雙排樁支護(hù)在膨脹土地區(qū)的運(yùn)用

趙克儉，易春艷

(1.綠城房地產(chǎn)集團(tuán)有限公司，浙江杭州 310007;2.中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610081)

深基坑雙排樁支護(hù)是近幾年來新發(fā)展的一種基坑支護(hù)形式，尤其在成都東郊膨脹土地區(qū)，其運(yùn)用更為普遍。其優(yōu)良的剛度性能以及可靠度高，施工工藝成熟，工期快，越來越成為成都東郊地區(qū)基坑支護(hù)的首選結(jié)構(gòu)形式。

本文通過對(duì)成都東郊一基坑設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，說明雙排樁支護(hù)設(shè)計(jì)所要注意的問題。

1 雙排樁設(shè)計(jì)思路

采用雙排樁基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵在于選取合適的前、后排樁的樁間距以及前、后排樁的排距。既要充分發(fā)揮前后排樁來共同抵抗樁身土體壓力，又不能因?yàn)闃渡黹g距過大而無法承受樁后土體的壓力，發(fā)生過大的變形。國內(nèi)外很多學(xué)者都對(duì)雙排樁的樁間距以及排距進(jìn)行了大量的研究。結(jié)合有限元數(shù)值模擬以及現(xiàn)場實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，內(nèi)排樁樁間距取1.5～2.0 倍的樁徑，外排樁樁間距取3.0～4.0 倍的樁徑，排距取樁徑的1.5～4 倍是合適的。

在計(jì)算模型的選取上，可采用ABAQUS 對(duì)基坑進(jìn)行建模，然后再通過數(shù)值模擬進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算的內(nèi)力結(jié)果來對(duì)基坑雙排樁進(jìn)行配筋，該方法優(yōu)點(diǎn)在于精度較高，且可以通過ABAQUS 的后處理進(jìn)程方便的查詢樁身每個(gè)截面的受力情況。但其缺點(diǎn)在于建模所花時(shí)間較長，若模型建立是樁身接觸選擇不當(dāng)或接觸方式未作簡化則演算過程可能不收斂，無法得到樁身變形及受力情況;若為使計(jì)算結(jié)果收斂，對(duì)模型進(jìn)行簡化則又有可能因?yàn)檫^度簡化致使其受力特征和實(shí)際相差較大。只有通過多次演算，才能得到較符合實(shí)際情況的結(jié)果，耗時(shí)太長。在實(shí)際工程的運(yùn)用中，我們常采用等效開挖深度的理論，該理論將前后排樁看做為獨(dú)立承擔(dān)土壓力的單排樁，后排樁的樁身土壓力等效為開挖深度更淺的單排樁。通過單獨(dú)的彎矩驗(yàn)算來分別對(duì)前后排樁配筋。

應(yīng)該說該理論較為粗糙，未考慮前、后排樁之間的聯(lián)系。但由于該理論簡單，實(shí)用，易于計(jì)算，且偏于保守，所以該計(jì)算方法成為一種主流的計(jì)算模式。下面我們將通過一個(gè)實(shí)例來說明該方法的計(jì)算過程。

圖1 雙排樁支護(hù)的等效開挖深度

2 工程概況

擬建場地位于龍泉驛區(qū)西河鎮(zhèn)，交通便利，場地地形平坦，地勢開闊，地形有一定起伏，場地地貌類型單一，地貌單元屬成都平原東部臺(tái)地地貌。主要土層為膨脹性粘土以及有弱膨脹性的泥巖。由于基坑開挖線距離已有建筑較近，所以對(duì)基坑變形的控制要求較高。為了更好地控制變形，擬采用雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

計(jì)算模型如圖2。

樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見圖3、表1、表2。

表1 前排樁內(nèi)力取值

圖2 雙排樁支護(hù)計(jì)算模型

表2 后排樁內(nèi)力取值

抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算:

抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)Ks= 3.094 ＞1.2，滿足規(guī)范要求。

3 總結(jié)

(1)本工程的施工實(shí)踐證明:在特定的條件下，雙排樁在深基坑支護(hù)中顯示出強(qiáng)大的優(yōu)越性。由于雙排樁不需要支撐，且具有強(qiáng)大的抗傾覆能力，樁身彎矩經(jīng)過連梁重新分配后，能較大的減少樁身界面配筋，該結(jié)構(gòu)形式在挖深超過單排樁支護(hù)能力范圍以外的基坑支護(hù)工程中可以得到很好的應(yīng)用。

圖3 樁身內(nèi)力計(jì)算結(jié)果

(2)由于雙排樁結(jié)構(gòu)不占用基坑內(nèi)的位置，不影響基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)的施工，所以雙排樁結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)中越來越受業(yè)主的歡迎。

(3)雙排樁的樁長、樁徑、圈梁與連梁的布置、前后排樁的分布等一系列事宜還有待更進(jìn)一步的研究與探討，將計(jì)算模型與雙排樁平面布置合理性相結(jié)合可能會(huì)得出更經(jīng)濟(jì)的布置方式。

［1］JGJ 120－99 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］

［2］基坑工程手冊編寫組.基坑工程手冊(第二版)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009