南京某岗地区域挡墙设计

南京某岗地区域挡墙设计

冯京京

引言随着城市的发展，城市建筑越来越高，越来越复杂，基坑也朝着更深、更大的方向发展。伴随着城市的扩展，拟建建筑物周边环境也越发复杂。针对复杂地形区域，对小区建成后路面与周围原始路面交界处的处理变得愈发重要。目前国内的挡墙设计，多为根据土层参数，按规范设计计算的挡墙；部分设计是按照规范图集结合土层情况，选择合适的挡墙。在实际施工过程中，由于地形及地层条件的复杂性，有时简单的挡墙设计及计算已不满足现场的需要。结合当地实际经验，也可以为以后相同条件下的挡墙选型提供一定的参考。1、工程概况1.1工程概况南京某工地位于南京市雨花区。本工程±0.00相当于绝对标高为+18.45m（1985国家高程基准），本工程所涉及标高均为绝对标高。拟建一层地下室，拟建小区西侧，现有地面标高约+13.00，小区建成后覆土标高约+18.30，该区域拟设置挡墙。1.2工程地质条件①-1杂填土:杂色，松散，由建筑垃圾混少量粘性土组成，局部夹少量暗红色岩屑，粗颗粒含量较多，约20%～35%，局部为原建筑物残留地坪，密实度、均匀性较差，填龄不足3年。层厚0.2～3.6m。①-2素填土：灰色～灰黄，软～可塑，由粉质粘土混少量碎砖、碎石填积，局部夹植物根须，填龄大于10年。层顶埋深0.4～3.6m，层厚0.4～4.1m。①-3淤泥质素填土：灰色～黑色，流塑，有腥臭味，含腐殖物及较多碎石，主要分布于水塘及积水坑底部。层顶埋深0.0～3.6m，层厚0.4～2.1m。②-1粉质粘土：灰黄色，可塑，局部软塑。稍有光泽反应，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。层顶埋深1.3～5.7m，层厚0.6～5.7m。②-2粉质粘土：灰色～黄灰色，软～可塑，稍有光泽反应，无振摇反应，干强度中等，韧性中等偏低。层顶埋深2.8～8.3m，层厚0.9～8.0m。②-2a粉质粘土：灰色，流塑，局部软塑，局部为淤泥质粉质粘土，稍有光泽反应，无振摇反应，干强度中等，韧性低。层顶埋深3.6～7.5m，层厚2.7～15.0m。③粉质粘土：黄褐～褐黄色，可～硬塑，有光泽反应，无振摇反应，干强度中等，韧性中等，局部为黏土，该层底部局部地段零星夹杂少量卵砾石。层顶埋深0.4～18.1m，层厚0.5～9.3m。⑤-1强风化泥岩：棕红色，岩石经强烈风化作用，结构大部分破坏，呈粘性土混少量砂状，局部底部夹有少量中风化岩碎块，属极软岩，岩体基本质量等级分类为V类，遇水极易软化。层顶埋深0.2～19.1m，层厚1.1～5.7m。⑤-2中风化泥岩：棕红色，泥质结构，块状构造，岩芯呈长柱状，岩芯采取率80～90%，RQD约70～80%，较完整，为极软岩，岩体基本质量等级分类为V类。层顶埋深2.7～21.7m，未钻穿。1.3地下水情况根据勘探揭示的地层结构，场地勘探深度内地下水有潜水和基岩裂隙水。对工程有影响的地下水主要为潜水。（1）潜水潜水主要赋存于表层松散人工填土和②层新近沉积的黏性土中。人工填土结构松散，密实度差，透水性较好，厚度较大，水量较丰富，尤其雨季。②层粉质粘土层中含有少量地下水，但透水性较弱，给水性较差，属微透水地层。南京地区地下水最高水位一般在7～8月份，最低水位多出现在旱季12月份至翌年3月份。野外勘探时间为2018年8月下旬，勘探期间量测的初见水位埋深在地面下0.20～2.80m，稳定水位埋深在地面下0.30～2.95m，高程为7.27～12.43m（1985国家高程系统）。地下水主要补给来源为大气降水，以蒸发或逐渐下渗的方式排泄，水位、水量随季节变化较大，雨季水位较高，水量相对较大，水位变幅较大（在1.0m以上）。（2）基岩裂隙水场地下伏基岩为泥岩，岩体较完整，局部强风化厚度较大，基岩裂隙水主要赋存于强风化岩层中，因强风化岩层部分呈土状、砂土状，含裂隙水，但富水性、透水性不均匀，呈各向异性，基本无统一水位。中风化岩层岩体较完整，少量裂隙呈闭合状或泥质充填，裂隙水贫乏。基岩裂隙水补给来源为上覆松散地层中孔隙水的下渗和侧向径流，以侧向径流为主要排泄方式。水量受季节性影响，雨季往往有一定量的裂隙水。本设计中地下水位按自然地面下1.0m考虑。图1西侧拟建挡墙区域地质剖面展开图2、基坑西侧第一次挡墙设计图2最初挡墙设计地面原始标高约13.00，覆土标高18.30，根据勘察报告土层参数持力层为③粉质黏土、⑤-1强风化泥岩、⑤-2中风化泥岩，所以持力层在现有地面下约13-14m处。自现有地面至覆土后区域采用扶壁式挡墙，下部持力层埋深较深，考虑三种基础选型：①换土垫层：将持力层上部土层进行换填；②复合地基处理：采用深搅桩等形式进行地基处理，形成复合地基；③采用桩基础：采用双排桩作为基础。经过安全性及经济性比选，建成覆土后，内外高差区域采用双排桩+扶壁式挡墙形式支护。该方案双排桩基础结合对一层地库开挖的支护及后期覆土后，作为上部扶壁式挡墙基础，安全经济合理。3、根据现场施工过程中发现的问题，进行第二次挡墙设计图3在发现现场基础冲突后挡墙设计在双排桩施工过程中，发现原有红线位置处，现有围墙下为砖砌式挡墙基础，导致后排桩无法施工。经现场踏勘，红线处基础埋深约3.20m，基础宽度约1.5m，且该挡墙基础施工图纸缺失，无法确保该处挡墙安全性，无法利用现有挡墙基础。经重新计算分析结合经济性比选，将本工程西侧挡墙调整为单排钻孔灌注桩基础+悬臂式挡墙，挡墙与主楼结构用混凝土连接。该方案考虑现场实际情况，利用结构受力，节省造价。4、根据结构意见进行第三次挡墙设计图4根据结构意见第三次挡墙设计由于第二次挡墙设计与主楼区域结构有连接，经过与结构设计沟通，结构设计认为，整个小区地库覆土后，建成标高为18.30，整个西侧挡墙与主楼连接会形成整体，对于结构来说，原有设计东西两侧覆土形成对称土压力，西侧部分与挡墙形成整体后，会造成东侧有覆土西侧无覆土的土压力不对称状态，会影响结构安全。经专家论证，将挡墙调整为单排钻孔灌注桩基础+悬臂式挡墙。该方案考虑到现场实际施工情况，为安全可靠的挡墙选择方案。5、结论较之传统的扶壁式挡墙、悬臂式挡墙等挡墙方案，在持力层埋深较深的情况下，相较于传统的地基处理，采用桩基础形式，挡墙设计安全可靠，且该挡墙设计结合了现场实际施工情况及结构的意见，最终采用了较为合理的设计方案，确保了挡墙本身及周围环境的安全。为该区域挡墙的选型提供了有益的参考。参考文献[1]刘国斌，王卫东.基坑工程手册[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.[2]冯京京.臧家巷华严寺地块项目基坑支护及西侧永久挡墙（临近警官学院区域）设计文件[R].南京：江苏省建苑岩土工程勘测有限公司，2019.[3]中国建筑科学研究院，JGJ120-99建筑基坑支护技术规程[S]，北京：中国建筑工业出版社，1999.