基于雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的永久擋墻工程案例

杜祥美

（中煤長(zhǎng)江基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江212000）

0 引言

基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)通常作為臨時(shí)結(jié)構(gòu)而存在，待施工結(jié)束后不易清除，不僅造成資源的浪費(fèi)，有污染土地的可能，同時(shí)影響土地資源的規(guī)劃。目前已有可回收式錨桿[1]投入使用，以利于地下空間的規(guī)劃利用，但雙排樁永久支護(hù)形式受力復(fù)雜，影響因素多[2]，工程應(yīng)用有待研究。

針對(duì)某基坑支護(hù)實(shí)例，綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境及施工等諸多方面，介紹雙排樁前期作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，后期作為永久擋墻結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)的方案，并給出具體施工要點(diǎn)，可供類(lèi)似基坑工程參考。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

場(chǎng)地整平標(biāo)高15.0～13.8m，坑底標(biāo)高8.5～10.3m，基坑挖深3.6～6.2m，基坑周邊環(huán)境如圖1所示。

圖1 周邊環(huán)境

場(chǎng)地周邊環(huán)境較為復(fù)雜，東側(cè)地下室外墻距紅線(xiàn)最近距離為8.0m，紅線(xiàn)外為已建道路和3層農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，已建道路由北至南逐漸降低，路面標(biāo)高16.11～10.11m，紅線(xiàn)距離農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)最近距離約為16.2m。南側(cè)地下室外墻距離紅線(xiàn)最近距離為12.5m，紅線(xiàn)外20.2m處為鎮(zhèn)大鐵路。西側(cè)紅線(xiàn)外目前為空地，西南角位置目前為洼地，地下室外墻距離紅線(xiàn)最近距離為10.2m。北側(cè)紅線(xiàn)外為已建成的苗家灣路，地下室外墻距離用地紅線(xiàn)最近距離為17.9m。

1.2 工程地質(zhì)條件

1.2.1 土層信息

根據(jù)勘察資料，土層詳細(xì)信息自上而下分述如下：

（1）雜填土：灰褐色，稍密，含較多植物根莖，夾大量碎磚及塊石等，層厚變化較大。

（2）粉質(zhì)黏土：灰黃色，可塑局部軟塑，干強(qiáng)度中等，中等壓縮性，該層分布不連續(xù)。

（3）粉質(zhì)黏土：灰色，軟塑局部流塑，干強(qiáng)度低，高壓縮性，該層層厚變化較大。

（4）粉質(zhì)黏土：褐黃色，可塑，干強(qiáng)度較高，中等壓縮性，該層土分布不連續(xù)。

基坑開(kāi)挖位置最不利土層信息如表1所示。

表1 場(chǎng)地最不利土層信息

1.2.2 水文地質(zhì)條件

由勘察資料可知，場(chǎng)地主要為淺層孔隙潛水，主要賦存于第①、②、③層土中。場(chǎng)地地下水由北向南，由東向西，由高處向低處滲流，主要接受大氣降水滲透補(bǔ)給，排泄方式以自然蒸發(fā)及地層滲透為主，水位四季有一定變化。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案確定

2.1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則

基坑支護(hù)方案的選定必須綜合考慮工程本身的特點(diǎn)及周?chē)h(huán)境的要求，在滿(mǎn)足地下結(jié)構(gòu)施工及確保周?chē)h(huán)境安全可靠的前提下，盡量達(dá)到既經(jīng)濟(jì)合理，又方便施工及提高功效的標(biāo)準(zhǔn)。主要原則是：

（1）根據(jù)本工程的實(shí)際情況和周?chē)h(huán)境條件，在充分分析、研究擬建場(chǎng)地周?chē)墓こ痰刭|(zhì)資料和工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程的具體特點(diǎn)和類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，按照現(xiàn)行、有效規(guī)范、規(guī)程、規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)條文要求，精心設(shè)計(jì)工程方案，力求科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理。

（2）保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境的安全，因?yàn)榇嬖谥卮蟀踩[患的方案實(shí)際上是沒(méi)有任何現(xiàn)實(shí)意義，而且可能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）本著“經(jīng)濟(jì)節(jié)約，技術(shù)先進(jìn)，手段可靠，成果有效”的原則，結(jié)合主體結(jié)構(gòu)及場(chǎng)地特點(diǎn)，在保證安全的前提下，重點(diǎn)突出圍護(hù)結(jié)構(gòu)快（縮短工期）、省（節(jié)約造價(jià)）、易（方便施工）的特點(diǎn)[3]，在安全、工程造價(jià)和工期之間達(dá)到一個(gè)最優(yōu)的平衡點(diǎn)。

2.2 基坑支護(hù)方案確定

根據(jù)本工程地勘孔揭示的土層信息可知，基坑挖深范圍內(nèi)均為①雜填土層中，該土層結(jié)構(gòu)松散，物理力學(xué)性質(zhì)較差，不利于支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與位移控制，基坑開(kāi)挖后易造成坡頂沉降、開(kāi)裂等情況；同時(shí)東側(cè)紅線(xiàn)外為既有農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)道路，需考慮基坑開(kāi)挖對(duì)已建道路不利影響，在保證基坑安全可靠的前提下，支護(hù)形式可采用灌注樁加錨樁或雙排樁的支護(hù)形式。

若采用灌注樁加錨樁的支護(hù)方案，支護(hù)樁可布設(shè)于距離地下室外墻1.0m處，即基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)距離既有農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)道路約7.0m，該支護(hù)方案安全可靠，可有效減少支護(hù)結(jié)構(gòu)位移對(duì)周邊道路的不利影響；但該側(cè)建成后臨近紅線(xiàn)位置規(guī)劃為地面停車(chē)位及道路，同時(shí)規(guī)劃地面標(biāo)高大于既有道路路面標(biāo)高，按照上述灌注樁加錨樁方案，不能滿(mǎn)足規(guī)劃功能需求，另外若將灌注樁移至紅線(xiàn)處，則存在以下兩個(gè)問(wèn)題：一方面基坑外農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)存在地下室，錨桿施工受限；另一方面單排灌注樁作為擋墻基礎(chǔ)，其豎向承載力不滿(mǎn)足要求，綜上所述最終采用雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，雙排樁中部冠梁及拉梁板后期作為永久擋墻底板基礎(chǔ)，下部灌注樁作為樁基礎(chǔ)，以期在保證基坑支護(hù)安全可靠的前提下，滿(mǎn)足規(guī)劃使用功能要求。

雙排樁作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：其整體穩(wěn)定雖滿(mǎn)足要求，但墻頂位移偏大，易造成周邊農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)道路開(kāi)裂，影響其正常使用；另外，雙排樁中后排樁距離基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)約7.0m，在確保雙排樁排距的前提下，需減小后期基坑土方回填量，通過(guò)坑內(nèi)設(shè)置留土平臺(tái)的方式可很好解決上述問(wèn)題，另一方面坑內(nèi)留土可有效提高基坑支護(hù)的安全性，同時(shí)控制支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。

另外本工程?hào)|側(cè)已建農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)道路呈由北至南逐漸降低，路面標(biāo)高16.11～10.11m，即基坑挖深是在逐漸變化的，為適應(yīng)基坑周邊環(huán)境，不過(guò)多地進(jìn)行填方和挖方，支護(hù)樁樁頂標(biāo)高需隨周邊道路進(jìn)行變化；在保證樁長(zhǎng)下部嵌固深度的情況下，則灌注樁樁長(zhǎng)將不一致，該方法可大大減小工程造價(jià)，但對(duì)施工難度提出更高的要求，從而無(wú)法保證工期。

考慮到主樓建成后規(guī)劃地面標(biāo)高為16.35m，而道路為斜坡，標(biāo)高為16.11～10.11m，是逐漸降低的，存在一定的高差，所以主體結(jié)構(gòu)施工完成后要進(jìn)行土方回填，可以考慮在雙排樁以上部分施工鋼筋混凝土擋墻，以達(dá)到擋土目的，此時(shí)雙排樁作為擋墻的下部結(jié)構(gòu)，就能有效解決雜填土承載力不足的問(wèn)題，同時(shí)需要注意的是，雙排樁已從基坑支護(hù)時(shí)的臨時(shí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橥练交靥詈蟮挠谰脫鯄痘A(chǔ)結(jié)構(gòu)，而且雙排樁的受力也從基坑開(kāi)挖時(shí)主要受水平土壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槌惺苌喜繐鯄Y(jié)構(gòu)傳遞的豎向力。

綜合以上分析，基坑?xùn)|側(cè)采用雙排鉆孔灌注樁+坑內(nèi)留土平臺(tái)支護(hù)，基坑內(nèi)側(cè)鉆孔灌注樁（?800，L=9.0～13.0m）間距1.0m，基坑外側(cè)鉆孔灌注樁（?800，L=9.0～13.0m）間距2.0m；東側(cè)北半幅在原雙排支護(hù)樁基礎(chǔ)上施工上部鋼筋混凝土板墻（h=0.5～3.80m），擋墻高度大于2.5m時(shí)，增設(shè)扶壁，扶壁厚0.3m，東側(cè)南半幅擋墻采用扶壁式鋼筋混凝土擋墻，基底位于①雜填土層，下部采用?700鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。經(jīng)巖土專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)軟件同濟(jì)啟明星計(jì)算，支護(hù)樁最大水平位移、地表沉降量、整體穩(wěn)定性、抗傾覆、墻底隆起以及坑底隆起等均滿(mǎn)足規(guī)范要求。選取典型支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面如圖2、圖3所示。

圖2 基坑開(kāi)挖階段典型支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面

圖3 土方回填后典型擋土墻結(jié)構(gòu)剖面

3 施工要點(diǎn)

3.1 土方開(kāi)挖

（1）挖土流程、順序及方式應(yīng)嚴(yán)格按施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行，不得超挖，開(kāi)挖面高差應(yīng)控制在3m以?xún)?nèi)。

（2）基坑內(nèi)嚴(yán)禁多區(qū)域大面積同時(shí)開(kāi)挖，基坑內(nèi)土方應(yīng)分區(qū)分段間隔開(kāi)挖，分段長(zhǎng)度≤40m，每段開(kāi)挖至基底并立刻澆筑墊層后，方可開(kāi)挖相鄰段土方。

（3）出土口處應(yīng)適當(dāng)放緩坡比，留土且鋪設(shè)走道板，做好圍護(hù)體保護(hù)，防止工程樁的損壞或偏移。

（4）基坑內(nèi)的深坑必須待普遍區(qū)域墊層形成并達(dá)到強(qiáng)度要求后，方可進(jìn)行開(kāi)挖。

（5）放坡段嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)放坡進(jìn)行挖土修坡，坡體形成后，坡頂嚴(yán)禁堆載，施工荷載不得大于20kPa。

3.2 鉆孔灌注樁施工

（1）鉆孔灌注樁垂直度不超過(guò)1/300，圍護(hù)樁孔底沉渣厚度不超過(guò)50mm。樁頂嵌入冠梁100mm，主筋錨入冠梁（底板）不小于35d（d為主筋直徑）。樁身因擴(kuò)徑造成局部突出應(yīng)不大于100mm[4]。

（2）鉆孔灌注樁應(yīng)滿(mǎn)足樁身質(zhì)量及鋼筋籠焊接要求，不得有斷樁、混凝土離析、夾泥現(xiàn)象發(fā)生。

（3）鉆孔灌注樁宜采取間隔成樁施工順序，并且在混凝土終凝后，方可進(jìn)行鄰樁的成孔施工。

（4）鉆孔灌注樁施工前需進(jìn)行試成孔，試成孔應(yīng)考慮不同地質(zhì)條件因素，檢驗(yàn)所選設(shè)備、施工工藝及技術(shù)要求是否適宜。

3.3 擋土墻施工

（1）擋土墻每間隔15m應(yīng)設(shè)置一道變形縫。另在地基持力層變化處、墻高突變處應(yīng)設(shè)沉降縫[5]。

（2）變形縫寬度為2～3cm?？p內(nèi)沿墻的內(nèi)、外、頂三邊填塞瀝青麻筋，塞入深度不宜小于20cm。

（3）墻身應(yīng)埋設(shè)?100PVC排水管，間距2.0m，外斜5%，梅花型布置。

（4）擋墻模板加固采用拉筋聯(lián)合鋼管扣件雙重保證措施，保證混凝土成型質(zhì)量。

（5）混凝土灌注完畢后，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。墻背回填應(yīng)在擋墻混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%才能夠進(jìn)行填土。

4 總結(jié)

通過(guò)本工程實(shí)踐，總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)，可供今后類(lèi)似工程參考：

（1）基坑周邊一側(cè)若存在已建道路為斜坡，在保證樁體嵌固深度的情況下，可采用變冠梁標(biāo)高的雙排樁支護(hù)形式，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

（2）在有足夠施工空間的情況下，可采用坑內(nèi)留土的方式，一方面減少土方的開(kāi)挖，避免土體的擾動(dòng)，另一方面又可減小支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移，保護(hù)周邊環(huán)境，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。

（3）基坑支護(hù)本是臨時(shí)工程，但在一些實(shí)際工程運(yùn)用中，為節(jié)約成本，可以考慮將雙排樁前期作為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，后期作為樁基礎(chǔ)的基坑設(shè)計(jì)方案。