雙排樁及旋噴樁在基坑中的結(jié)合應(yīng)用實例分析

肖 磊

（廣東省地質(zhì)工程公司，廣東廣州510425）

1 工程概況

該工程場地位于深圳市龍崗區(qū)平湖街道白坭坑社區(qū)，東臨丹平快速路，其輔道距基坑開挖線最小距離約28m，此側(cè)管線較密集，根據(jù)現(xiàn)場踏勘，有燃氣管線、通信管線、長途光纜及雨水管線；北臨良白路，距基坑開挖線最小距離約10m；西臨廣深鐵路，基坑開挖線距廣深鐵路最近約為55m；南臨荔枝園。

場內(nèi)用地面積10.088×104m2，場地內(nèi)擬建建筑物為物流園及配套公寓、辦公室，總建筑面積20.18×104m2，建筑物設(shè)計高度及位置尚未確定。擬建基坑面積約75270m2，支護邊長約1620m，坑底標(biāo)高分別為46.105m、42.20m，基坑深度最深約為14.30m。

地下室基坑支護安全等級一級，局部二級。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

場地原始地貌為殘丘及沖溝，后經(jīng)人工堆填筑高整平，并建成深圳國際農(nóng)產(chǎn)品物流園西區(qū)，現(xiàn)場地地勢表現(xiàn)為北高南低，中部整體較平坦，勘察期間所測鉆孔點孔口地面標(biāo)高為44.94～60.82m，最大相對高差15.88m。

2.2 地層巖性

根據(jù)鉆探揭露，場地內(nèi)分布的地層自上而下有：人工填土（Qml）、第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系全新統(tǒng)坡洪積層（Q4dl+pl）、第四系殘積層（Qel）、場地下伏基巖為侏羅系粉砂巖（J），現(xiàn)將各地層主要巖性特征自上而下分述如下：

（1）人工填土層（Qml）（層序號①）。場地內(nèi)各鉆孔均鉆遇人工填土層，厚度0.50～14.80m，按物質(zhì)成分的不同分為雜填土和素填土2個亞層，分述如下：

雜填土[層序號①-1]：灰、灰褐、黃褐等雜色，稍濕，結(jié)構(gòu)松散—稍密狀態(tài)，主要由磚塊、砼塊、碎石及砂粒等建筑垃圾填筑而成，顆粒大小一般3～5cm。場地內(nèi)除ZK1、ZK29、ZK34號鉆孔外，其余各個鉆孔均有揭露，厚度0.50～6.30m。重型動力觸探試驗擊數(shù)3～9擊，平均6擊。

素填土[層序號②-2]：灰黃、褐黃、褐紅、灰黑等雜色，稍濕—濕，結(jié)構(gòu)一般呈松散—稍密狀態(tài)，主要由粘性土混少量砂礫組成，局部夾有少量碎石。該層在場地除ZK4、ZK7、ZK8、ZK10、ZK16、ZK21、ZK24、ZK33、ZK35號鉆孔外，其余各個鉆孔中均有揭露，厚度0.50～13.80m，層頂埋深 0.00～6.30m，層頂標(biāo)高 45.41～60.82m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗15次，擊數(shù)5～16擊，平均11擊。

（2）第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）。粉砂（層序號②）：淺灰、灰白等色，飽和，主要呈稍密狀態(tài)，局部松散，主要成分為石英質(zhì)，不均勻含少量粘粒，局部相變?yōu)橹猩盎蚣毶?，局部不均勻夾有大量粘性土。場地內(nèi)ZK26、ZK35號鉆孔有揭露，厚度0.60～6.50m，層頂埋深4.70～12.30m，層頂標(biāo)高40.24～42.54m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗3次，實測擊數(shù)10～14擊，平均12擊，校正后擊數(shù)9～12擊，平均11擊。

（3）第四系全新統(tǒng)坡洪積層（Q4dl+pl）。粉質(zhì)粘土（層序號③）：褐黃、褐紅等色，濕，可塑—硬塑狀態(tài)，局部不均勻含有少量硬雜質(zhì)，切面較光滑，干強度中等，韌性中等。場地內(nèi)ZK25、ZK27、ZK29號鉆孔有揭露，厚度1.60～6.70m，層頂埋深1.80～9.80m，層頂標(biāo)高45.08～53.49m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗3次，校正后擊數(shù)12～20擊，平均15擊。

（4）第四系殘積層（Qel）。粉質(zhì)粘土（層序號④）：褐紅、褐黃等色，濕，可塑—硬塑狀態(tài)，系粉砂巖風(fēng)化殘積而成，局部不均勻夾有全、強風(fēng)化巖夾層。該層在場地內(nèi)除ZK5、ZK6、ZK9、ZK14、ZK16、ZK18、ZK20、ZK21、ZK23、ZK26、ZK27、ZK32、ZK35號鉆孔外，其余各個鉆孔均有揭露，揭露層厚0.60～15.10m，層頂埋深0.50～14.30m，層頂標(biāo)高39.59～60.32m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗14次，校正后擊數(shù)13～27擊，平均19擊。

（5）侏羅系粉砂巖（J）。場地基巖為侏羅系粉砂巖，主要礦物成分為石英，粉砂狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，在鉆探揭露深度范圍內(nèi)根據(jù)巖石的風(fēng)化程度分為全、強、中風(fēng)化3個風(fēng)化帶，各風(fēng)化帶的特征描述如下：

全風(fēng)化粉砂巖[層序號⑤-1]：褐黃、灰褐等色，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認，巖芯呈堅硬土柱狀，局部不均勻夾有強風(fēng)化巖塊。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。該層在場地內(nèi)除ZK16、ZK35號鉆孔外，其余各個鉆孔中均有揭露，揭露層厚0.70～14.30m，層頂埋深0.90～18.80m，層頂標(biāo)高36.04～56.03m?，F(xiàn)場共進行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗16次，校正后擊數(shù)30～42擊，平均34擊。

強風(fēng)化粉砂巖[層序號⑤-2]：褐黃、灰褐等色，巖石風(fēng)化劇烈，裂隙極發(fā)育，巖芯多呈堅硬土狀、土夾塊狀、碎塊狀，局部不均勻夾有較多中風(fēng)化巖塊。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。該層在場地內(nèi)各個鉆孔中均有揭露（未揭穿），揭露層厚1.00～14.50m，層頂埋深0.50～26.50m，層頂標(biāo)高27.09～55.22m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗16次，校正后擊數(shù)均大于50擊。

中風(fēng)化粉砂巖[層序號⑤-3]：灰、褐黃等色，裂隙發(fā)育，裂隙面見鐵染，巖芯破碎，多呈碎塊—塊狀，少量短柱狀，錘擊易碎，合金鉆進困難，需金剛石鉆進。巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。該層在場地內(nèi)ZK3、ZK4、ZK7、ZK10、ZK15、ZK16、ZK19、ZK21、ZK23、ZK29、ZK31、ZK33、ZK35號鉆孔有揭露（未揭穿），揭露厚度0.50～3.40m，層 頂 埋 深 3.00～29.30m，層 頂 標(biāo) 高25.28～52.72m。

3 水文地質(zhì)條件

場地內(nèi)地下水主要接受大氣降水補給，徑流方向大體由北向南排泄。鉆探期間測得地下水位埋深為1.10～9.20m，標(biāo)高42.61～58.63m。

基坑周邊存在廣深鐵路及市政管線，對水位變化敏感，因此在支護樁樁間設(shè)置三重管旋噴樁，形成止水帷幕。

4 基坑支護方案

由于基坑四周管線密集，且西側(cè)距離廣深鐵路較近同時結(jié)合場地土層情況、開挖深度以及周邊環(huán)境情況等，基坑采用放坡+雙排樁、復(fù)合土釘墻的支護方式。基坑上部7.0m范圍內(nèi)采用坡度1∶1.2的土釘墻進行支護。本案例重點分析雙排樁的支護形式在深基坑中的應(yīng)用（圖1）。

圖1 基坑支護典型剖面

放坡高度為6.0m，坡率i=1.2，坡面掛網(wǎng)噴砼，前排樁采用?1200@1800，后排樁采用?1200@3600，前后排樁用連梁、連系板連接。

設(shè)計采用樁+樁間旋噴的形式構(gòu)成止水帷幕，其中樁間旋噴采用三重管，設(shè)計樁徑1.0m。

（1）三管旋噴樁樁底入坑底不小于5.0m，待支護樁達到設(shè)計強度的70%后開始實施旋噴樁。

（2）成孔：高壓注漿孔成孔直徑不小于130mm，孔位誤差不大于100mm，傾斜不超過1%。

（3）噴射水壓力不小于35MPa，漿液壓力不小于1.0MPa，提升速度不大于12cm/m in，旋轉(zhuǎn)速度不超過20r/m in，每米水泥用量不小于350kg，以上參數(shù)可根據(jù)試噴結(jié)果進行調(diào)整。

5 基坑監(jiān)測

通過收集資料以及現(xiàn)場踏勘，充分掌握基坑周邊道路、建筑物地下管線、市政設(shè)施情況；基坑施工前，靠近基坑開挖線及伸入基坑內(nèi)的管線需改遷；基坑周邊道路、建筑物、需要改遷的管線等市政設(shè)施，結(jié)合基坑支護設(shè)計方案對其進行相應(yīng)項目的監(jiān)測，內(nèi)容如下：

（1）按《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）對基坑和周邊道路等項目進行監(jiān)測。

（2）監(jiān)測內(nèi)容包括：地表沉降、基坑周邊建筑及道路沉降、地下管線沉降、地下水位觀測、回灌井、基坑頂部水平位移兼沉降監(jiān)測等。

基坑開挖過程中，相鄰2次的觀測時間間隔不宜超過2d或每開挖一層（開挖深度1.0m）觀測一次；基坑開挖完畢且變形已趨穩(wěn)定時可適當(dāng)延長間隔時間；當(dāng)基坑回填至地面時，可結(jié)束觀測。

6 結(jié)語

（1）雙排樁作為一種新型支護結(jié)構(gòu)，它是由2排平行的鋼筋混凝土樁以樁間的連系梁形成的空間門架式結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度，可以有效地限制維護結(jié)構(gòu)側(cè)向變形。雙排樁作為一種特殊的支護結(jié)構(gòu)在于它的前樁和后樁之間用剛性節(jié)點和剛性橫梁連成一個整體單元，是三次超靜定結(jié)構(gòu),它利用超靜定鋼架結(jié)構(gòu)隨支撐條件和荷載條件的變化而自動調(diào)整內(nèi)力的特性，解決基坑支護問題。具有適用性強、安全度高、施工方便等優(yōu)點。

（2）雙排樁支護有較大的側(cè)向剛度，可以有效地閑置支護結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形，不需設(shè)置錨桿或支撐。在一定范圍內(nèi)用雙排樁代替懸臂式單樁，可以降低材料用量30%以上。在不能采用錨桿的場地更能顯示其優(yōu)越性。雙排樁的節(jié)點為剛性節(jié)點，柱梁之間不能相互轉(zhuǎn)動，可以抵抗彎矩?；又ёo結(jié)構(gòu)設(shè)計對后續(xù)建（構(gòu)）筑物的施工創(chuàng)造了有利條件，對主體結(jié)構(gòu)施工影響較小，同時滿足基坑及周邊環(huán)境要求。

（3）本工程根據(jù)地層巖性結(jié)合周邊環(huán)境采用放坡+雙排樁的支護形式有效地控制了基坑變形，保證了基坑安全?；娱_挖支護樁樁間設(shè)置三重管旋噴樁，形成止水帷幕。對周邊環(huán)境影響較小，保證了市政管網(wǎng)和廣深鐵路的安全。通過三重管旋噴樁在本工程中的應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)三重管旋噴樁在止水效果和施工進度方面存在優(yōu)勢，不僅能降低了施工難度，也節(jié)約了工程成本，為以后此類工法在深基坑中的應(yīng)用起到了積極的影響。