雙排樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟弱土層中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

鄺立智（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州）

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雙排樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟弱土層中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

鄺立智（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州）

雙排樁在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用越來(lái)越普遍，但由于其在軟弱土層中的變形量較大，因此其工程應(yīng)用受到了較多限制。本文提出了將常規(guī)的前后排樁連梁調(diào)整為連板，并在前后排樁之間設(shè)置格柵式攪拌樁水泥加固土的技術(shù)措施，通過(guò)工程實(shí)踐及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)證明了該技術(shù)措施能有效減少雙排樁在軟弱土層中的變形量。

雙排樁；軟弱土層；變形控制

1　前言

隨著越來(lái)越多地方法律、法規(guī)明文規(guī)定基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)不得超出本項(xiàng)目用地紅線或進(jìn)入已有建筑物投影范圍，錨拉式支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用受到了更多限制。支撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)由于影響基坑開(kāi)挖及地下結(jié)構(gòu)施工、支撐拆除工序繁復(fù)，所以施工工期較長(zhǎng)；而且在基坑面積及跨度很大、基坑深度不大的情況下，支撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)在造價(jià)上無(wú)優(yōu)勢(shì)。因此，雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。但若軟弱土層深厚且基坑開(kāi)挖深度較大，常規(guī)雙排樁的變形量將較難控制從而限制其工程應(yīng)用。本文以某工程為實(shí)例，提出某種降低軟弱土地層中雙排樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形量的工程技術(shù)措施。

2　工程概況

本項(xiàng)目位于佛山市南海區(qū)，設(shè)置2層地下室。基坑大致成長(zhǎng)方形，長(zhǎng)邊尺寸約310m，短邊尺寸約190m，基坑支護(hù)周長(zhǎng)約1300m，基坑開(kāi)挖深度約9.05m。基坑?xùn)|、南、西側(cè)均為已有建筑，基坑北側(cè)為市政路，基坑周邊環(huán)境情況見(jiàn)圖1。

圖1　基坑周邊環(huán)境圖

3　工程地質(zhì)概況

根據(jù)本項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告，在鉆探深度范圍內(nèi)，本項(xiàng)目典型地質(zhì)情況如圖2所示，圖示基坑開(kāi)挖深度及坑底一定深度范圍內(nèi)均為軟弱淤泥土層。

圖2　典型地質(zhì)剖面圖

4　基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

由于項(xiàng)目所在地法律、法規(guī)明文規(guī)定錨桿（索）不得超出本項(xiàng)目用地紅線或進(jìn)入已有建筑物投影范圍，且軟弱土層厚度較大，錨索難以在不入侵已有建筑物投影范圍的情況下達(dá)到設(shè)計(jì)所需抗拔力。而基坑面積及跨度較大，若采用內(nèi)支撐將嚴(yán)重影響土方開(kāi)挖及地下結(jié)構(gòu)施工，工期要求難以滿足。因此，本項(xiàng)目采用雙排樁（直徑1.0m，前排樁間距1.2m，后排樁間距2.4m，前后樁排距5d）+樁外側(cè)一排搭接式大直徑攪拌樁止水帷幕的支護(hù)截水方案。但由于軟弱土層較為深厚，上述雙排樁支護(hù)方案根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算公式所得出的最大水平位移數(shù)值高達(dá)109.6mm，無(wú)法滿足二級(jí)基坑60mm的變形控制要求。若進(jìn)一步加大支護(hù)樁直徑或減少樁間距雖能減少基坑變形但造價(jià)增大明顯，而前后樁排距也已達(dá)到最優(yōu)排距的上限值［1］。為降低雙排樁變形量以保護(hù)周邊建筑群，本項(xiàng)目采用如下工程技術(shù)措施：①將常規(guī)的前后排樁連梁調(diào)整為連板，在混凝土方量不變的前提下增大前后排樁的整體連接剛度，從而減少前排樁的變形量S1［2］。②在前后排樁之間沿軟弱土層深度范圍設(shè)置格柵式攪拌樁水泥加固土，具體做法詳見(jiàn)圖3～4；水泥加固土提高了雙排樁計(jì)算模型［3］中的土彈簧剛度系數(shù)k，從而減少樁間土的壓縮量（即前后排樁相對(duì)位移量）S2，對(duì)于軟弱土層該效果尤其明顯。由于雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)最大水平位移位于后排樁，而后排樁位移S3=S1+S2，因此通過(guò)上述工程技術(shù)措施理論上可有效降低基坑水平位移量。根據(jù)加固后水泥土的壓縮模量ES重新計(jì)算k值，并代入現(xiàn)行規(guī)范公式進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，得出的最大水平位移數(shù)值為78.6mm。

圖3　基坑支護(hù)剖面圖

圖4　水泥加固土橫斷面圖

后期施工作業(yè)嚴(yán)格按上述設(shè)計(jì)方案實(shí)施，并安全順利地開(kāi)挖至基坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高（圖5～6）。根據(jù)第三方監(jiān)測(cè)單位所提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表1）顯示，在基坑土方開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高且基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后，基坑頂部實(shí)測(cè)最大水平位移數(shù)值僅為52.7mm，比加固前理論計(jì)算所得的最大水平位移數(shù)值109.6mm減少56.9mm，工程實(shí)踐證明上述技術(shù)措施能有效減少基坑在軟弱土層中的變形量。此外，根據(jù)水泥加固土壓縮模量ES復(fù)核計(jì)算所得的理論最大水平位移值78.6mm較為貼近實(shí)測(cè)值52.7mm，因此僅需采用水泥加固土的壓縮模量代替原狀土的壓縮模量即可在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中將水泥加固土的作用考慮在內(nèi)，無(wú)需復(fù)雜的建模計(jì)算［4］。

5　結(jié)論

（1）通過(guò)將常規(guī)的前后排樁連梁調(diào)整為連板，并在前后排樁之間設(shè)置格柵式攪拌樁水泥加固土，增加了前后排樁的連接剛度及樁間土的壓縮剛度，從而達(dá)到降低雙排樁變形量的目的。工程實(shí)踐結(jié)果證明了上述技術(shù)措施的有效性，可用作同類(lèi)工程項(xiàng)目參考。

圖5　現(xiàn)場(chǎng)照片一

圖6　現(xiàn)場(chǎng)照片二

表1　基坑頂部典型水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大監(jiān)測(cè)值匯總表

（2）現(xiàn)行規(guī)范并未考慮樁間水泥加固土對(duì)變形控制的正面作用，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可根據(jù)水泥加固土的壓縮模量ES計(jì)算土彈簧剛度系數(shù)k值，無(wú)需復(fù)雜的建模計(jì)算即可將水泥加固土的加固作用考慮在內(nèi)。

［1］孫 濤.雙排樁支護(hù)排距的優(yōu)化研究.巖土工程學(xué)報(bào)，2012.

［2］林 鵬.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土基坑工程中的應(yīng)用分析.巖土工程學(xué)報(bào)，2010.

［3］中華人民共和國(guó)住房及城鄉(xiāng)建設(shè)部.《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012），2012.

［4］陳晨.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土基坑中的應(yīng)用及分析，中國(guó)巖土，2013.

所獲榮譽(yù)及獎(jiǎng)勵(lì)：2012年獲技術(shù)專(zhuān)利：一種地下室底板與地下連續(xù)墻連接節(jié)點(diǎn) （201210575094）；2015年度廣東省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)工程勘察類(lèi)三等獎(jiǎng)。

Design and Application of double-row piles retaining structure in soft soil

Kuang lizhi（Jianke Architectural Design Institute of Guangdong Province CO.LTD Guangzhou）

Double-row piles in retaining structure is applied more and more widely，but because of its large deformation amount in the soft soil，its engineering application is subject to more restrictions.This paper presents the technical measures that adjust connecting beam of front and back row piles to connecting plate and set grid type mixing pile cement reinforcement soil between front and back row piles，through the engineering practice and the monitoring data prove the technical measures can effectively reduce the deformation of double-row piles in soft soil.

double-row piles；soft soil；deformation control

鄺立智（1982-），男，巖土工程師，工學(xué)碩士，主要從事巖土工程設(shè)計(jì)及勘察工作。

TU473.1

A

2095-2066（2016）09-0001（起始頁(yè)碼）-02

2016-3-8