對深基坑支護樁選取樁形的簡析

師 衛(wèi) 鋒

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

對深基坑支護樁選取樁形的簡析

師 衛(wèi) 鋒

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

結(jié)合工程實際及理論要求，對現(xiàn)常用的支護進行優(yōu)缺點的分析和淺談，從其形式和相關(guān)方案進行了論述，并提出了對應(yīng)的處理方法，從而解決在設(shè)計和施工中遇到的相應(yīng)問題。

土釘墻，錨索，止水帷幕樁，支撐

1 工程背景

某商辦樓鋼筋混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)，地上36層，地下3層，主體層高為3.6 m；裙樓9層框架結(jié)構(gòu)，層高3.6 m。北側(cè)為已建高層剪力墻住宅樓29層、鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)，樓距15 m；東側(cè)為已建休干所，4層磚混結(jié)構(gòu)，樓距35 m；南、西側(cè)為主要市政一級道路。

本基坑?xùn)|西長約260 m，南北寬約110 m，地下水類型為潛水，穩(wěn)定水位埋深為1.4 m～4.0 m，設(shè)計按照水位埋深3.5 m考慮。場地±0.000絕對標(biāo)高為781.55 m,場地標(biāo)高介于780.00 m～781.50 m之間?；娱_挖深度為12.00 m。

表1 場地地基土層分布

根據(jù)外業(yè)鉆探、原位測試及室內(nèi)土工試驗結(jié)果，勘探深度范圍內(nèi)場地地基土自上而下可分為6個大層，現(xiàn)依層序自上而下分述如表1所示。

2 支護方案

據(jù)上述土質(zhì)情況、基坑深度、周邊環(huán)境及水位，現(xiàn)確定以下方案進行待選。

2.1復(fù)合土釘墻+三軸水泥土攪拌樁

基坑上部2.0 m放坡，坡率1∶0.5，設(shè)置2.0 m寬的放坡平臺，采用復(fù)合土釘墻支護，土釘采用打入D50鋼管法，傾角15°，水平間距垂直間距均為1.2 m，桿長6.0 m～9.0 m；坡面打入長為2.0 m的“T”字直徑為14 mm的鋼筋，鋼筋水平間距1.2 m，坡面采用鋼筋混凝土面層進行護面，間距200鋼筋網(wǎng)片，噴射混凝土面層強度不小于C20，厚度不小于80 mm。

基坑下部直立開挖，采用兩排三軸水泥土攪拌樁，樁頂標(biāo)高779.50 m,樁底標(biāo)高755.00 m,樁長24.50 m,進入第⑥層細中砂約3 m；三軸水泥土攪拌樁樁徑850 mm,軸距600 mm,樁間搭接250 mm,采用42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比1.5，水泥土28 d無側(cè)限抗壓強度不小于1.0 MPa。

2.2鋼筋混凝土支護樁

基坑上部同上述?；酉虏恐绷㈤_挖，采用單排鋼筋混凝土排樁，樁徑600 mm，樁長26 m，進入第⑥層細中砂約4.5 m，樁距3 m，上部冠梁貫通。采用C35混凝土，直徑25 mm的鋼筋，采用32.5普通硅酸鹽水泥，水灰比0.5。排樁中部另加一道水平預(yù)應(yīng)力錨索與排樁鋼接，長25 m，兩端同步張拉，以控制張拉力為主。排樁后設(shè)置一周單排止水帷幕樁進行截水，直徑為400 mm，搭接為250 mm，水灰比為1.4。

3 方案分析

3.1復(fù)合土釘墻+三軸水泥土攪拌樁

復(fù)合土釘墻現(xiàn)在大量工程應(yīng)用證明其符合實際情況且是可行的，其受力簡單，對土起主動嵌固作用，淺基坑變形相對較小，穩(wěn)定性驗算易達到要求；它施工工藝及設(shè)備簡單，工期短，效果明顯，成本較低，安全風(fēng)險系數(shù)小。適用范圍廣，結(jié)合各種支護體系混合應(yīng)用。缺點是距深基坑、周邊建筑物較近及土質(zhì)不好時，其作用受到限制。

三軸水泥土攪拌樁選用的材料即為水泥和土，其抗剪能力較弱，主要作用是擋水，但其直徑較大，在淺基礎(chǔ)及土質(zhì)較好的工程中也可使用。其工藝簡單，施工噪聲較大，對周邊及環(huán)境污染較大，設(shè)備較土釘墻復(fù)雜，成本適中，現(xiàn)工程中使用較多。

3.2排樁支護

現(xiàn)懸臂式鋼筋混凝土排樁支護占絕大多數(shù)，其主要作用是擋土，并具有較高的剛度和抗剪能力，結(jié)合上部的冠梁形成一體共同受力擋土。與土釘墻比較，其施工相對復(fù)雜，工藝較復(fù)雜；采用隔樁跳打，工期長，成本較高；它的整體性差，檢測表明變形大，據(jù)統(tǒng)計80%以上的懸臂式護坡樁頂部變形過大，甚至水平位移高達0.5 m，樁縫間容易流泥流砂，軟土地區(qū)，軟土地層和開挖深度大時不宜采用，常結(jié)合單軸止水帷幕樁及支撐進行施工，其風(fēng)險因素多。一般多用于土質(zhì)好，開挖深度淺和四周較為空曠的工程。

3.3錨桿支護

基坑工程主要采用鋼絞線錨桿，當(dāng)設(shè)計承載力較低時，也采用鋼筋錨桿。預(yù)應(yīng)力鋼絞線具有強度高、性能好、運輸安裝方便等優(yōu)點，其抗拉強度是普通鋼筋的4倍之多，是性價比最好的桿體材料，壓力型鋼絞線還可以進行回收，施工時隨著土方開挖進行成孔，是最有發(fā)展前景的支護之一。其工藝簡單，對上部土體擾動小、對周邊環(huán)境影響較小。

錨桿成孔是錨桿施工的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，成孔中常出現(xiàn)塌孔、遇障礙物、孔壁形成泥皮、涌水涌砂等問題。尤其是當(dāng)結(jié)合采用帷幕樁截水時，在地下水位以下特別是承壓水土層成孔會出現(xiàn)孔內(nèi)向外涌水冒砂，造成無法成孔、鉆孔周圍土體坍塌、地面或建筑物基礎(chǔ)下沉、注漿液被水稀釋不能形成固結(jié)體、錨頭部位長期滲漏水。因此，降水工程也應(yīng)同時進行。

4 方案選定

4.1周邊環(huán)境分析

工程北側(cè)為高層住宅樓，樓距較近、較高且為鋼筋混凝土灌注樁，若開挖一步3 m深的土方進行卸載，達到粉土土層，可能導(dǎo)致樓間土方的粘聚力減少，土釘墻對土起主動嵌固作用變小。隨著基坑開挖的加深，南向土方側(cè)壓力非常大，第①層～第④層土質(zhì)狀態(tài)和壓縮性較差，況且此基坑屬于一級深基坑，屬于較大危險性工程，經(jīng)計算和論證三軸水泥土樁和單排鋼筋混凝土排樁都不予考慮。另外錨索過長可能傷及已建樁基礎(chǔ)也應(yīng)考慮其錨固端的長度。

工程東側(cè)為4層休干所磚混結(jié)構(gòu)整體性差，且基礎(chǔ)較淺。由于此基坑較深，工期較長，長時間降水可能會造成支護變形位移，導(dǎo)致休干所地面下沉，影響使用；考慮到樓距滿足要求，三軸水泥土樁抗剪能力較鋼筋混凝土排樁弱，為保證安全使用后者為宜。

工程南及西側(cè)為主要市政道路，雖無高層建筑物，但若降水周期較長，回灌不及時，也易產(chǎn)生路面裂縫，地下熱力、煤氣、電力、自來水及雨污水等管線斷裂，維修時造成城市交通堵塞，適宜為抗剪能力較強和變形較小的鋼筋混凝土排樁。

4.2方案確定

經(jīng)過計算與專家論證，確保基坑和周邊建筑物安全和使用且無隱患，根據(jù)土層狀態(tài)、壓縮性、平均貫入錘擊數(shù)、靜力觸探錐尖阻力平均值、土層厚、水位及周邊建筑物，并考慮施工和現(xiàn)場材料堆放及臨設(shè)辦公，現(xiàn)確定方案如下：

1)基坑四周上部3.0 m放坡復(fù)合土釘墻，內(nèi)縮2.0 m放坡平臺；排樁外側(cè)一周為單排連續(xù)深層攪拌止水帷幕樁。

2)基坑北側(cè)為三排鋼筋混凝土排樁形成門式樁支護，基坑?xùn)|、南、西側(cè)為單排鋼筋混凝土排樁，頂部為冠梁將排樁相互連為一體，外側(cè)排樁中部附兩道錨索，外漏端用背靠背槽鋼錨固于排樁外側(cè)。

3)基坑四角集中應(yīng)力較大，設(shè)置兩層鋼管角支撐，錨固于冠梁與排樁側(cè)面，水平支撐鋼管中部下側(cè)用一預(yù)應(yīng)力管樁作為豎向支撐，管樁根部錨于基坑底且滿足要求。

4)外側(cè)設(shè)置回灌井進行觀察水位。

其平面示意圖如圖1所示，具體設(shè)計參數(shù)不再累贅。

5 結(jié)語

在工程中基坑支護是涉及安全因素最多的一個分項工程，要從多角度、多層次、多方位去著手，要從設(shè)計面、施工面、投資面去考慮，還要從安全、質(zhì)量、進度上去控制，所以加強深基坑支護安全意識、理論研究和實踐探索是非常有必要的。

[1] JGJ 120—2012,建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

[2] JGJ 94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

Analysisonpileshapeselectionofdeepfoundationpitretainingpile

ShiWeifeng

(ShanxiSecondConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030013,China)

Combining with the engineering practice and theory requirement, this paper analyzed and discussion the advantages and disadvantages of commonly used support, discussed its forms and related programs, and put forward corresponding treatment methods, so as to solve the corresponding problems encountered in design and construction.

soil nail wall, anchor rope, waterproofing curtain pile, support

1009-6825(2017)28-0073-02

2017-07-24

師衛(wèi)鋒(1977- )，男,工程師

TU753

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