梁洪波

（廣東省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)，廣東江門529040）

1 技術(shù)難點(diǎn)

隨著城市的發(fā)展，江景房一直是廣受追捧的住宅類型，在追求美景舒適的同時，我們巖土人必須面臨水的基坑問題，地層復(fù)雜，需要開挖地下室。因開挖深度范圍內(nèi)多是軟弱土層，且滲透系數(shù)偏大，極易因河流的側(cè)向補(bǔ)給而造成垮塌，如果還存在砂層的話，基坑底部還易形成流砂和管涌。在安全可靠的前提下，我們還必須考慮到支護(hù)方案的經(jīng)濟(jì)高效性，同時兼顧周邊環(huán)境，不能影響周邊建筑的基礎(chǔ)和安全，因此也限制了一部分施工方案的選擇。如果方案選擇不合理，基坑極易垮塌，如果過于保守，一味采用高成本的技術(shù)方案，有時候卻勞民傷財(cái)，效果不佳。合理的選擇支護(hù)方案，成為現(xiàn)在基坑支護(hù)的一門必修課，也是衡量其專業(yè)水準(zhǔn)的一把尺子。

2 工程案例

工程案例：江門二沙島項(xiàng)目工程，位于江門市江海區(qū)東華大橋北側(cè)，江門大橋南側(cè)，兩面環(huán)水，水流豐沛，多軟土，東側(cè)為演藝中心和已建小區(qū)一期，經(jīng)過工程勘察，現(xiàn)場揭露的土層為人工填土層（Q4ml）、淤泥（Q4mc）、粉質(zhì)粘土（Q4ml）、殘積層（Q4el）、燕山期全、強(qiáng)、中風(fēng)化花崗巖。各參土層巖土性質(zhì)指標(biāo)值詳見表1。

表1 開挖各巖土層巖土性質(zhì)指標(biāo)值

擬建地下室開挖深度為4m，地下室基坑開挖土層有：素填土（層號①）、淤泥質(zhì)粘土（層號②），故此處應(yīng)慎用錨桿，如果采用則有機(jī)率遇上演藝中心和已建小區(qū)的樁基礎(chǔ)，可能無意中會打斷其樁體造成破壞，同時軟土層無法提供理想的錨固力和摩擦力。傳統(tǒng)的錨桿支護(hù)難以有所作為。此項(xiàng)目的軟土易變型，壓縮性大，基坑對變形量有嚴(yán)格的要求，一般采用鋼板樁或鉆孔灌注樁的支護(hù)形式。鋼板樁支護(hù)是種成熟的支護(hù)方式，不僅施工簡單，而且便于組織管理，經(jīng)濟(jì)性好，還能循環(huán)利用。鋼板樁支護(hù)是指將帶鎖口熱軋型鋼有序拼接形成鋼板樁墻并釘入基坑土層中，即可支護(hù)基坑，也可隔水防滲，按受力情況區(qū)分可分為懸臂式、錨拉式以及支撐式。鋼板樁支護(hù)施工工序主要包括鋼板樁修整、轉(zhuǎn)角樁制作、打樁流水段劃分、打樁機(jī)打設(shè)、板樁拔除等，但鋼板樁的缺點(diǎn)在于易發(fā)生滲透、涌砂、側(cè)傾、共連等問題。由于該地段淤泥中含有較多粉細(xì)砂，結(jié)合江門二沙島的地層情況，臨河，止水防滲的效果恐難以達(dá)到，且有地下隆起的可能，故不宜采用此支護(hù)方案，應(yīng)考慮鉆孔灌注樁支護(hù)方案。

3 重點(diǎn)問題及剖析

3.1 選擇依據(jù)

鉆孔灌注樁可選用常見的懸臂式結(jié)構(gòu)和雙排樁，其適用性不同。懸臂式為單排樁，受力有限，適用于較淺的基坑；當(dāng)懸臂式“不夠用”的情況下需要改用雙排樁。雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)國內(nèi)已有很多學(xué)者對其受力機(jī)理進(jìn)行了研究。主要分為劉釗計(jì)算模型、何頤華計(jì)算模型、熊世華計(jì)算模型、聶慶科計(jì)算模型等。上述模型均為荷載-結(jié)構(gòu)模型，每種模型各有其優(yōu)缺點(diǎn)，因此給基坑設(shè)計(jì)時模型選用帶來了一定的難度?？紤]排樁的彎矩值和土體變型量為選定模型的參考標(biāo)準(zhǔn)，須有效地控制基坑的水平位移。通過老一輩的巖土人的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算，認(rèn)同聶慶科計(jì)算模型較于適用，其方案加固了樁間土體又加固了被動區(qū)土體，對雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)提高了很少的被動抗力，有效地控制了基坑的水平位移。此處基坑開挖深度為4m，結(jié)合現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)和工程案例綜合考慮，懸臂式鉆孔灌注樁是較為合理的支護(hù)形式，如不適用，可以改為雙排樁，提升支護(hù)效果。

3.2 計(jì)算依據(jù)及重點(diǎn)

采用懸臂式鉆孔灌注樁，土壓力可采用朗肯理論計(jì)算，該場地為粘性土，其主動土壓力為：

被動土壓力為：

用布魯姆理論可計(jì)算樁身的最大彎矩，假設(shè)xm為入土深度剛好使樁體正負(fù)土負(fù)力所產(chǎn)的彎矩和為0，即樁體最小入土深度可求出最小的樁體嵌固深度，同時可以計(jì)算出樁體能承受的最大的彎矩值Mmax=∑Ea(1+xm-a)-(Kp-Ka)/6rx3m,所以選用的樁體樁身彎矩必須大于計(jì)算出來的Mmax，按常見的直徑1m樁徑的鉆孔灌注樁，混凝土采用C25,其最大的配筋率對應(yīng)的彎矩值如果無法滿足，則須采用雙排樁方案。最終樁體入土深度t應(yīng)為xm增加20%，t=xm×1.2。

通常會在鉆孔灌注樁頂面配內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，且在跨中設(shè)置樁柱，使支護(hù)結(jié)構(gòu)受力合理，避免應(yīng)力集中。淤泥中含有一定的粉細(xì)砂，存在一定的滲透性，因河邊水流豐富，可采用連續(xù)水泥攪拌樁或旋噴樁用于止水。

同時應(yīng)打地錨，用于加強(qiáng)坑底的強(qiáng)度，避免坑底的隆起變形和鼓脹，需要計(jì)算隆起的安全系數(shù)k：

式中：pr——荷載強(qiáng)度；

qd——地基極限承載力；

B——基坑寬度；

h——基坑深度。

還應(yīng)應(yīng)驗(yàn)算基坑的位移和變形是否達(dá)到安全和規(guī)范要求，應(yīng)用理正深基坑軟件對整體穩(wěn)定、抗傾覆、抗管涌承壓水等驗(yàn)算。

4 結(jié)語

鉆孔灌注樁用于基坑支護(hù)優(yōu)點(diǎn)眾多：施工簡單方便，適用地層廣泛，工藝成熟，快速安全，是應(yīng)用廣泛的一種基坑支護(hù)方式。在軟土地區(qū)，相對于傳統(tǒng)的錨索支護(hù)，它能良好解決軟土無法提供良好錨固力的問題，且不影響周邊的已有建筑。但其對施工質(zhì)量要求較高，如軟土中存在易于縮徑，容易沉渣過多、容易形成吊腳樁、斷樁等問題，樁體灌注工藝要求較高，不但要保證成樁質(zhì)量，而且要考慮泥漿排放帶來的環(huán)境污染及成本。與施工效果方面對比：單樁承受的彎矩和抗壓強(qiáng)度有限，單排樁一般適用于較淺的基坑，設(shè)計(jì)時需要考慮的方面比較多，需要驗(yàn)算的方面比較多，如地錨的錨固力、抗浮力、隆起的安全系數(shù)、基坑、位移和變形等。須通過不斷調(diào)試和驗(yàn)算，選擇合適的樁徑、樁體入土深度和樁體的配筋。當(dāng)懸臂式結(jié)構(gòu)不適用時或基坑較深時，可考慮采用雙排樁，并搭配內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)和設(shè)置樁柱，保證受力的合理性，確?；影踩?。

[1]JGJ120-2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]劉釗.雙排支護(hù)結(jié)構(gòu)的分析及試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報，1992.

[3]工程地質(zhì)手冊[M].4版.

[4]高大釗.深基坑工程/地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工叢[M].2002.

[5]高大釗.巖土工程勘察與設(shè)計(jì)——巖土工程疑難問題答疑[M].2010.