某項目支護樁位移原因分析及處理措施

摘 ? ?要：分析了某項目基坑支護中支護樁位移的主要原因，發現了在設計、施工中存在的主要問題，提出了解決問題的處理措施并在現場得到了成功應用，取得了較好的社會、安全及經濟效益，為類似工程施工提供了借鑒和參考。

關鍵詞：支護樁;基坑支護;位移;原因分析;處理措施

1 ?工程概況

徐州某住宅小區，總建筑面積195048m2，其中，地上建筑面積：148078m2，地下建筑面積：46990m2。共13棟住宅樓，其中，24層住宅樓3棟;18層住宅樓4棟;15層住在樓6棟。采用單建式鋼筋混凝土無梁樓蓋結構體系地下車庫。住宅與地下車庫之間采用連廊連接相通。

由于住宅與地下車庫之間的距離較近，基礎埋深高差較大。在基坑之中形成坑中坑，如圖1、2所示。本工程±0.000相當于絕對標高37.5m，自然地面整平標高35.6m～36.0m。整個場地設一層地下室。坑底標高30.75m～33.78m，實際坑深1.82m～4.85m。基坑支護結構的安全等級二級，設計等級為一級。2#號樓基坑底標高33.58m。地庫底標高30.75m。2#住宅樓基坑，采用1：1放坡，掛網噴漿支護形式。2#住宅樓與地下車庫坑底之間高差2.8m。不具備放坡條件。故采用IV型密扣拉森鋼板樁（L=9000@400）。

2 ?現場存在的主要問題

由于工期較緊，地下車庫與2#樓基坑同步開挖，由于2#樓地下室埋深較淺，在地下車庫繼續開挖的同時，2#樓主體先行施工，當地下車庫開挖至基底標高時，2#樓地下室已澆筑完成（出±0.000平面）。

經基坑監測發現：支護樁樁頂位移達到70mm/d。遠遠大于樁頂水平位移監測報警值，基坑支護處于危險狀態。支護失效會導致2#樓地下室筏板基礎的不均勻沉降，或導致筏板下管樁周圍土體擾動。且處于雨季，若基坑遭遇雨水浸泡，地下車庫的基坑壁和支護樁以及管樁周圍土體有可能坍塌，當時有連續大雨天氣預報，情況十分緊急。

3 ?基坑支護設計計算參數

3.1 ?基坑支護設計土層參數，見表1。

3.2 ?基本信息，見表2。

4 ?原因分析及建模計算

樁頂標高和樁底標高不符合設計要求，如圖3所示。經分析，基坑支護施工圖中，設計樁頂標高以2#樓基底標高33.58m為標準，上露出基底面500mm，而施工時，誤將樁頂標高以自然地坪36.00m為標準。上露自然地坪以上500mm，導致支護樁施工時送樁深度減少2.42m，樁頂標高、樁底標高均未達到設計要求。通過對工況1建模計算，其結果如下。

（1）內力及位移。工況1——基坑深度（2.93m），樁嵌固深度（3.170m）。

（2）截面計算：支護樁抗彎強度驗算：基坑內側、外側均滿足抗彎強度設計要求。（3）整體穩定驗算：整體穩定安全系數 Ks=1.988>1.30， 滿足規范要求。（4）抗傾覆（對支護樁底取矩）穩定性驗算： Kov=2.368>=1.200， 滿足規范抗傾覆要求。（5）嵌固段基坑內側土反力驗算Ps=148.950≤Ep=329.999，土反力滿足要求。

設計時，未考慮基坑邊緣的集水坑，如圖4所示。在基坑底部邊緣處有一1.5[×]1.5[×]1.5（m）深的集水坑，導致支護樁下端錨固長度不足、樁底彎矩增大、樁頂水平位移過大。施工現場，支護樁頂水平位移最大處正好對應地下車庫的積水坑位置（兩種工況同時作用）。通過對工況2建模計算，其結果如下。

（1）內力及位移。工況2——基坑深度（4.43m），樁嵌固深度（1.670m）。

（2）截面計算，見表3。

截面驗算：支護樁抗彎強度驗算：基坑內側、外側均滿足抗彎強度設計要求。

（3）整體穩定驗算：整體穩定安全系數 Ks=1.372>1.30，滿足規范要求。

（4）抗傾覆（對支護樁底取矩）穩定性驗算：

[Kov=MpMa]

Kov=0.405<1.200， 不滿足規范抗傾覆要求！

（5）嵌固段基坑內側土反力驗算：

Ps=185.308>Ep=110.718

土反力不滿足要求。

式中：

Ps——作用在擋土構件嵌固段上的基坑內側土反力合力（kN）;

Ep——作用在擋土構件嵌固段上的被動土壓力合力（kN）。

基坑未按設計要求進行分級開挖。在鋼板樁外側，2#樓基底至自然地面高度范圍內土體未按設計要求及時清除，造成對支護結構的超載，這也是造成支護樁位移的主要原因之一。

根據以上分析計算，現有鋼板支護樁不能滿足抗傾覆要求、支護樁基坑內側嵌固端土反力不能滿足要求，與現場基坑支護失效的實際情況一致，為了滿足施工安全，必須進行重新支護。

5 ?處理措施

（1）2#樓停止施工。若繼續施工，會增加鋼板樁上部的水平側壓力，導致支護失效和坑壁坍塌，引起2#樓地下室筏板基礎的不均勻沉降，或導致筏板下管樁周圍土體擾動。（2）在地庫基坑中回填土，增加鋼板樁嵌固段的長度，為后期的基坑支護加固處理提供施工平臺。（3）土體卸載。鋼板樁外側，2#樓基底至自然地面高度范圍內土體對鋼板樁形成側壓力，導致對樁體嵌固端傾覆力矩過大，挖去此部分土體，相當于去掉超載，有利于緩解樁體位移的繼續增大。（4）在2#樓基礎外沿和鋼板樁之間增加Φ630×8鋼管樁，樁長9m，標高同原鋼板樁設計標高，與原鋼板樁共同作用支護基坑。

作者簡介：

胡應誠（1969—）男，國家一級注冊結構工程師，高級工程師，畢業于中國礦業大學工業與民用建筑專業，本科學歷，現任職于江蘇地質礦產設計研究院。