淤泥質(zhì)軟土地基深基坑雙排樁加一道支撐支護(hù)應(yīng)用

施 水 彬

(上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200032)

淤泥質(zhì)軟土地基深基坑雙排樁加一道支撐支護(hù)應(yīng)用

施 水 彬

(上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200032)

以某擬建工程項(xiàng)目為例，采用雙排樁結(jié)合一道水平支撐的新型設(shè)計(jì)思路成功進(jìn)行工程支護(hù)，項(xiàng)目的成功實(shí)施填補(bǔ)了該淤泥質(zhì)軟土地區(qū)基坑深度超過(guò)10 m時(shí)采取一道支撐的空白案例，為今后類(lèi)似工程提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。

淤泥質(zhì)軟土，深基坑支護(hù)，雙排樁，水平支撐

0 引言

傳統(tǒng)雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是淤泥質(zhì)軟土地區(qū)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)常用的一種手段，由于其懸臂式支護(hù)不設(shè)內(nèi)支撐，施工更加簡(jiǎn)便，且節(jié)約施工場(chǎng)地而被廣泛采用[1-3]。但也正是由于其懸臂式支護(hù)的特點(diǎn)，往往限制了基坑開(kāi)挖深度不宜太深。相關(guān)文獻(xiàn)及工程案例均表明[4，5]，在淤泥質(zhì)軟土地區(qū)雙排樁支護(hù)基坑深度一般控制在7 m以?xún)?nèi)。然而，隨著城市地下空間開(kāi)發(fā)規(guī)模越來(lái)越大，普遍出現(xiàn)了開(kāi)挖深度超過(guò)10 m的深大基坑，此類(lèi)基坑設(shè)計(jì)往往采用排樁結(jié)合多道支撐的支護(hù)方式，但多道支撐帶來(lái)施工、養(yǎng)護(hù)和拆除周期增加，經(jīng)濟(jì)效益也就不明顯。因此，雙排樁結(jié)合一道支撐的設(shè)計(jì)方案應(yīng)運(yùn)而生，給深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)深基坑設(shè)計(jì)提供了一種新型設(shè)計(jì)思路[6]。

1 工程概況

擬建項(xiàng)目位于溫州瑞安市瑞祥大道與羅陽(yáng)大道交叉口，基坑整體呈梯形分布。東側(cè)距用地紅線(xiàn)最近距離為11.9 m，緊鄰華泰路與在建高層(樁基礎(chǔ))；南側(cè)臨近內(nèi)部金街場(chǎng)地(淺基礎(chǔ))，緊鄰華爾達(dá)路及在建高層(樁基)；西側(cè)到用地紅線(xiàn)最近距離為10.2 m，紅線(xiàn)外為羅陽(yáng)大道，分布多道市政管線(xiàn)；北側(cè)到用地紅線(xiàn)最近距離為5.0 m，紅線(xiàn)外為瑞祥大道，分布多道市政管線(xiàn)。羅陽(yáng)大道與瑞祥大道為瑞安市主要交通道路，車(chē)流量極大。

擬建工程建筑±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高+4.900 m，場(chǎng)地平均絕對(duì)標(biāo)高為+4.500 m，地下1層區(qū)域基坑面積約為12 000 m2，總周長(zhǎng)約488 m，基坑挖深5.9 m，地下2層區(qū)域基坑面積約為13 300 m2，總周長(zhǎng)約535 m，基坑挖深10.3 m，塔樓區(qū)域挖深11.8 m，1層、2層基坑高低差4.4 m?？紤]工期進(jìn)度要求，基坑擬采取一次性整體開(kāi)挖。

地下室形狀及周邊環(huán)境情況如圖1所示。

2 工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地基坑開(kāi)挖深度影響范圍內(nèi)地基土分布土層：①0雜填土：灰色，松散狀，主要由碎礫石、黏性土組成，含少量建筑垃圾，局部含塊石，一般為30 cm～50 cm，個(gè)別大于100 cm；①1黏土：灰黃色，軟可塑，高壓縮性；②1淤泥：灰色，流塑，高靈敏度，高壓縮性。含少量粉砂或貝殼碎片及少量腐殖質(zhì)，具鱗片狀結(jié)構(gòu)；②2淤泥：灰色，流塑，高靈敏度，高壓縮性。含少量粉砂或貝殼碎片及少量腐殖質(zhì)，具鱗片狀結(jié)構(gòu)；③2黏土：灰色，軟塑～軟可塑，高壓縮性，含少量腐殖質(zhì)及粉砂團(tuán)塊；④1黏土：灰黃色，可塑，中等壓縮性；④2黏土：灰色，軟可塑，中高壓縮性，含少量粉砂；⑤1黏土：灰色，可塑，中等壓縮性，干強(qiáng)度高，高韌性，搖振反應(yīng)無(wú)，切面光滑；⑤2黏土：灰色，軟可塑，中高壓縮性。局部含粉砂薄層或團(tuán)塊。

表1 工程場(chǎng)地土層物理參數(shù)表

工程地質(zhì)條件及地基土層物理參數(shù)見(jiàn)表1。綜上，本工程場(chǎng)地主要土層特點(diǎn)為：基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)分布有第②1層和第②2層淤泥土層，該兩層土厚度大(最厚達(dá)28 m左右)，性質(zhì)軟弱，具有高靈敏度，并有一定的蠕變和觸變特性，含水量甚至達(dá)到了65.5%，工程性質(zhì)極差，坑底位于該層土中，對(duì)控制基坑變形及安全極為不利。

3 基坑支護(hù)形式選取

地下2層基坑挖深達(dá)到10.3 m，塔樓區(qū)挖深11.8 m，而且3倍開(kāi)挖深度范圍內(nèi)全為土性極差的淤泥質(zhì)軟土，采用純雙排樁門(mén)架結(jié)構(gòu)的話(huà)懸臂高度過(guò)大，將導(dǎo)致計(jì)算變形、單樁彎矩極大，非常不利于基坑安全，這在軟土地區(qū)尚未有過(guò)成功案例。如若采取常規(guī)排樁+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐體系，雖能保證基坑安全，但是采取兩道水平支撐體系，會(huì)存在著以下缺點(diǎn)：1)本工程為地下1層與地下2層的組合式基坑，第二道支撐勢(shì)必與地下1層基礎(chǔ)底板相連接，其水平側(cè)向力對(duì)地下1層樁基結(jié)構(gòu)有影響；2)工程工期要求很緊張，第二道支撐若與地下1層底板相連接，必須要求地下1層區(qū)底板完成并達(dá)到養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后，方可開(kāi)挖地下2層區(qū)，且開(kāi)挖期間地下1層區(qū)結(jié)構(gòu)不得繼續(xù)施工，影響工期；3)兩道鋼筋混凝土支撐，增加施工、養(yǎng)護(hù)、拆撐工期。

經(jīng)多方案討論，地下2層區(qū)基坑支護(hù)采取雙排樁門(mén)架式結(jié)合一道水平支撐方案，以最深的塔樓區(qū)挖深11.8 m為例，支護(hù)結(jié)構(gòu)為前排樁φ1 100@1 300灌注樁，樁長(zhǎng)39.9 m，樁端進(jìn)入④2黏土，前排樁后輔于17.3 m長(zhǎng)的3φ650@900三軸水泥土攪拌樁止水，兼起樁后土體防止擠淤流失作用；后排樁φ1 100@2 600(插一跳一)灌注樁，樁長(zhǎng)32.9 m，樁端進(jìn)入③2黏土，前后排采取混凝土連梁連接，連梁間距同后排灌注樁；設(shè)置一道鋼筋混凝土支撐，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35，平面布置形式為角撐+對(duì)撐+邊桁架，支撐中心落低地面3.8 m。地下1層區(qū)采取排樁結(jié)合一道水平支撐體系，采取φ700@900灌注樁，樁長(zhǎng)23.9 m，支撐采取角撐+對(duì)撐+邊桁架的形式；地下1層與2層之間的高低差4.4 m深，采取雙排樁懸臂式支護(hù)，前排樁為φ700@900灌注樁，后排樁為φ700@2 700灌注樁，樁長(zhǎng)均為15.2 m。

4 土方開(kāi)挖注意事項(xiàng)

基坑土方開(kāi)挖是整個(gè)地下工程施工的關(guān)鍵工序，嚴(yán)格按照分層、分區(qū)開(kāi)挖的要求執(zhí)行，嚴(yán)禁超挖。工程基坑開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)地下1層區(qū)支撐位于地面，地下2層區(qū)支撐位于地面下3.8 m，兩者之間存在高差，注意土方退挖路線(xiàn)，不能有沖突；

2)充分利用棧橋體系，采取垂直開(kāi)挖，避免10.3 m基坑下坑開(kāi)挖，防止立柱樁、工程樁產(chǎn)生滑坡傾斜；

3)地下2層基坑挖到底后，立即澆筑墊層和底板，減少了基坑暴露時(shí)間。

5 監(jiān)測(cè)及分析

工程自2017年2月1日開(kāi)挖至2017年5月10日支撐拆除完畢，支護(hù)結(jié)構(gòu)累計(jì)最大變形為地下2層塔樓區(qū)的66.85 mm，其

余區(qū)域累計(jì)變形均在60 mm左右；支撐最大軸力也分布于地下2層區(qū)的角撐區(qū)域，為8 572.30 kN，均滿(mǎn)足各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)。測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示，主要測(cè)點(diǎn)的位移觀測(cè)曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。觀測(cè)結(jié)果表明，雙排樁結(jié)合一道支撐體系的設(shè)計(jì)方案可以適用于超厚淤泥質(zhì)土沿海地區(qū)的深大基坑中，能夠確保地下工程的安全施工。

6 結(jié)語(yǔ)

1)在深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)，雙排樁結(jié)合一道支撐的基坑設(shè)計(jì)方案解決開(kāi)挖深度超過(guò)10 m的基坑是切實(shí)可行的，能夠有效的控制基坑側(cè)向變形。

2)隨著施工節(jié)奏的加快，格外注重施工工期的減短，雙排樁結(jié)合一道支撐的支護(hù)方式，從開(kāi)挖到支撐拆除僅僅3個(gè)半月，成為溫州軟土地區(qū)基坑成功案例的典范，提供了很好的工程應(yīng)用價(jià)值。

[1] 林 鵬,王艷峰.雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土基坑工程中的應(yīng)用分析[J].巖土工程學(xué)報(bào),2010,32(S8):331-334.

[2] 張志強(qiáng),趙領(lǐng)志.雙排樁加斜拋撐基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及計(jì)算要點(diǎn)分析[A].第十一屆全國(guó)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].2011:1405-1406.

[3] 陶 莉.溫州軟土地區(qū)基坑支護(hù)方案的優(yōu)選研究[J].溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2011,6(11):51-55.

[4] 吳旭君,鄭 平.濱海地區(qū)軟土地層超深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例[J].巖土工程學(xué)報(bào),2010,32(S7):388-391.

[5] 吳西臣,徐楊青.深厚軟土中超大深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].巖土工程學(xué)報(bào),2012(11):405-408.

[6] 易 星,何成燕.雙排樁支護(hù)運(yùn)用于淤泥質(zhì)軟土基坑的實(shí)踐研究[J].探礦工程,2015,42(2):79-81.

The deep foundation pit design of double-row piles with one horizontal support in the silt soft soil area

Shi Shuibin

(ShanghaiGeotechnicalInvestigations&DesignInstituteCo.,Ltd,Shanghai200032,China)

Take an engineering project as an example, through an example of deep foundation pit engineering, a double pile with one horizontal support was firstly utilized in the new design. Successful implementation of the support practice fills the blanks that the experience should be extended in such regions.

mucky soft soil, deep foundation pit support, double row piles, horizontal support

1009-6825(2017)20-0074-02

2017-05-25

施水彬(1981- ),男,碩士，工程師

TU463

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