雙排樁在淤泥質土中的應用

章 金 瓊

(蘇州光華巖土工程股份有限公司,江蘇 蘇州 215003)

雙排樁在淤泥質土中的應用

章 金 瓊

(蘇州光華巖土工程股份有限公司,江蘇 蘇州 215003)

以盛澤金融街及城管樓工程為例，結合該項目周邊環境、地質條件及工期要求，對淤泥質土內雙排樁選取原因及雙排樁的應用進行了論述，結果表明：基坑開挖后，基坑外側在經歷了大量重型車輛通行情況下雙排樁取得了理想效果，為后續雙排樁的應用提供參考借鑒。

深厚淤泥，鉆孔灌注雙排樁，位移，坑內加固

0 引言

在深厚淤泥質土地區的單層地下室，由于土質較差，往往有的項目圍護可用場地狹小，周邊環境復雜，若采用傳統懸臂單排樁支護無法滿足基坑安全要求，若采用排樁+內支撐支護結構則造價高，使用支撐后淤泥質土里挖土困難、工期長，雙排樁的應用可以較好的解決上述問題。本文對開挖深度不深，土質差，周邊環境復雜，場地狹小，工期及造價要求較高的項目起到一定借鑒作用。

1 工程概況

盛澤鎮金融街及城管樓工程位于吳江市盛澤鎮，陳家橋路以北、勤政路以西，場地西鄰在建盛澤鎮行政中心大樓。場地原為農田及河道，現為空地，交通方便。 盛澤鎮金融街及城管樓工程地上2層～13層，地下1層，地下車庫呈長方形，其南北長145 m，東西寬120 m。地下車庫開挖面積約16 800 m2，開挖周長約530 m，開挖深度為5.7 m～6.0 m。

2 基坑特點及難點

2.1 周邊環境

本地下車庫東側為在建勤政路，南側為在建陳家橋路，北側為空地，西側靠近現有水泥道路。具體環境見圖1，周邊關系如下：

北側：北側開挖邊線距用地紅線2.5 m，紅線以外80 m范圍內均為空地，地下無管線，地上無建(構)筑物。經業主溝通，紅線外場地可利用。

東側：東側開挖邊線距離在建勤政路道路紅線19.45 m。

南側：南側開挖邊線距離在建陳家橋路道路紅線5.6 m。用地紅線以南4.0 m埋深有雨水管(埋深1.80 m)，雨水管以南1.50 m埋深有污水管(埋深3.0 m)。

西側：西側開挖邊線距離用地紅線6.19 m，紅線至在建的盛澤行政服務中心工地有10 m，紅線與服務中心工地圍墻間現為水泥道路，該水泥道路為場地北部在建舜湖西路、文化中心等幾個重要工地的主要施工通道，北側幾個項目材料、土方、混凝土均要從該通道通過。

由此可見，本基坑北側環境較簡單、場地較開闊，東側、南側為在建道路，目前均只完成第一道灰土鋪設及管網埋設，經業主與市政公司協調，計劃二灰及路面柏油均在本地下室施工完畢土方回填后再施工，西側環境較復雜，毗鄰主要施工通道，后期重型車輛行走頻繁。因此必須采取適當的圍護措施，確保周邊環境及工程樁的安全。

2.2 地質條件

本場地位于吳江市盛澤鎮，地處長江三角洲東南緣太湖水網平原中南部。本區第四紀以來地殼運動以沉降為主，廣泛接受堆積，形成廣闊單一的堆積平原地貌，第四系地層分布廣，厚度大。

擬建場地原為農田，其中場地東部南北走向為金門港河道，場地南部近東西走向也有河道貫穿，現已清淤填埋。

基坑側壁及坑底土質較差，屬深厚軟土，組成基坑側壁及與支護有關的土層為：

①素填土：灰褐、灰黑色，結構松散，稍濕，以軟塑～流塑粉質粘土為主。場區普遍分布，厚度：0.20 m～4.60 m,平均1.46 m；層底埋深：0.20 m～4.60 m,平均1.46 m。

②粉質粘土：灰、黃灰色，軟塑，中低韌性，搖振反應無，稍有光澤,含腐植物根莖,干強度中等，場區普遍分布。厚度：0.50 m～2.30 m,平均1.49 m；層底埋深：1.50 m～4.50 m,平均2.55 m。地基承載力特征值fak=70 kPa，壓縮模量Es=4.3 MPa，為中壓縮性土，力學性能較好。

③淤泥質粉質粘土：灰、灰黑色，流塑，較均勻，局部夾泥炭質土，高壓縮性。干強度中等，低韌性，搖振反應無，無～稍有光澤，有淤臭味。場區普遍分布，厚度：8.30 m～12.10 m,平均10.66 m；層底埋深：10.60 m～15.10 m,平均13.18 m。地基承載力特征值fak=60 kPa，壓縮模量Es=2.6 MPa，為高壓縮性土，力學性能差。

④-1粉質粘土夾粉土：灰黃～黃灰色，可塑為主，局部夾粉土薄層，見鐵質銹斑,強度中等，中等韌性，搖振反應無，稍有光澤。場區普遍分布，厚度：4.90 m～9.10 m,平均6.58 m；層底埋深：18.50 m～22.20 m,平均19.76 m。地基承載力特征值fak=160 kPa，壓縮模量Es=6.7 MPa，為中壓縮性土，力學性能一般。

④-2粘土：灰、灰黃色，可塑～硬塑，含鐵錳結核,干強度高，高韌性，搖振反應無，切面光滑。場區普遍分布，厚度:1.70 m～3.20 m,平均2.25 m；層底埋深:20.50 m～24.20 m,平均22.01 m。地基承載力特征值fak=230 kPa，壓縮模量Es=8.1 MPa，為中壓縮性土，力學性能較好。

2.3 本項目特點

1)本項目北側空曠，東側、南側雖為在建道路，但經業主協調后道路后期回填碾壓擬待本項目地下室回填后再施工，故該區域周邊環境也簡單，重點為西側，西側場地狹小且為北側幾個項目的主要施工通道，后期有大量重型車輛通行。

2)場地下分布有一層較厚的流塑狀淤泥質土，工程性質差，該土層含水率達到45%。該土層中的懸臂圍護結構位移較難控制，圍護結構變形大容易造成工程樁偏位或斷裂。

3)業主工期要求非常緊，業主計劃6個月出±0.000。

4)業主對工程造價控制高，要求在保證安全前提下盡量經濟。

3 支護方案的比選

針對本項目周邊環境，地質條件，工期、經濟性要求，本項目重點考慮為西側區域，針對西側對幾種圍護方案進行了比選：

1)鉆孔灌注樁+支撐結構。基坑四周施工一圈鉆孔灌注樁+一道混凝土支撐，該圍護體系成熟穩定，安全可靠，西側有大量重型車輛行走，對圍護結構位移控制有較高的保證。但采用該工藝造價高，同時使用內支撐淤泥質土里土方開挖困難，涉及到支撐施工、拆撐等工藝，工期長，無法滿足業主造價、工期的要求。

2)重力式墻圍護結構。該工藝方便施工，造價低，但西側后期有大量重型車輛通行，圍護結構安全性低，無法保證圍護結構和工程樁的安全。

3)單排鉆孔灌注樁。在西側采用大直徑單排鉆孔灌注樁，該工藝施工簡單，經計算鉆孔樁直徑大，位移大，嵌固深度深，圍護結構安全性低，綜合造價高。

4)排樁+支撐撐于結構上。西側采用排樁結構，先進行東側及中部結構施工，西側圍護前預留土開挖，待中間及東側地庫建好后撐于地庫結構上。該工藝東側及中間土方開挖時，西側圍護結構邊需預留土方，由于基坑側壁及坑底均為流塑狀淤泥質土，天然土無法預留，需進行處理，處理費用高，同時土建施工工藝多，工期長。

5)雙排鉆孔灌注樁。在西側施工兩排鉆孔灌注樁，樁頂設置圈梁，兩排樁間施工連梁連接形成一個超靜定門式結構。雙排樁比單排樁剛度大、穩定性好，土建施工便利，控制位移較可靠。

4 支護方案的選擇和設計

綜合考慮了安全性、經濟性、便利性后，西側采用雙排鉆孔灌注樁圍護結構+坑內處理，南側重力式墻圍護結構，東側、北側利用場地進行二級放坡+坡腳攪拌樁支護圍護結構。本文主要分析西側雙排灌注樁的應用，雙排樁支護圖見圖2。

雙排樁的計算較為復雜，首先是作用在雙排樁結構上的土壓力難以確定，特別是樁間土的作用對前后排樁的影響難以確定。當不設置水平支撐時，雙排樁本質上是一種懸臂支護結構，但排樁內的樁體內力與變形又與單排懸臂排樁的內力和變形有顯著的區別。由于有后排樁的存在，雙排樁與無后排樁的單排懸臂支護樁相比，墻背土體的剪切角將發生改變。剪切破壞面的不同，將導致土體的主動土壓力的變化，如何考慮上述因素的作用，以及如何簡化雙排樁支護結構的計算模型，目前尚未形成一套完善的計算方法。本項目采取考慮前后排樁相互作用的計算模型來進行計算。

經計算采用φ850鉆孔灌注樁，考慮到雙排樁剛性大，故樁間距取1.5 m；前后排樁間距取2.5d，即3.0 m；前排樁后施工兩排雙軸攪拌樁止水擋土；由于坑內土質較差，坑外施工通道動荷載大且多，單純雙排樁計算位移較大，為了控制位移，對被動區土體進行水泥土攪拌樁加固，加固寬度為5.2 m，深度為5.0 m。雙排樁的布置采用前后排對齊布置形式，前后排樁頂均設置1 000×800圈梁，兩個圈梁間設置900×700連梁連接，連梁間距3.0 m，每隔一根樁即設置一道連梁，連梁與圈梁同時施工同時澆筑，形成一整體帶肋鋼筋混凝土板。圈梁、連梁中間空格處澆筑一層80 mm的C20混凝土面層止水，防止雨水下滲。

由于北側及南側圍護結構與西側不一致，故西北側灌注樁延伸至放坡一級平臺處，西南側灌注樁嵌入南側重力式墻內，這樣在不同圍護結構交接處進行了加強處理，使圍護結構形成一個整體。

5 基坑施工情況及監測情況

本項目基坑開挖期間及后期地下室結構施工期間，正逢北側一個工地土方開挖，大量土方車輛從西側道路通過，以及大量鋼筋混凝土泵車頻繁通過。后期外側水泥道路出現許多裂縫，但監測結果顯示圍護結構變形未出現異常現場，經過分析主要原因為大量車輛碾壓導致，施工單位采用水泥砂漿及瀝青涂抹，防止雨水下滲。基坑從2013年6月開挖，2013年9月底板澆筑完畢。監測結果顯示從開挖至底板施工完畢，雙排樁頂的位移、坡頂位移值均在正常范圍以內。

6 結語

1)本項目開挖深度淺，土質較差，西側大量重型車輛通行，業主對經濟性及工期的要求較高，西側采取雙排樁支護思路是正確的，雙排樁間施工攪拌樁即可擋土止水又對樁間土進行加固處理，可增加雙排樁的綜合剛度。雙排灌注樁既可有效的控制位移，又對土方開挖及土建施工帶來極大便利性。

2)在坑底是軟土情況下，采取雙軸攪拌樁進行坑內土層加固處理，增強被動區土壓力，對控制位移起到關鍵性作用。

3)本項目不同區域采用了不同的支護結構，不同支護結構交接處采取加強措施，故同一基坑采取不同圍護結構在充分考慮經濟性的同時也要注意不同圍護結構交接處受力穩定性問題。

[1] 龔曉南.基坑工程實例3[M].北京：中國建筑工業出版社，2003.

[2] 劉國彬，王衛東.基坑工程手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2001.

[3] JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術規程[S].

Application of double-row pile in silt soil

Zhang Jinqiong

(SuzhouGuanghuaGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Suzhou215003,China)

Taking Shengze financial street and Chengguan building engineering as examples, combining with its surrounding environment, geological conditions and construction duration demands, the paper discusses double-row pile selection causes and application in silt. Results show that: after the foundation excavation, the double-row pile achieved good effects under the condition of large heavy vehicles of the external foundation pit, which has provided some guidance for double-row pile application in future.

deep silt, bored double-row pile, displacement, internal reinforcement

1009-6825(2015)02-0052-03

2014-11-03

章金瓊(1979- )，女，工程師

TU473.1

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