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（陜西天地地質(zhì)有限責(zé)任公司，陜西西安 710000）

0 引言

近年來，隨著城市建筑的日趨加快，大量的深基坑工程也集中出現(xiàn)，由于在市區(qū)內(nèi)土方開挖，施工場(chǎng)地比較狹小，現(xiàn)場(chǎng)施工條件復(fù)雜。在基坑開挖過程中對(duì)周邊的建（構(gòu)）筑物和市政道路管線等需要進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，某些情況下施工錨索還不能深入周邊的住宅樓基礎(chǔ)以下，這樣對(duì)深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工提出了更高的要求。

目前為止，雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中得到很多應(yīng)用，本文結(jié)合基坑工程實(shí)例，對(duì)深厚雜填土基坑雙排樁的受力機(jī)理進(jìn)行深入研究，指導(dǎo)基坑施工推廣使用。

1 工程概況

本項(xiàng)目為西后河村城中村改造B 地塊2#樓基坑，位于晉城市西后河社區(qū)，書院街北，規(guī)劃建設(shè)北路東。該工程主體結(jié)構(gòu)由1棟32 層住宅樓和2 層裙房組成，主樓設(shè)置2 層地下室，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁?；娱_挖深度為8.1m，基坑?xùn)|側(cè)底邊線與用地紅線距離為10m，紅線以東為河流；南側(cè)為書院街，底邊線距離用地紅線10m；北側(cè)底邊線與用地紅線最小距離為20m；東側(cè)為B 地塊和C 地塊區(qū)間道路。周邊2 倍基坑深度范圍內(nèi)無地下管線。

因現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，且地下水量充沛，故基坑安全等級(jí)為一級(jí)，周邊環(huán)境對(duì)開挖變形控制異常嚴(yán)格。根據(jù)場(chǎng)地所處地理位置及周邊環(huán)境，該基坑所在位置東面為后河，水量充沛。據(jù)調(diào)查，2#樓主樓范圍內(nèi)為原始洼地，早間回填有建筑垃圾、生活垃圾等。揭露地層內(nèi)的第4 層角礫層為含水層，在場(chǎng)地內(nèi)均勻分布連續(xù)且厚度較大，受到后河的水量補(bǔ)給，在樁基礎(chǔ)的施工過程中要考慮其影響。

本場(chǎng)地地貌單元屬丘陵剝蝕地貌，場(chǎng)區(qū)內(nèi)地貌單一，現(xiàn)狀地形平坦?；又ёo(hù)影響范圍內(nèi)揭露的主要地層自上而下為雜填土、粉質(zhì)粘土、角礫、頁巖層。各土層主要特征描述如下：①雜填土：雜色，松散，稍濕，以磚塊等建筑垃圾為主。層厚5.30～8.70m；②粉質(zhì)粘土：棕紅色，可塑，稍濕，含大量氧化鐵銹及少量鐵錳結(jié)核、鐵錳顆粒等，底部見少量砂頁巖碎屑等，切面稍光滑，稍有光澤，韌性中等，干強(qiáng)度較高，無搖振反應(yīng)。層厚1.20～2.30m；③角礫：雜色，稍密-中密，稍濕，以砂頁巖碎屑為主，含少量的砂巖碎石，粉質(zhì)粘土膠結(jié)。層厚1.20～3.50m；④頁巖：灰黃色，全-強(qiáng)風(fēng)化，巖芯主要呈碎塊狀、短柱狀，具層理，巖體整體破碎，巖石遇水軟化，屬于極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為V 級(jí)。層厚5.30～7.80m。各土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)

2 基坑支護(hù)方案

2.1 基坑支護(hù)方案選擇

該基坑周邊環(huán)境復(fù)雜，根據(jù)地質(zhì)條件、開挖深度、建筑物的高度及荷重、基礎(chǔ)形式及埋深等信息，應(yīng)選擇既能保證基坑安全、經(jīng)濟(jì)又能便于施工的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，采用雙排樁支護(hù)形式。因?yàn)榛由疃燃爸苓叿秶鷥?nèi)均為雜填土，而且南面緊鄰城市主干道及熱力管網(wǎng)，錨桿、土釘、支撐受實(shí)際巖土層和工程造價(jià)條件的限制而無法實(shí)施，采用單排懸臂樁又難以滿足基坑變形要求。綜合以上實(shí)際情況，考慮采用雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)深厚雜填土基坑進(jìn)行支擋，以確?；臃€(wěn)定和變形指標(biāo)滿足周邊環(huán)境的安全要求。

2.2 雙排樁受力分析

雙排樁為剛架結(jié)構(gòu)，它由2 排平行的鋼筋混凝土樁以及在樁頂?shù)墓诹汉瓦B梁組成。

樁錨支護(hù)方案中的錨索會(huì)穿過用地紅線進(jìn)入周邊地塊，如周邊地塊有市政道路或建筑物，還需要征得市政部門或此建筑物業(yè)主的同意才可實(shí)施，會(huì)產(chǎn)生不必要的糾紛，相比樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)雙排樁能減少對(duì)基坑周邊的影響。

雙排樁的抗側(cè)移剛度遠(yuǎn)大于單排懸臂樁結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力分布明顯優(yōu)于懸臂結(jié)構(gòu)。單排懸臂樁的基坑深度一般控制在6m 以內(nèi)，如深度加大，在相同的材料消耗條件下，雙排樁剛架結(jié)構(gòu)的樁頂位移就會(huì)小于單排懸臂樁，其安全性優(yōu)于單排懸臂樁。雙排樁按偏心受壓、偏心受拉構(gòu)件進(jìn)行支護(hù)樁的截面承載力計(jì)算，剛架梁根據(jù)其跨高比按普通受彎構(gòu)件或深受彎構(gòu)件進(jìn)行截面承載力計(jì)算，雙排樁受力計(jì)算模型見圖1。

圖1 雙排樁計(jì)算模型

2.3 雙排樁支護(hù)方案

本基坑邊線周長(zhǎng)約108m，豎向開挖深度8.1m?；又ёo(hù)樁設(shè)計(jì)的合理性不僅關(guān)系到基坑的安全，對(duì)工程造價(jià)也影響較大。經(jīng)多種樁徑及排距對(duì)比分析，選用直徑0.8m、間距2.5m，排距4m的雙排樁是安全、經(jīng)濟(jì)的?；油鈧?cè)掛鋼筋網(wǎng)，噴射100 厚的C25混凝土護(hù)面，并在樁頂設(shè)置冠梁和連梁，具體見圖2。

圖2 雙排樁支護(hù)典型剖面圖

在北側(cè)基坑頂設(shè)置有塔吊基礎(chǔ)，在南側(cè)基坑有2 層裙房（無地下室），這兩個(gè)位置共有16 根支護(hù)樁可以和工程樁結(jié)合使用，其樁端全斷面進(jìn)入第七層灰?guī)r層不小于0.5m，孔底沉渣厚度不大于50mm，這樣能更好地增加基坑側(cè)壁的安全，提高基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體剛度。

本基坑采用理正深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，基坑安全等級(jí)為一級(jí)，基坑頂?shù)孛娉d按20kPa 的均布荷載，距離基坑頂邊線2m。

雙排對(duì)前趾的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算（抗傾覆安全系數(shù)，一、二、三級(jí)的結(jié)構(gòu)，分別不小于 1.25、1.20、1.15。）KQ=1.596>1.25，滿足規(guī)范要求。

整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算的計(jì)算方法采用瑞典條分法，應(yīng)力狀態(tài)采用有效應(yīng)力法，條分法中的土條寬度為0.5m，計(jì)算后的安全系數(shù)Ks=2.901>1.35，滿足規(guī)范要求。

2.4 地下水治理

本基坑地下水位在自然地面下3.8～5.2m，其處理措施：先在雙排樁基坑頂冠梁連梁范圍內(nèi)設(shè)置8 口降水井，抽取地下水，待水位降至基坑底面下1m 后開始開挖土方及側(cè)壁支護(hù)。待支護(hù)樁及側(cè)壁支護(hù)施工完成后，再在坑底工程樁范圍外局部區(qū)域設(shè)置8口專門用于排水的抽水井（施工工藝同工程樁），樁端放置在角礫層和頁巖層交界處，并抽取地下水。

機(jī)械挖孔灌注樁施工工藝在晉城地區(qū)已經(jīng)比較成熟，而在地下水位以下的粉土、碎石類土層中灌注樁成孔困難且費(fèi)用大，本次基坑采用混凝土沉管+人工挖孔+抽排地下水的方法解決了這些問題，此施工工藝較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。

2.5 基坑監(jiān)測(cè)

沿基坑走向在冠梁頂每隔15m 設(shè)置一個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)，根據(jù)12 次的基坑變形監(jiān)測(cè)結(jié)果，護(hù)坡樁樁頂最大水平位移為14mm，相鄰地面及建筑物的最大沉降量為3.5mm，基坑的位移及相鄰建筑物的沉降量均較小，在規(guī)范要求范圍之內(nèi)。說明基坑工程是安全的，支護(hù)方案達(dá)到了預(yù)期效果。

3 結(jié)語

本基坑工程的成功實(shí)施，豐富了晉城地區(qū)的深厚雜填土基坑設(shè)計(jì)及填土、粉土、碎石土等易塌孔的土層中采用沉管+人工沉孔灌注樁的施工工藝，可以降低工程造價(jià)，加快施工進(jìn)度。

本基坑2020 年春季開挖，夏季地下室施工完畢進(jìn)行回填，期間經(jīng)歷了雨季的檢驗(yàn)，塔吊、工程樁、地下室等在施工過程中非常順利，周邊道路及房屋未受到影響。實(shí)踐證明，雙排樁在深厚雜填土基坑中進(jìn)行設(shè)計(jì)的方案是安全可靠的，不僅可以滿足周邊環(huán)境的變形控制要求，而且在現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地利用上也可以合理布置，為以后此類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工組織管理提供了一個(gè)良好的案例，具有一定的推廣和指導(dǎo)意義。