深基坑排樁支護的設計與應用

朱文靜

【摘要】本文介紹利用理正軟件對一級深基坑進行排樁設計，并驗證設計結果的可行性、有效性。

【關鍵詞】理正7.0；排樁；應用

1.基坑概況

四川省德陽市區(qū)某基坑，呈矩型，結構形式為框架剪力墻結構，其開挖深度10m，各側地段距周邊建筑近，均不具備一定的放坡條件，基坑設計等級為一級，重要性系數為1.1。

2.場地地層結構

場地地層由上到下有第四系全新統素填土（Q4ml）、粉土、中砂、礫砂、圓礫、卵石層（Q3+4al+pl）及白堊系下統泥質砂巖（K1g）。其中素填土（Q4ml）厚約0.4～0.7m。粉土（Q4al+pl）層厚約1.0～2.8m。中砂（Q4al+pl）層厚約0.5～3.2m。礫砂（Q4al+pl）：層厚約0.4～2.0m。卵石層（Q3+4al+pl）中的稍密卵石層厚約0.5～11.8m。

中密卵石回轉鉆孔揭露1.7～2.7m。半膠結卵石（Q2fgl）：厚度約1.3m。白堊系下統古店組泥質砂巖（K1g）：厚度約0.8～1.3m。

3.水文地質條件

場內地下潛水靜止水位埋深6.20～6.80m，相應高程約485.6m～486.2m?？葚S季變幅1～1.5m。砂卵石層地下水滲透系數可取40m/d。

4.基坑設計

（1）設計軟件及參數

設計軟件為理正深基坑7.0版，設計采用的巖土物理力學參數值為根據該基坑勘察報告并結合我公司在該區(qū)域范圍內的基坑支護施工經驗，如下表1所示。

5.設計結果

該基坑均采用錨拉樁的方式進行支護，排樁為旋挖樁，取其中距周邊建筑物最近一側的樁徑1.0m，樁長17m，樁間距2.5m，錨索長14m， 入射角為15°，孔徑150mm，采用2根直徑為15.2mm的鋼絞線。其余側樁徑1.0m，樁長16m，樁間距2.5m，錨索長11m，入射角為15°，孔徑150mm，采用2根直徑為15.2mm的鋼絞線。

6.設計驗算

（1）驗算公式

設計的支護方式為錨拉式樁，其支擋結構整體穩(wěn)定性按照圓弧滑動條分法進行驗算，公式為：

式中：Ks──圓弧滑動整體穩(wěn)定安全系數；安全等級為一級、二級、三級的錨拉式支擋結構，Ks分別不應小于1.35、1.3、1.25；

Ks，i──第i個滑動圓弧的抗滑力矩與滑動力矩的比值；抗滑力矩與滑動力矩之比的最小值宜通過搜索不同圓心及半徑的所有潛在滑動 圓弧確定；

cj、φj ──第j土條滑弧面處土的粘聚力（kPa）、內摩擦角（°）；

bj──第j土條的寬度（m）；

θj──第j土條滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角（°）；

lj──第j土條的滑弧段長度（m），取lj=bj/cosθj；

qj──作用在第j土條上的附加分布荷載標準值（kPa）；

ΔGj──第j土條的自重（kN），按天然重度計算；

uj──第j土條在滑弧面上的孔隙水壓力（kPa）；

γw──地下水重度（kN/m3）；

hwa，j──基坑外地下水位至第j土條滑弧面中點的垂直距離（m）；

hwp，j──基坑內地下水位至第j土條滑弧面中點的垂直距離 （m）；

Rk，k──第k層錨桿對圓弧滑動體的極限拉力值（kN）；應取錨桿在滑動面以外的錨固體極限抗拔承載力標準值與錨桿桿體受拉承載力標準值（fptkAp或fykAs）的較小值；

αk──第k層錨桿的傾角（°）；

sx，k──第k層錨桿的水平間距（m）；

ψv──計算系數；可按ψv=0.5sin（θk+αk）tanφ取值，此處，φ為第k層錨桿與滑弧交點處土的內摩擦角。

（2）驗算結果

利用理正軟件，所得基坑最不利一側（距周邊建筑物最近側）驗算結果如下：

計算方法：瑞典條分法

應力狀態(tài)：總應力法

條分法中的土條寬度：0.40m

滑裂面數據

圓弧半徑（m）R=17.037

圓心坐標X（m）X=-2.035

圓心坐標Y（m）Y=9.764

整體穩(wěn)定安全系數 Ks=2.195>1.35滿足設計要求。

7.結論

（1）該基坑在施工階段，周邊建筑沒有出現明顯變形，后期監(jiān)測結果表明，樁及周邊建筑變形值均在允許范圍內，說明該排樁設計方案是可行的。（2）通過應用理正軟件，大大減少了工作量，并可直觀得到設計結果。

參考文獻

[1]中華人民共和國行業(yè)標準，建筑基坑支護技術規(guī)程（JGJ120-2012）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]中華人民共和國國家標準，建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范（GB50497-2009）[S].北京：中國計劃出版社，2009.