深基坑雙排樁支護結構設計研究

邱 朗

長沙理工大學土木工程學院，湖南 長沙 410114

雙排樁支護結構是最近幾年隨著深基坑工程出現的一種新型支護方式，與傳統結構相比，結構方式發生了一定的改變，由之前的單排樁支護轉變為兩排平行樁，并和基礎中的冠梁以及連梁共同形成新的門式框架結構。雙排樁作為一種全新的空間組合結構，憑借著其自身的優勢，在外部荷載的作用下雙排樁能夠對自身的內力進行自動調整，能夠適應更加復雜以及多變的荷載條件，且周圍支護體系所帶來的水平撓度變化小，故雙排樁支護結構形式應用范圍越來越廣泛。

1 雙排樁支護結構技術簡介

1.1 雙排樁支護結構技術概述

雙排樁技術由于其穩定性較強，使用時間較長，在確保基坑工程安全的同時能夠確保工程的施工質量而被大量使用。在日常的深基坑施工過程中，如果處理不善，極有可能會出現支架側向位移發生突變的情況，嚴重的還會使整個上部結構出現坍塌，工程人員通過不斷地積累摸索，發現了使用雙排樁結構能夠防止坍塌現象的出現，此外還可以增強冠梁以及連梁二者之間的穩定性能。雖然雙排樁支護形式與其他支護結構相比優點更多，但是在結構設計的過程中一定要避免出現問題，以防影響后續的施工以及深基坑的安全性，在搭建過程中要嚴格按照施工標準進行，除了要充分考慮技術方面的因素，還要與周邊的環境充分融合，從而全面提高施工質量。

1.2 設計原則

在進行雙排樁設計時，要嚴格遵循設計原則，不僅要充分考慮施工現場的深基坑規模，還要對周圍的土質以及地質情況進行綜合考察，確定能否應用雙排樁支護結構，并根據相關基坑以及支護設計防范進行施工。支護結構表面的承載力也是需要重點考慮的一個方面，如果承載力超過所能允許的限制，那么就極有可能出現支護結構坍塌的情況，提升支護結構的承載力，防止安全事故發生是需要重點遵循的原則。此外，施工單位還要根據可能出現側變形的因素制訂相關解決方案，避免出現因側變形過大而發生倒塌的情況。雙排樁支護結構剖面示意如圖1所示。

圖1 雙排樁支護結構剖面示意圖

1.3 雙排樁支護技術應用注意事項

雙排樁支護結構除了要確保基坑工程的安全性以及穩定性，還需將基坑工程支護成本考慮在內，這樣才能夠實現經濟效益的最大化。結構材料以及市場價格是需要考慮的一個部分，專業人員以及管理人員聘用成本也是需重點考慮的部分。在施工過程中，適當加快施工進度能夠節省人員成本，與此同時還能夠將節省下的施工成本投入施工設備采購中，但是要確保雙排樁支護的安全，防止盲目追求施工進度、節省成本而忽視施工過程中的安全性。此外，還應及時關注國家的政策動向，根據國家制定的政策方針幫助企業更好地獲得經濟利益以及企業聲譽，同時提高深基坑支護結構過程中的施工質量以及整體施工水平。

2 雙排樁基坑支護體系施工

2.1 施工順序

常見的深基坑雙排樁支護主要按照以下施工順序：灌注樁支護→基坑設計以及標高設計→土方開挖至設計標高→地下室結構施工→土方回填等。

2.2 雙排樁支護體系施工要點

（1）多孔樁必須分開建造，并在一定時間內填充混凝土以形成孔，樁底的沉積物不得超過50mm的設計要求。

（2）樁頂超長混凝土應大于1m，樁身混凝土填充系數應不小于1.15。

（3）環形梁和樁頂連接梁最外層鋼筋保護層的厚度為30mm，縱向鋼筋安裝長度符合相關要求，并且接頭位置需錯開。

（4）鉆孔樁和樁頂上的環形梁連接梁已安裝到位，并且僅在強度達到設計要求后方可進行土方工程。

（5）土方開挖應遵循開挖前支護、分層分塊、跳槽開挖、嚴格禁止超挖的原則，首先需要建造基坑保持結構，并使基礎墊層靠近維護結構。

（6）屋面混凝土強度符合設計要求，地下室側壁防水工程完成后，應及時回填均勻，分層夯實，每層厚度小于30cm，壓實系數不小于0.94。

2.3 基坑監測

進行基坑監測時，監測方案一般由監測單位提出，經設計單位確認無誤后實施，基坑支護監測過程中的主要監測內容主要包括支護結構的水平和豎向的位移變形、基坑的底部水平位移、基坑開挖深度3倍范圍內的建筑物裂縫等，以上內容都需要嚴格測控，避免出現質量問題。

3 深基坑雙排樁支護結構的設計

該工程項目位于河北廊坊市高新技術產業區，施工范圍建筑面積為1600m2，該項目設計工作是針對某房地產五座樓所在地庫進行基坑支護設計，為了保證設計項目的經濟性與安全性，必須做好雙排樁支護結構的各結構設計以及應力分析。工程項目所在的施工現場地下水屬于第四系的松散層孔隙潛水，水位埋深為2.0～4.3m，高程為8.32～ 10.05m。

3.1 支護結構荷載計算

在施工過程中，外部環境的影響是影響深基坑雙排樁支護結構變形的原因之一。只有保證支護結構整體荷載能力符合設計要求才能夠確保雙排樁的支撐效果，因此在深基坑雙排樁支護結構設計中，有必要計算樁基支護的荷載能力。在深基坑雙排樁支護結構的荷載能力計算過程中，支護設計人員必須采用計算結果的平均值來保證數據的準確性，同時要事先制訂詳細的應急部門方案。

3.2 支撐結構強度設計

支護結構強度設計是深基坑雙排樁支護設計中的重要問題。設計中的強度要求是根據深基坑承載力的各種因素和國家標準的要求確定的。支撐結構的強度設計直接影響基礎工程的使用壽命和質量。因此，支護設計人員必須在強度設計過程中調查場地的地質條件，確保支護結構符合工程要求。

3.3 設計要求

當前，雙排支護結構是基坑支護中使用較多的支護形式。最終的支撐結構主要取決于埋在土壤中的部分所提供的阻力，以平衡基坑側壁的支撐。結構施加的土壓力也是需重點考慮的問題，土方深度是結構的關鍵。基坑支護結構簡單，基坑深度不大，在當前的施工建設中已被廣泛使用。

在設計雙排支護結構時，軟土區基坑的深度不應超過5m，對于普通黏土和深層地下水，基坑的深度不應超過10m。由于樁頂的水平位移較大，結構本身的變形較大，尤其是隨著基坑開挖深度的增加變形越大，迫切需要解決這一問題，傳統解決方法為在原始懸臂樁壁上添加內部支撐或錨固，而采用雙排樁支撐結構也是一種非常有效的解決方法。

3.4 適用條件

雙排樁支撐結構中，雙排樁具有較大的剛度和較小的位移，適用于基坑側壁。當應用于深基坑時，不需要拉桿和錨，與單排樁相比，采用雙排樁結構施工周期更短，成本更低。

3.5 設計成果

此項目通過設計得出了如下最佳方案：為了保證支護效果，雙排樁樁徑設計為80cm，樁間距設置為1.7m，雙排樁的排距為1.6m，樁身所用混凝土材料強度為C25，樁長為20m。項目部針對雙排樁支撐體系整體應力分布情況進行了模型分析，對各節點荷載進行了驗算，使雙排樁在實際施工中的承載能力符合工程要求，整體樁基支護結構穩定性符合設計規范要求，設計成果具有應用價值。

4 結束語

綜上所述，雙排樁作為一種全新的支護形式，可在深基坑中的施工過程中發揮重要作用。做好雙排樁的支護結構設計工作能夠有效控制基坑在施工過程中的基坑變形，但是施工單位也需要注意支護過程中出現的問題，及時采取具有針對性的解決措施，避免對后續的施工造成影響。