師 衛(wèi) 鋒

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

對(duì)深基坑支護(hù)樁選取樁形的簡(jiǎn)析

師 衛(wèi) 鋒

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

結(jié)合工程實(shí)際及理論要求，對(duì)現(xiàn)常用的支護(hù)進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)的分析和淺談，從其形式和相關(guān)方案進(jìn)行了論述，并提出了對(duì)應(yīng)的處理方法，從而解決在設(shè)計(jì)和施工中遇到的相應(yīng)問(wèn)題。

土釘墻，錨索，止水帷幕樁，支撐

1 工程背景

某商辦樓鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)，地上36層，地下3層，主體層高為3.6 m；裙樓9層框架結(jié)構(gòu)，層高3.6 m。北側(cè)為已建高層剪力墻住宅樓29層、鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)，樓距15 m；東側(cè)為已建休干所，4層磚混結(jié)構(gòu)，樓距35 m；南、西側(cè)為主要市政一級(jí)道路。

本基坑?xùn)|西長(zhǎng)約260 m，南北寬約110 m，地下水類型為潛水，穩(wěn)定水位埋深為1.4 m～4.0 m，設(shè)計(jì)按照水位埋深3.5 m考慮。場(chǎng)地±0.000絕對(duì)標(biāo)高為781.55 m,場(chǎng)地標(biāo)高介于780.00 m～781.50 m之間。基坑開挖深度為12.00 m。

表1 場(chǎng)地地基土層分布

根據(jù)外業(yè)鉆探、原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，勘探深度范圍內(nèi)場(chǎng)地地基土自上而下可分為6個(gè)大層，現(xiàn)依層序自上而下分述如表1所示。

2 支護(hù)方案

據(jù)上述土質(zhì)情況、基坑深度、周邊環(huán)境及水位，現(xiàn)確定以下方案進(jìn)行待選。

2.1復(fù)合土釘墻+三軸水泥土攪拌樁

基坑上部2.0 m放坡，坡率1∶0.5，設(shè)置2.0 m寬的放坡平臺(tái)，采用復(fù)合土釘墻支護(hù)，土釘采用打入D50鋼管法，傾角15°，水平間距垂直間距均為1.2 m，桿長(zhǎng)6.0 m～9.0 m；坡面打入長(zhǎng)為2.0 m的“T”字直徑為14 mm的鋼筋，鋼筋水平間距1.2 m，坡面采用鋼筋混凝土面層進(jìn)行護(hù)面，間距200鋼筋網(wǎng)片，噴射混凝土面層強(qiáng)度不小于C20，厚度不小于80 mm。

基坑下部直立開挖，采用兩排三軸水泥土攪拌樁，樁頂標(biāo)高779.50 m,樁底標(biāo)高755.00 m,樁長(zhǎng)24.50 m,進(jìn)入第⑥層細(xì)中砂約3 m；三軸水泥土攪拌樁樁徑850 mm,軸距600 mm,樁間搭接250 mm,采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1.5，水泥土28 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0 MPa。

2.2鋼筋混凝土支護(hù)樁

基坑上部同上述?；酉虏恐绷㈤_挖，采用單排鋼筋混凝土排樁，樁徑600 mm，樁長(zhǎng)26 m，進(jìn)入第⑥層細(xì)中砂約4.5 m，樁距3 m，上部冠梁貫通。采用C35混凝土，直徑25 mm的鋼筋，采用32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5。排樁中部另加一道水平預(yù)應(yīng)力錨索與排樁鋼接，長(zhǎng)25 m，兩端同步張拉，以控制張拉力為主。排樁后設(shè)置一周單排止水帷幕樁進(jìn)行截水，直徑為400 mm，搭接為250 mm，水灰比為1.4。

3 方案分析

3.1復(fù)合土釘墻+三軸水泥土攪拌樁

復(fù)合土釘墻現(xiàn)在大量工程應(yīng)用證明其符合實(shí)際情況且是可行的，其受力簡(jiǎn)單，對(duì)土起主動(dòng)嵌固作用，淺基坑變形相對(duì)較小，穩(wěn)定性驗(yàn)算易達(dá)到要求；它施工工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單，工期短，效果明顯，成本較低，安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)小。適用范圍廣，結(jié)合各種支護(hù)體系混合應(yīng)用。缺點(diǎn)是距深基坑、周邊建筑物較近及土質(zhì)不好時(shí)，其作用受到限制。

三軸水泥土攪拌樁選用的材料即為水泥和土，其抗剪能力較弱，主要作用是擋水，但其直徑較大，在淺基礎(chǔ)及土質(zhì)較好的工程中也可使用。其工藝簡(jiǎn)單，施工噪聲較大，對(duì)周邊及環(huán)境污染較大，設(shè)備較土釘墻復(fù)雜，成本適中，現(xiàn)工程中使用較多。

3.2排樁支護(hù)

現(xiàn)懸臂式鋼筋混凝土排樁支護(hù)占絕大多數(shù)，其主要作用是擋土，并具有較高的剛度和抗剪能力，結(jié)合上部的冠梁形成一體共同受力擋土。與土釘墻比較，其施工相對(duì)復(fù)雜，工藝較復(fù)雜；采用隔樁跳打，工期長(zhǎng)，成本較高；它的整體性差，檢測(cè)表明變形大，據(jù)統(tǒng)計(jì)80%以上的懸臂式護(hù)坡樁頂部變形過(guò)大，甚至水平位移高達(dá)0.5 m，樁縫間容易流泥流砂，軟土地區(qū)，軟土地層和開挖深度大時(shí)不宜采用，常結(jié)合單軸止水帷幕樁及支撐進(jìn)行施工，其風(fēng)險(xiǎn)因素多。一般多用于土質(zhì)好，開挖深度淺和四周較為空曠的工程。

3.3錨桿支護(hù)

基坑工程主要采用鋼絞線錨桿，當(dāng)設(shè)計(jì)承載力較低時(shí)，也采用鋼筋錨桿。預(yù)應(yīng)力鋼絞線具有強(qiáng)度高、性能好、運(yùn)輸安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的4倍之多，是性價(jià)比最好的桿體材料，壓力型鋼絞線還可以進(jìn)行回收，施工時(shí)隨著土方開挖進(jìn)行成孔，是最有發(fā)展前景的支護(hù)之一。其工藝簡(jiǎn)單，對(duì)上部土體擾動(dòng)小、對(duì)周邊環(huán)境影響較小。

錨桿成孔是錨桿施工的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，成孔中常出現(xiàn)塌孔、遇障礙物、孔壁形成泥皮、涌水涌砂等問(wèn)題。尤其是當(dāng)結(jié)合采用帷幕樁截水時(shí)，在地下水位以下特別是承壓水土層成孔會(huì)出現(xiàn)孔內(nèi)向外涌水冒砂，造成無(wú)法成孔、鉆孔周圍土體坍塌、地面或建筑物基礎(chǔ)下沉、注漿液被水稀釋不能形成固結(jié)體、錨頭部位長(zhǎng)期滲漏水。因此，降水工程也應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。

4 方案選定

4.1周邊環(huán)境分析

工程北側(cè)為高層住宅樓，樓距較近、較高且為鋼筋混凝土灌注樁，若開挖一步3 m深的土方進(jìn)行卸載，達(dá)到粉土土層，可能導(dǎo)致樓間土方的粘聚力減少，土釘墻對(duì)土起主動(dòng)嵌固作用變小。隨著基坑開挖的加深，南向土方側(cè)壓力非常大，第①層～第④層土質(zhì)狀態(tài)和壓縮性較差，況且此基坑屬于一級(jí)深基坑，屬于較大危險(xiǎn)性工程，經(jīng)計(jì)算和論證三軸水泥土樁和單排鋼筋混凝土排樁都不予考慮。另外錨索過(guò)長(zhǎng)可能傷及已建樁基礎(chǔ)也應(yīng)考慮其錨固端的長(zhǎng)度。

工程?hào)|側(cè)為4層休干所磚混結(jié)構(gòu)整體性差，且基礎(chǔ)較淺。由于此基坑較深，工期較長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間降水可能會(huì)造成支護(hù)變形位移，導(dǎo)致休干所地面下沉，影響使用；考慮到樓距滿足要求，三軸水泥土樁抗剪能力較鋼筋混凝土排樁弱，為保證安全使用后者為宜。

工程南及西側(cè)為主要市政道路，雖無(wú)高層建筑物，但若降水周期較長(zhǎng)，回灌不及時(shí)，也易產(chǎn)生路面裂縫，地下熱力、煤氣、電力、自來(lái)水及雨污水等管線斷裂，維修時(shí)造成城市交通堵塞，適宜為抗剪能力較強(qiáng)和變形較小的鋼筋混凝土排樁。

4.2方案確定

經(jīng)過(guò)計(jì)算與專家論證，確?；雍椭苓吔ㄖ锇踩褪褂们覠o(wú)隱患，根據(jù)土層狀態(tài)、壓縮性、平均貫入錘擊數(shù)、靜力觸探錐尖阻力平均值、土層厚、水位及周邊建筑物，并考慮施工和現(xiàn)場(chǎng)材料堆放及臨設(shè)辦公，現(xiàn)確定方案如下：

1)基坑四周上部3.0 m放坡復(fù)合土釘墻，內(nèi)縮2.0 m放坡平臺(tái)；排樁外側(cè)一周為單排連續(xù)深層攪拌止水帷幕樁。

2)基坑北側(cè)為三排鋼筋混凝土排樁形成門式樁支護(hù)，基坑?xùn)|、南、西側(cè)為單排鋼筋混凝土排樁，頂部為冠梁將排樁相互連為一體，外側(cè)排樁中部附兩道錨索，外漏端用背靠背槽鋼錨固于排樁外側(cè)。

3)基坑四角集中應(yīng)力較大，設(shè)置兩層鋼管角支撐，錨固于冠梁與排樁側(cè)面，水平支撐鋼管中部下側(cè)用一預(yù)應(yīng)力管樁作為豎向支撐，管樁根部錨于基坑底且滿足要求。

4)外側(cè)設(shè)置回灌井進(jìn)行觀察水位。

其平面示意圖如圖1所示，具體設(shè)計(jì)參數(shù)不再累贅。

5 結(jié)語(yǔ)

在工程中基坑支護(hù)是涉及安全因素最多的一個(gè)分項(xiàng)工程，要從多角度、多層次、多方位去著手，要從設(shè)計(jì)面、施工面、投資面去考慮，還要從安全、質(zhì)量、進(jìn)度上去控制，所以加強(qiáng)深基坑支護(hù)安全意識(shí)、理論研究和實(shí)踐探索是非常有必要的。

[1] JGJ 120—2012,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ 94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

Analysisonpileshapeselectionofdeepfoundationpitretainingpile

ShiWeifeng

(ShanxiSecondConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030013,China)

Combining with the engineering practice and theory requirement, this paper analyzed and discussion the advantages and disadvantages of commonly used support, discussed its forms and related programs, and put forward corresponding treatment methods, so as to solve the corresponding problems encountered in design and construction.

soil nail wall, anchor rope, waterproofing curtain pile, support

1009-6825(2017)28-0073-02

2017-07-24

師衛(wèi)鋒(1977- )，男,工程師

TU753

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