門架式支護結構在軟土基坑中的應用及位移控制方法研究

周新潮，陳琦慧

（浙江省地礦勘察院，浙江杭州310012）

門架式支護結構在軟土基坑中的應用及位移控制方法研究

周新潮*，陳琦慧

（浙江省地礦勘察院，浙江杭州310012）

針對軟土地層區的大型基坑工程，提出了不同開挖深度和土質情況下，采用不同樁間距的雙排樁門架式結構，同時在前后排樁之間設置多排水泥攪拌樁加固樁間土，在土質較差地段采用被動區水泥攪拌樁墩式加固的支護型式，有效地保證了基坑側壁的穩定、控制了坑外土體的側向位移，具有很好的工程實用性。

雙排樁；門架；軟土基坑；位移控制

在軟土地層區的大型基坑工程中，當采用排樁加內支撐型式進行基坑支護時，往往由于支撐長度過長導致圍護工程造價過高，其經濟性較差。雙排樁門架式支護結構具有整體剛度大、不需設置支撐、施工方便等優點，因此在基坑工程中的應用越來越廣泛。但在工程實際應用過程中，由于排樁布置型式不當，往往容易出現基坑側壁位移量整體偏大的情況。

以杭州地區已經完成的開挖面積2×104m2的大型基坑為例，對不同支護剖面采用不同樁間距類型的門架式支護結構，根據基坑工程施工期間及完工后的基坑監測數據表明，對不同開挖深度，采用的不同樁間距的門架式支護結構均能滿足基坑側壁土體穩定及坑壁土體側向位移控制的要求，具有很好的適用性。

1　工程簡介及特點

1.1工程簡介

本工程位于杭州市余杭區崇賢鎮，建筑物由8幢11～18層高層住宅樓組成，設1層整體地下室，工程總用地面積21945m2。基礎采用鉆孔灌注樁樁基。基坑實際開挖深度按周邊基礎地梁或承臺底面計為4.10～5.65m。

1.2本基坑工程特點及周邊環境

本工程基坑開挖面積大，開挖深度影響范圍內淤泥土土質差，場地東側、北側用地紅線外側為規劃道路，施工期間作為大型施工車輛進出道路，對基坑支護較為不利。

2　工程地質條件

根據本工程《巖土工程勘察報告》（詳勘），基坑支護可能影響范圍內的場地土層結構自上而下分述如下：

①-1層雜填土：灰色、雜色，濕，松散。主要由粘性土、建筑垃圾組成，其中西側地段雜填土較厚，為新近堆填。局部缺失，層厚0.00～6.50m。

①-2層耕作土：灰色，濕，松軟。以粘性土為主，含少量植物根莖。局部分布，層厚0.00～0.40m。

②層粉質粘土：灰黃色、灰色，軟塑、局部軟可塑。切面稍有光澤，無搖震反應，韌性及干強度中等，含鐵錳質斑及蘭灰色高嶺土團塊，局部粉粒含量較高。局部缺失，層厚0.00～2.70m。

③層淤泥：灰色，流塑。切面光滑，無搖震反應，干強度中等，含有機質斑和腐殖質，無味。局部缺失，層厚0.00～8.20m。

④-1層粉質粘土：青灰色、灰黃色，硬可塑、局部軟可塑。切面有光澤，無搖震反應，韌性中等，干強度高，含鐵錳質斑。局部缺失，層厚0.00～6.70m。

④-2層層狀粉質粘土：灰黃色，軟塑—流塑。切面較粗糙，無光澤，局部具輕微搖震反應，韌性低，干強度中等，含鐵錳質斑。具韻律層理構造，夾粉土薄層，層厚1～10mm。全場分布，層厚3.90～11.80m。

本場地地下水上部為淺層孔隙潛水，勘察期間于鉆孔中實測地下水位埋深在0.40～6.30m。地下水年變化幅度一般在1.0～2.0m。

基坑開挖深度影響范圍內土層主要力學參數指標如表1所示。圖1為典型工程地質剖面。

表1　場地土層主要力學參數

圖1　典型工程地質剖面（單位：mm）

3　基坑圍護體系

基坑四周主要采用鉆孔灌注樁門架式支護，部分轉角地段采用鉆孔灌注樁加水平角支撐支護，水泥攪拌樁止水；基坑東側淤泥土較厚處坑底被動區采用水泥攪拌樁墩式加固；電梯井區坑中坑采用松木樁加固；基坑降排水采用坑內坑外明溝集水坑排水方案。基坑支護平面布置如圖2所示，基坑支護典型剖面如圖3所示。

3.1鉆孔灌注樁間距和排距的布置

根據基坑開挖深度的差異，結合土層變化及周邊環境，門架式支護段前排鉆孔灌注樁樁徑及樁間距分別采用?600@1250、?600@1350、?600@1500、?700@1300和?800@1400，后排樁間距加倍，前后樁排距采用2.5m。

3.2主動區水泥攪拌樁的布置

水泥攪拌樁采用?600@450單軸水泥攪拌樁，同排樁之間搭接150mm。在門架式支護段的前后排樁之間施工2排水泥攪拌樁，起到加固前后排樁之間土體的作用，另在連系梁下增設肋條式水泥攪拌樁進行局部加強。

3.3被動區水泥攪拌樁的布置

基坑東側淤泥土厚度較大段，坑內被動區采用?600@500單軸水泥攪拌樁墩式加固。

4　基坑監測情況

4.1監測點的布置

本工程基坑監測共布置深層土體位移測斜孔14個，地下水位觀測孔13個，坑外地面日常沉降觀測孔41個。監測點布置詳見圖1。監測時間自基坑開挖前至地下室土方回填止。

4.2監測結果

根據本工程基坑監測報告，各深層土體位移監測孔監測成果見表2。其中位移最大孔CX1孔位移—時間變化曲線見圖4。

圖2　基坑支護平面布置圖及周邊環境圖（單位：mm）

圖3　基坑支護典型剖面圖（單位：mm）

4.3監測結果分析

（1）坑外深層土體水平位移最大值為CX1孔（位于基坑西北側），位移量18.58mm，深度位于4.0m，全部測斜孔測得位移值均在正常范圍內，未超過警戒值。

（2）基坑開挖過程中，坑外土體水平位移速率不大，但呈長期連續遞增狀態，水平位移值在地下室基礎底板施工完成后逐漸趨于穩定。

表2　深層土體位移測斜孔累計位移成果表

圖4　CX1測斜孔位移—時間變化曲線

5　結語

本工程基坑開挖面積達2萬多平方米，開挖面積大，場地所在土層工程地質性質差，主要為淤泥、粉質粘土等。圍護采用雙排鉆孔灌注樁門架式支護，前后排樁之間設置2排水泥攪拌樁起到加固樁間土的作用，同時對淤泥土厚度較大地段坑內被動區進行水泥攪拌樁墩式加固，有效地控制了坑外土體側向位移，相比采用樁加內支撐型式的圍護結構減少了圍護造價，方便了基坑土方開挖，相比樁加錨桿（索）圍護型式避免了在坑外土體中遺留地下障礙物，在相近土質和開挖深度的類似基坑中，具有借鑒和推廣性。

［1］中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ120-2012建筑基坑支護技術規程［S］.北京：中國建筑工業出版社，2012.

［2］浙江省住房和城鄉建設廳.DB33/T1096-2014建筑基坑工程技術規程［S］.杭州：浙江工商大學出版社，2014.

［3］中華人民共和國住房和城鄉建設部.JGJ79-2012建筑地基處理技術規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2012.

［4］中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB50010-2010混凝土結構設計規范［S］.北京：中國建筑工業出版社，2010.

［5］劉國彬，王衛東.基坑工程手冊［M］.2版.北京：中國建筑工業出版社，2009.

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1004-5716（2016）05-0014-04

2016-01-07

2016-01-07

周新潮（1978-），男（漢族），浙江臨安人，工程師，現從事地質工程專業方面的工作。