張勇，胥慧

（中建材西南勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，成都 610051）

關(guān)鍵字：深基坑；雙排懸臂樁；基坑支護(hù)

隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶地下室的高程建筑大量出現(xiàn)?；又ёo(hù)工作為整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目中重要的組成部分，但基坑工程具有風(fēng)險(xiǎn)大、投資高的特點(diǎn)。為了滿(mǎn)足基坑變形的需要，在不適用錨索支護(hù)的膨脹地區(qū)且內(nèi)支撐嚴(yán)重影響后續(xù)施工的情況下，單排懸臂樁已經(jīng)不適宜滿(mǎn)足基坑支護(hù)要求的情況下，雙排懸臂樁能有效的克服單懸臂排樁的不足條件。該支護(hù)結(jié)構(gòu)我們可以理解為單排懸臂樁向基坑外平移，并且在樁頂采用連系梁把前后兩排連接起來(lái)，形成門(mén)架式結(jié)構(gòu)（韓雪松等，2010；杜秀忠等，2012；徐凱等，2013；衛(wèi)建軍和孫利亞，2011）。雙排懸臂樁充分發(fā)揮了整體的剛度與空間效應(yīng)，具有較大的側(cè)向剛度，對(duì)側(cè)壁變形不敏感，能有效的控制基坑變形（陳九鴻，2012；朱彥鵬和魏升華，2010）。因此，當(dāng)施工空間、地質(zhì)條件有較強(qiáng)限制時(shí)，可以取得明顯效果。

1 工程概況

香榭蘭庭項(xiàng)目位于成都市成華區(qū)新客站片區(qū)，場(chǎng)地為膨脹土地區(qū)，場(chǎng)區(qū)地質(zhì)較差。表1 為具有代表性的巖土體參數(shù)統(tǒng)計(jì)值。

表1 巖土體參數(shù)統(tǒng)計(jì)值

項(xiàng)目二期地上包括4 棟高層（26-37F）住宅及1 棟4 層商業(yè)建筑，均帶兩層地下室?；诱嫉孛娣e約1.4 萬(wàn)m2，開(kāi)挖深度為7.5～10.7 m，地下室平面圖見(jiàn)圖1。西側(cè)為青城山路，東側(cè)為龍泉山路，南側(cè)為大渡河路，北側(cè)為岷江路?；颖眰?cè)有沙河堡成都新客站片區(qū)高架橋南匝道，匝道S25 墩、S26 墩、S27 墩、S28 墩、S29 墩、S30 墩基礎(chǔ)距基坑邊緣較近，各承臺(tái)基礎(chǔ)下為兩根直徑為1.5 m 的基礎(chǔ)樁，其基礎(chǔ)承臺(tái)邊緣距最近樁邊距約為2.2 m，場(chǎng)地四周有市政道路，公路中心線(xiàn)距離該擬建場(chǎng)地規(guī)劃紅線(xiàn)均為8.0 m，且地鐵將從基坑?xùn)|側(cè)地下室下穿過(guò)。

圖1 地下室平面圖

2 基坑護(hù)壁支護(hù)設(shè)計(jì)

2.1 雙排樁的計(jì)算模型

雙排樁的計(jì)算模型如圖2、3。

圖2 圓形截面排樁計(jì)算寬度

圖3 雙排樁結(jié)構(gòu)計(jì)算模型

前、后排樁的樁間土體對(duì)樁側(cè)的壓力可按下列公式計(jì)算：

式中：pc為前、后排樁間土體對(duì)樁側(cè)的壓力；可按作用在前、后排樁上的壓力相等考慮；kc為樁間土的水平剛度系數(shù)；△vc為前、后排樁水平位移的差值：當(dāng)其相對(duì)位移減小時(shí)為正值；當(dāng)其相對(duì)位移增加時(shí)，取△vc=0；pco為前、后排樁間土體對(duì)樁側(cè)的初始?jí)毫Γ╧Pa）。

前、后排樁間土體對(duì)樁側(cè)的初始?jí)毫砂聪铝泄接?jì)算：

式中：pak支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，第i 層土中計(jì)算點(diǎn)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；h為基坑深度（m）；φm基坑底面以上各土層按土層厚度加權(quán)的等效內(nèi)摩擦角平均值(°)；α為計(jì)算系數(shù)，當(dāng)計(jì)算的大于1 時(shí)，取=1。

2.2 護(hù)壁方案的確定

從基坑周邊環(huán)境、地質(zhì)分析，該基坑北側(cè)有高架橋匝道，墩基礎(chǔ)距基坑邊緣較近，對(duì)高架橋沉降、變形有嚴(yán)格控制，西側(cè)地質(zhì)條件較差，預(yù)防基坑變形引起市政道路的沉降、裂縫，南側(cè)有地鐵下穿支護(hù)結(jié)構(gòu)。以上幾點(diǎn)就是在基坑設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的方面。

本基坑設(shè)計(jì)的思路就是通過(guò)降低支護(hù)系統(tǒng)水平位移，進(jìn)而控制周邊市政道路和高架橋的水平位移和沉降變形。11 m 左右的深基坑一般采用單排樁加錨索或加內(nèi)支撐的方案。但是該項(xiàng)目處于膨脹土地區(qū)，不準(zhǔn)采用錨索支護(hù)（中國(guó)建筑科學(xué)研究院，2012；伊超，2010），加內(nèi)支撐對(duì)后續(xù)施工工序影響大，施工進(jìn)度慢。通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合巖土工程勘察報(bào)告，認(rèn)真分析，提出了雙排懸臂樁支護(hù)方案。該支護(hù)結(jié)構(gòu)我們可以理解為單排懸臂樁向基坑外平移，并且在樁頂采用連系梁把前后兩排連接起來(lái)，形成門(mén)架式結(jié)構(gòu)，達(dá)到良好的支護(hù)效果。圖4 為支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖，圖5、圖6 分別為雙排樁剖面圖及大樣圖，圖7為工程地質(zhì)剖面圖。本工程采用的是樁徑1.2 m 混凝土灌注樁，樁間距2.0 m，排間距2.4 m，開(kāi)挖后樁間土采用掛網(wǎng)噴漿支護(hù)。

圖4 基坑支護(hù)平面圖

圖5 雙排樁剖面圖

圖6 雙排樁大樣圖

圖7 工程地質(zhì)剖面圖

2.3 方案的分析與計(jì)算

目前雙排樁的分析與計(jì)算，存在多種理論方法，主要有二維、三維有限元模擬及根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果反分析等方法，雙排樁整體穩(wěn)定性等效為重力式擋土墻進(jìn)行計(jì)算?；油鈧?cè)土體載荷采用主動(dòng)土壓力，內(nèi)側(cè)土體采用被動(dòng)土壓力。由于基坑周?chē)翆泳哂形⑼杆?，故采用水土分算算法（畢俊翔等?022）。若采用只單排樁的基坑會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重變形，超過(guò)規(guī)定允許值，圖8 為理正計(jì)算所得單排樁位移圖，可知最大水平位移為111.3 mm。圖9、圖10 為理正計(jì)算所得雙排樁彎矩圖和位移圖，從圖中我們知道，最大彎矩為1 077 kN·m，最大水平位移為23.2 mm。因此在不能采用支錨等其他形式的時(shí)候，雙排樁可以有效的解決單排樁變形過(guò)大的問(wèn)題，保證了基坑的安全，有效運(yùn)行。

圖8 單排樁計(jì)算位移（mm）

圖9 雙排樁計(jì)算彎矩（kN·m）

圖10 雙排樁計(jì)算位移（mm）

3 基坑變形監(jiān)測(cè)

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)完成后，在開(kāi)挖工程中及開(kāi)挖完畢后，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測(cè)是基坑工程重要的組成部分，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果了解基坑所處的安全程度，并為后序施工提供動(dòng)態(tài)信息，及時(shí)調(diào)整施工方案。該基坑變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在樁頂冠梁上，共布置35 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置見(jiàn)圖11，在基坑開(kāi)挖階段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

圖11 監(jiān)測(cè)點(diǎn)平面布置圖

本文僅選取基坑北側(cè)部分靠近高架橋匝道和西側(cè)地質(zhì)條件較差的樁頂位移變化的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行介紹分析?；颖眰?cè)于2013 年12 月26 日開(kāi)挖，采取分層開(kāi)挖每層開(kāi)挖深度不超過(guò)3m，每層開(kāi)挖后變形量會(huì)增加，北側(cè)3～6 號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在2014 年1 月21 日趨于穩(wěn)定?；游鱾?cè)于2013 年12 月30 日開(kāi)挖，監(jiān)測(cè)點(diǎn)29～32 號(hào)在2014 年1 月22 日趨于穩(wěn)定。圖12、圖13 分別為3～6 號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移變化圖與29～32 號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移變化圖。

圖12 3～6 號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移圖

圖13 29～32 號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移圖

從監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形結(jié)果可以看出最大變形不超過(guò)12 mm，理論計(jì)算出來(lái)的變形超過(guò)了23 mm，說(shuō)明實(shí)際變形是多種結(jié)果組合在一起的。導(dǎo)致這種原因有可能是計(jì)算模型有誤差，或者計(jì)算參數(shù)與實(shí)際有差距等。

整個(gè)工程結(jié)束后我們從監(jiān)測(cè)結(jié)果分析與周邊實(shí)際調(diào)查情況得出，該工程雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，樁頂位移變形小，設(shè)計(jì)方案滿(mǎn)足要求，不過(guò)方案有待優(yōu)化的可能。

4 結(jié)論

（1）本項(xiàng)目基坑跨度大、開(kāi)挖深度深，所在地層地質(zhì)條件較差，采用懸臂雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)基本合理，不僅解決了基坑變形影響，而且為后序施工帶來(lái)了便利，能為相近的工程提供一定的參考價(jià)值。

（2）懸臂雙排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)樁頂位移變形位移一般較大，在基坑開(kāi)挖的工程中要充分利用原有效空間結(jié)構(gòu)，采用分層開(kāi)挖，開(kāi)挖一層支護(hù)一層樁間土，并及時(shí)加強(qiáng)坑底支頂作用。

（3）從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，位移變形成臺(tái)階式，在每次開(kāi)挖的時(shí)候變形突然加劇，然后趨于穩(wěn)定，開(kāi)挖下一層是再變形，再趨于穩(wěn)定。分層開(kāi)挖是很有必要的，有助于減小基坑的整體位移量。

（4）從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，監(jiān)測(cè)位移與計(jì)算位移有一定差距，同時(shí)在開(kāi)挖工程中支護(hù)樁、冠梁、連梁未有裂縫出現(xiàn)，說(shuō)明懸臂雙排樁方案位移與彎矩理論計(jì)算是有待優(yōu)化的可能的，需要不斷進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)的。

（5）理論計(jì)算與實(shí)際監(jiān)測(cè)位移有差異，這可能是由于計(jì)算模型不夠完善或參數(shù)不完全符合實(shí)際，還需要進(jìn)一步對(duì)計(jì)算模型研究與參數(shù)進(jìn)行研究。