el diseño utiliza un soporte de anclaje de hormigón proyectado para garantizar la seguridad de la pendiente del pozo de cimentación. El plano general se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Plano general de construcción
La profundidad del agua subterránea en el sitio es de 1,8 m. Si el agua subterránea no se trata previamente, inevitablemente se producirán tuberías y arenas movedizas. De acuerdo con las condiciones geológicas del sitio y las condiciones de construcción en el sitio, el método de deshidratación en el pozo está diseñado para tratar el agua subterránea.
2 Condiciones geológicas de ingeniería
El sitio propuesto pertenece al área de la llanura aluvial del tramo inferior del río Amarillo en términos de unidades geomorfológicas. Después de la transformación artificial, el terreno es relativamente plano, con una diferencia de altura de 1 m. Los parámetros relevantes de la capa geológica de ingeniería son los siguientes: ① Suelo de relleno varios, profundidad de enterramiento de la placa inferior 0,9 ~ 2,8 m, espesor promedio 1,5 m, r = 18 kn/m3, c = 0, φ = 20 (2) limo y limo intercalados; arcilla . La placa del fondo tiene una profundidad de 7,9 a 8,7 m, con un espesor promedio de 6,7 m. Es principalmente arcilla limosa. La capa única de arcilla limosa tiene aproximadamente 0,4 m. El promedio r = 18,1 kN/m3, c = 29 kpa, φ =. 8 (3) Suelo limoso, la placa inferior está enterrada a una profundidad de 9,2 ~ 10,6 m, el espesor promedio es de 1,4 m, r = 19 kn/m3, k = 1,2 m/d ④ Arena limosa, la placa inferior está enterrada profundamente; 13,8 ~ 14,9 metros, el espesor promedio es de 3,5 metros, r = 18,5 kn/m3, k = 3,5 m metros/día.
3 Estabilidad natural del talud del pozo de cimentación
3.1 Distribución activa de la presión del suelo en la pendiente
Debido a los bordes circundantes, el espacio de la pendiente es pequeño, la estabilidad de la pendiente se calcula en base a 90° y la sobrecarga superior de la pendiente es q = 10 kPa. Según la teoría de la presión del suelo de Rankine, la fórmula de cálculo de la presión del suelo activa es la siguiente:
Colección de Geología Ambiental de Shandong
La distribución de la presión del suelo activa en la pendiente calculada mediante la fórmula (1 ) se muestra en la Figura 2 . Los taludes con una presión activa del suelo mayor que cero experimentarán inestabilidad por vuelco, y la superficie de ruptura activa es la línea de puntos en la Figura 2.
Figura 2 Distribución activa de la presión del suelo en pendiente
3.2 Estabilidad antideslizamiento del talud
Según la teoría de estabilidad del talud de Taylor (Comité de Construcción Municipal de Chongqing, 2003), la La pendiente del suelo cohesivo es inestable y se deslizará en una superficie de arco. Según la curva empírica de Taylor se puede encontrar la superficie de deslizamiento más peligrosa de la pendiente (Figura 3). Según el método de la tira, el factor de seguridad antideslizante de la superficie del arco se calcula de la siguiente manera:
Figura 3 Diagrama esquemático de la superficie de deslizamiento peligrosa
Colección de Geología Ambiental de Shandong
En la ecuación: wi es la gravedad de la franja de suelo; Bi es la densidad de la franja de suelo; Ai es el ángulo de elevación de la línea tangente en el punto medio del borde inferior de la franja de suelo; longitud del borde inferior de la franja de suelo; Ci y li son el corte de la capa de suelo donde se ubica el borde inferior de la franja de suelo, parámetro del arco de corte.
Según la fórmula (2), el factor de seguridad antideslizante de l 1 arco es:
Colección de Geología Ambiental de Shandong
Se puede observar que el La estabilidad antideslizante natural no es suficiente.
La superficie de deslizamiento crítica (L2 en la Figura 3) con k≈1 se puede calcular mediante el método de la tira, y su factor de seguridad antideslizante es:
Colección de Geología Ambiental de Shandong
Todo el suelo por encima de L2 tiene el potencial de deslizarse y perder estabilidad.
Estabilidad antilevantamiento del fondo del pozo
Cuando la pendiente del suelo blando excede una cierta presión alta, se producirá inestabilidad ascendente porque el peso del suelo lateral excede la capacidad de carga última del el suelo subyacente.
El coeficiente de producción de seguridad anti-levantamiento del fondo del pozo se calcula de la siguiente manera:
Colección de Geología Ambiental de Shandong
En la fórmula, Nc es el coeficiente de capacidad de carga de la base, calculado según la fórmula (3):
Colección de geología ambiental de la provincia de Shandong
Por lo tanto, no se producirá inestabilidad anti-bombo.
5 Diseño de estructura de soporte anclada con hormigón proyectado para taludes
Con base en el análisis de estabilidad natural del talud, el diseño de estructura de soporte anclada con hormigón proyectado para talud se muestra en la Figura 4 . * * * Coloque 5 filas de anclajes, 1 fila en el suelo mezclado, ¿cuál se debe usar? Anclajes de lechada para tubos de acero de 48 × 3,5, de 2 a 5 filas de anclajes, anclajes de lechada perforados, el diámetro del orificio es de 120 mm y las barras de unión. 25 barras de refuerzo, utilizando cemento de silicio ordinario 32,5, relación agua-cemento 0,5 mezclado con un agente de resistencia temprana, lechada de lechada de cemento, la fuerza de anclaje de diseño es de 12 kn/m. A partir de 4 m, presione una fila de pilotes de tubos de acero para desempeñar el papel de soporte avanzado.
Figura 4 Diagrama esquemático de la disposición del soporte de anclaje del hormigón proyectado para el talud.
El hormigón proyectado utiliza cemento de silicio ordinario 32,5 y el árido es grava y arena media con un tamaño de partícula de 5. ~ 15 mm La proporción de mezcla Para cemento: arena: piedra: agua = 1: 2: 2: 0,5, agregue un agente de fraguado rápido y deje en posición vertical. ¿Cabezal de anclaje 6.5@200×200 malla de acero? 16 juntas de borde transversal de barra de acero.
Análisis de estabilidad del talud soportado por hormigón proyectado con anclaje
6.1 Análisis de estabilidad antivuelco
Según la Figura 2 y Figura 4, la estabilidad del talud al punta del talud El momento de vuelco es la suma de los momentos de la presión dinámica principal del suelo en el pie del talud. El momento de vuelco de la estructura de soporte del anclaje de hormigón proyectado en el pie del talud es la suma de los momentos de la fuerza de anclaje efectiva fuera de la ruptura activa. Plano en la base del talud. El factor de seguridad de vuelco se puede obtener mediante el método gráfico de la siguiente manera:
Colección de Geología Ambiental de la Provincia de Shandong
Por lo tanto, los taludes sostenidos por hormigón proyectado y varillas de anclaje. no volcarse y volverse inestable.
6.2 Estabilidad antideslizante
Cuando el talud se desliza a lo largo de cualquier superficie en arco, la varilla de anclaje fuera de la superficie de deslizamiento es la sección de anclaje efectiva, y su fuerza de anclaje efectiva sobre la superficie de deslizamiento es La suma del número de segmentos es la fuerza antideslizante de la varilla de anclaje. El factor de seguridad antideslizante de la estructura de soporte de anclaje-hormigón proyectado se puede calcular de acuerdo con la siguiente fórmula:
Colección de Geología Ambiental de Shandong
Donde: Fj es la fuerza de anclaje efectiva de la hilera J de anclajes; βj es el ángulo entre el anclaje de la fila J y la superficie de deslizamiento.
Según la Figura 2 y la Figura 4, el factor de seguridad antideslizante de las superficies deslizantes L1 y L2 se puede calcular según la fórmula (5):
Colección de Geología Ambiental de Shandong
Colección Provincial de Geología Ambiental de Shandong
Se puede observar que la estructura de soporte de anclaje-hormigón proyectado cumple con los requisitos de estabilidad antideslizante.
7 Estabilidad durante el proceso constructivo
La estructura de soporte anclaje-hormigón proyectado no sólo es necesaria para garantizar la estabilidad del talud después de la construcción, sino que también debe garantizar la seguridad en cualquier etapa durante la construcción. proceso de construcción. El soporte del hormigón proyectado es primero excavación y luego soporte. Cuando el talud se excava hasta el fondo y no se construye la fila inferior de anclajes, el factor de seguridad de estabilidad del talud es el más bajo. Después de verificar de acuerdo con el método anterior, el factor de seguridad de la pendiente en este momento es:
Colección de geología ambiental de la provincia de Shandong
Colección de geología ambiental de la provincia de Shandong
Se puede observar que las estructuras de soporte de anclaje por aspersión son seguras durante la construcción.
8 Aplicación y conclusión
Aplicación de 8.1
Los resultados del monitoreo un día antes del relleno del pozo de cimentación son los siguientes:
Provincia de Shandong Colección de Geología Ambiental
8.2 Conclusión
El proyecto se inició en 5438+0 el 5 de abril de 2006 y el relleno se completó el 10 de septiembre del mismo año, el cual duró 5 meses. Aunque llovió durante la temporada de lluvias, la pendiente se mantuvo básicamente estable, lo que indica que el esquema de soporte de este proyecto era factible y el diseño fue exitoso.
Referencia
Comisión Municipal de Construcción de Chongqing. 2003. Especificaciones técnicas para la ingeniería de taludes de edificación. Prensa de la industria de la construcción de China.