基于雙排樁支護結構的永久擋墻工程案例

杜祥美

（中煤長江基礎建設有限公司，江蘇 鎮江212000）

0 引言

基坑工程支護結構通常作為臨時結構而存在，待施工結束后不易清除，不僅造成資源的浪費，有污染土地的可能，同時影響土地資源的規劃。目前已有可回收式錨桿[1]投入使用，以利于地下空間的規劃利用，但雙排樁永久支護形式受力復雜，影響因素多[2]，工程應用有待研究。

針對某基坑支護實例，綜合考慮安全、經濟、環境及施工等諸多方面，介紹雙排樁前期作為支護結構，后期作為永久擋墻結構樁基礎的方案，并給出具體施工要點，可供類似基坑工程參考。

1 工程概況

1.1 項目概況

場地整平標高15.0～13.8m，坑底標高8.5～10.3m，基坑挖深3.6～6.2m，基坑周邊環境如圖1所示。

圖1 周邊環境

場地周邊環境較為復雜，東側地下室外墻距紅線最近距離為8.0m，紅線外為已建道路和3層農貿市場，已建道路由北至南逐漸降低，路面標高16.11～10.11m，紅線距離農貿市場最近距離約為16.2m。南側地下室外墻距離紅線最近距離為12.5m，紅線外20.2m處為鎮大鐵路。西側紅線外目前為空地，西南角位置目前為洼地，地下室外墻距離紅線最近距離為10.2m。北側紅線外為已建成的苗家灣路，地下室外墻距離用地紅線最近距離為17.9m。

1.2 工程地質條件

1.2.1 土層信息

根據勘察資料，土層詳細信息自上而下分述如下：

（1）雜填土：灰褐色，稍密，含較多植物根莖，夾大量碎磚及塊石等，層厚變化較大。

（2）粉質黏土：灰黃色，可塑局部軟塑，干強度中等，中等壓縮性，該層分布不連續。

（3）粉質黏土：灰色，軟塑局部流塑，干強度低，高壓縮性，該層層厚變化較大。

（4）粉質黏土：褐黃色，可塑，干強度較高，中等壓縮性，該層土分布不連續。

基坑開挖位置最不利土層信息如表1所示。

表1 場地最不利土層信息

1.2.2 水文地質條件

由勘察資料可知，場地主要為淺層孔隙潛水，主要賦存于第①、②、③層土中。場地地下水由北向南，由東向西，由高處向低處滲流，主要接受大氣降水滲透補給，排泄方式以自然蒸發及地層滲透為主，水位四季有一定變化。

2 基坑支護設計方案確定

2.1 基坑支護設計原則

基坑支護方案的選定必須綜合考慮工程本身的特點及周圍環境的要求，在滿足地下結構施工及確保周圍環境安全可靠的前提下，盡量達到既經濟合理，又方便施工及提高功效的標準。主要原則是：

（1）根據本工程的實際情況和周圍環境條件，在充分分析、研究擬建場地周圍的工程地質資料和工程經驗的基礎上，結合工程的具體特點和類似工程經驗，按照現行、有效規范、規程、規定及標準的有關條文要求，精心設計工程方案，力求科學、經濟、合理。

（2）保證圍護結構及周邊環境的安全，因為存在重大安全隱患的方案實際上是沒有任何現實意義，而且可能帶來巨大的經濟損失。

（3）本著“經濟節約，技術先進，手段可靠，成果有效”的原則，結合主體結構及場地特點，在保證安全的前提下，重點突出圍護結構快（縮短工期）、省（節約造價）、易（方便施工）的特點[3]，在安全、工程造價和工期之間達到一個最優的平衡點。

2.2 基坑支護方案確定

根據本工程地勘孔揭示的土層信息可知，基坑挖深范圍內均為①雜填土層中，該土層結構松散，物理力學性質較差，不利于支護結構的穩定性與位移控制，基坑開挖后易造成坡頂沉降、開裂等情況；同時東側紅線外為既有農貿市場道路，需考慮基坑開挖對已建道路不利影響，在保證基坑安全可靠的前提下，支護形式可采用灌注樁加錨樁或雙排樁的支護形式。

若采用灌注樁加錨樁的支護方案，支護樁可布設于距離地下室外墻1.0m處，即基坑支護結構距離既有農貿市場道路約7.0m，該支護方案安全可靠，可有效減少支護結構位移對周邊道路的不利影響；但該側建成后臨近紅線位置規劃為地面停車位及道路，同時規劃地面標高大于既有道路路面標高，按照上述灌注樁加錨樁方案，不能滿足規劃功能需求，另外若將灌注樁移至紅線處，則存在以下兩個問題：一方面基坑外農貿市場存在地下室，錨桿施工受限；另一方面單排灌注樁作為擋墻基礎，其豎向承載力不滿足要求，綜上所述最終采用雙排樁支護結構，雙排樁中部冠梁及拉梁板后期作為永久擋墻底板基礎，下部灌注樁作為樁基礎，以期在保證基坑支護安全可靠的前提下，滿足規劃使用功能要求。

雙排樁作為基坑支護結構時，經計算發現：其整體穩定雖滿足要求，但墻頂位移偏大，易造成周邊農貿市場道路開裂，影響其正常使用；另外，雙排樁中后排樁距離基坑開挖邊線約7.0m，在確保雙排樁排距的前提下，需減小后期基坑土方回填量，通過坑內設置留土平臺的方式可很好解決上述問題，另一方面坑內留土可有效提高基坑支護的安全性，同時控制支護結構的變形。

另外本工程東側已建農貿市場道路呈由北至南逐漸降低，路面標高16.11～10.11m，即基坑挖深是在逐漸變化的，為適應基坑周邊環境，不過多地進行填方和挖方，支護樁樁頂標高需隨周邊道路進行變化；在保證樁長下部嵌固深度的情況下，則灌注樁樁長將不一致，該方法可大大減小工程造價，但對施工難度提出更高的要求，從而無法保證工期。

考慮到主樓建成后規劃地面標高為16.35m，而道路為斜坡，標高為16.11～10.11m，是逐漸降低的，存在一定的高差，所以主體結構施工完成后要進行土方回填，可以考慮在雙排樁以上部分施工鋼筋混凝土擋墻，以達到擋土目的，此時雙排樁作為擋墻的下部結構，就能有效解決雜填土承載力不足的問題，同時需要注意的是，雙排樁已從基坑支護時的臨時結構轉變為土方回填后的永久擋墻樁基礎結構，而且雙排樁的受力也從基坑開挖時主要受水平土壓力轉變為承受上部擋墻結構傳遞的豎向力。

綜合以上分析，基坑東側采用雙排鉆孔灌注樁+坑內留土平臺支護，基坑內側鉆孔灌注樁（?800，L=9.0～13.0m）間距1.0m，基坑外側鉆孔灌注樁（?800，L=9.0～13.0m）間距2.0m；東側北半幅在原雙排支護樁基礎上施工上部鋼筋混凝土板墻（h=0.5～3.80m），擋墻高度大于2.5m時，增設扶壁，扶壁厚0.3m，東側南半幅擋墻采用扶壁式鋼筋混凝土擋墻，基底位于①雜填土層，下部采用?700鉆孔灌注樁基礎。經巖土專業設計軟件同濟啟明星計算，支護樁最大水平位移、地表沉降量、整體穩定性、抗傾覆、墻底隆起以及坑底隆起等均滿足規范要求。選取典型支護結構剖面如圖2、圖3所示。

圖2 基坑開挖階段典型支護結構剖面

圖3 土方回填后典型擋土墻結構剖面

3 施工要點

3.1 土方開挖

（1）挖土流程、順序及方式應嚴格按施工組織設計進行，不得超挖，開挖面高差應控制在3m以內。

（2）基坑內嚴禁多區域大面積同時開挖，基坑內土方應分區分段間隔開挖，分段長度≤40m，每段開挖至基底并立刻澆筑墊層后，方可開挖相鄰段土方。

（3）出土口處應適當放緩坡比，留土且鋪設走道板，做好圍護體保護，防止工程樁的損壞或偏移。

（4）基坑內的深坑必須待普遍區域墊層形成并達到強度要求后，方可進行開挖。

（5）放坡段嚴格按照設計放坡進行挖土修坡，坡體形成后，坡頂嚴禁堆載，施工荷載不得大于20kPa。

3.2 鉆孔灌注樁施工

（1）鉆孔灌注樁垂直度不超過1/300，圍護樁孔底沉渣厚度不超過50mm。樁頂嵌入冠梁100mm，主筋錨入冠梁（底板）不小于35d（d為主筋直徑）。樁身因擴徑造成局部突出應不大于100mm[4]。

（2）鉆孔灌注樁應滿足樁身質量及鋼筋籠焊接要求，不得有斷樁、混凝土離析、夾泥現象發生。

（3）鉆孔灌注樁宜采取間隔成樁施工順序，并且在混凝土終凝后，方可進行鄰樁的成孔施工。

（4）鉆孔灌注樁施工前需進行試成孔，試成孔應考慮不同地質條件因素，檢驗所選設備、施工工藝及技術要求是否適宜。

3.3 擋土墻施工

（1）擋土墻每間隔15m應設置一道變形縫。另在地基持力層變化處、墻高突變處應設沉降縫[5]。

（2）變形縫寬度為2～3cm。縫內沿墻的內、外、頂三邊填塞瀝青麻筋，塞入深度不宜小于20cm。

（3）墻身應埋設?100PVC排水管，間距2.0m，外斜5%，梅花型布置。

（4）擋墻模板加固采用拉筋聯合鋼管扣件雙重保證措施，保證混凝土成型質量。

（5）混凝土灌注完畢后，應按有關規定進行養護。墻背回填應在擋墻混凝土的強度達到設計強度的80%才能夠進行填土。

4 總結

通過本工程實踐，總結出以下經驗，可供今后類似工程參考：

（1）基坑周邊一側若存在已建道路為斜坡，在保證樁體嵌固深度的情況下，可采用變冠梁標高的雙排樁支護形式，達到節約成本的目的。

（2）在有足夠施工空間的情況下，可采用坑內留土的方式，一方面減少土方的開挖，避免土體的擾動，另一方面又可減小支護結構水平位移，保護周邊環境，提高支護結構的安全性。

（3）基坑支護本是臨時工程，但在一些實際工程運用中，為節約成本，可以考慮將雙排樁前期作為基坑支護結構，后期作為樁基礎的基坑設計方案。