门架式支护结构在软土基坑中的应用及位移控制方法研究

周新潮，陈琦慧

（浙江省地矿勘察院，浙江杭州310012）

门架式支护结构在软土基坑中的应用及位移控制方法研究

周新潮*，陈琦慧

（浙江省地矿勘察院，浙江杭州310012）

针对软土地层区的大型基坑工程，提出了不同开挖深度和土质情况下，采用不同桩间距的双排桩门架式结构，同时在前后排桩之间设置多排水泥搅拌桩加固桩间土，在土质较差地段采用被动区水泥搅拌桩墩式加固的支护型式，有效地保证了基坑侧壁的稳定、控制了坑外土体的侧向位移，具有很好的工程实用性。

双排桩；门架；软土基坑；位移控制

在软土地层区的大型基坑工程中，当采用排桩加内支撑型式进行基坑支护时，往往由于支撑长度过长导致围护工程造价过高，其经济性较差。双排桩门架式支护结构具有整体刚度大、不需设置支撑、施工方便等优点，因此在基坑工程中的应用越来越广泛。但在工程实际应用过程中，由于排桩布置型式不当，往往容易出现基坑侧壁位移量整体偏大的情况。

以杭州地区已经完成的开挖面积2×104m2的大型基坑为例，对不同支护剖面采用不同桩间距类型的门架式支护结构，根据基坑工程施工期间及完工后的基坑监测数据表明，对不同开挖深度，采用的不同桩间距的门架式支护结构均能满足基坑侧壁土体稳定及坑壁土体侧向位移控制的要求，具有很好的适用性。

1　工程简介及特点

1.1工程简介

本工程位于杭州市余杭区崇贤镇，建筑物由8幢11～18层高层住宅楼组成，设1层整体地下室，工程总用地面积21945m2。基础采用钻孔灌注桩桩基。基坑实际开挖深度按周边基础地梁或承台底面计为4.10～5.65m。

1.2本基坑工程特点及周边环境

本工程基坑开挖面积大，开挖深度影响范围内淤泥土土质差，场地东侧、北侧用地红线外侧为规划道路，施工期间作为大型施工车辆进出道路，对基坑支护较为不利。

2　工程地质条件

根据本工程《岩土工程勘察报告》（详勘），基坑支护可能影响范围内的场地土层结构自上而下分述如下：

①-1层杂填土：灰色、杂色，湿，松散。主要由粘性土、建筑垃圾组成，其中西侧地段杂填土较厚，为新近堆填。局部缺失，层厚0.00～6.50m。

①-2层耕作土：灰色，湿，松软。以粘性土为主，含少量植物根茎。局部分布，层厚0.00～0.40m。

②层粉质粘土：灰黄色、灰色，软塑、局部软可塑。切面稍有光泽，无摇震反应，韧性及干强度中等，含铁锰质斑及兰灰色高岭土团块，局部粉粒含量较高。局部缺失，层厚0.00～2.70m。

③层淤泥：灰色，流塑。切面光滑，无摇震反应，干强度中等，含有机质斑和腐殖质，无味。局部缺失，层厚0.00～8.20m。

④-1层粉质粘土：青灰色、灰黄色，硬可塑、局部软可塑。切面有光泽，无摇震反应，韧性中等，干强度高，含铁锰质斑。局部缺失，层厚0.00～6.70m。

④-2层层状粉质粘土：灰黄色，软塑—流塑。切面较粗糙，无光泽，局部具轻微摇震反应，韧性低，干强度中等，含铁锰质斑。具韵律层理构造，夹粉土薄层，层厚1～10mm。全场分布，层厚3.90～11.80m。

本场地地下水上部为浅层孔隙潜水，勘察期间于钻孔中实测地下水位埋深在0.40～6.30m。地下水年变化幅度一般在1.0～2.0m。

基坑开挖深度影响范围内土层主要力学参数指标如表1所示。图1为典型工程地质剖面。

表1　场地土层主要力学参数

图1　典型工程地质剖面（单位：mm）

3　基坑围护体系

基坑四周主要采用钻孔灌注桩门架式支护，部分转角地段采用钻孔灌注桩加水平角支撑支护，水泥搅拌桩止水；基坑东侧淤泥土较厚处坑底被动区采用水泥搅拌桩墩式加固；电梯井区坑中坑采用松木桩加固；基坑降排水采用坑内坑外明沟集水坑排水方案。基坑支护平面布置如图2所示，基坑支护典型剖面如图3所示。

3.1钻孔灌注桩间距和排距的布置

根据基坑开挖深度的差异，结合土层变化及周边环境，门架式支护段前排钻孔灌注桩桩径及桩间距分别采用∅600@1250、∅600@1350、∅600@1500、∅700@1300和∅800@1400，后排桩间距加倍，前后桩排距采用2.5m。

3.2主动区水泥搅拌桩的布置

水泥搅拌桩采用∅600@450单轴水泥搅拌桩，同排桩之间搭接150mm。在门架式支护段的前后排桩之间施工2排水泥搅拌桩，起到加固前后排桩之间土体的作用，另在连系梁下增设肋条式水泥搅拌桩进行局部加强。

3.3被动区水泥搅拌桩的布置

基坑东侧淤泥土厚度较大段，坑内被动区采用∅600@500单轴水泥搅拌桩墩式加固。

4　基坑监测情况

4.1监测点的布置

本工程基坑监测共布置深层土体位移测斜孔14个，地下水位观测孔13个，坑外地面日常沉降观测孔41个。监测点布置详见图1。监测时间自基坑开挖前至地下室土方回填止。

4.2监测结果

根据本工程基坑监测报告，各深层土体位移监测孔监测成果见表2。其中位移最大孔CX1孔位移—时间变化曲线见图4。

图2　基坑支护平面布置图及周边环境图（单位：mm）

图3　基坑支护典型剖面图（单位：mm）

4.3监测结果分析

（1）坑外深层土体水平位移最大值为CX1孔（位于基坑西北侧），位移量18.58mm，深度位于4.0m，全部测斜孔测得位移值均在正常范围内，未超过警戒值。

（2）基坑开挖过程中，坑外土体水平位移速率不大，但呈长期连续递增状态，水平位移值在地下室基础底板施工完成后逐渐趋于稳定。

表2　深层土体位移测斜孔累计位移成果表

图4　CX1测斜孔位移—时间变化曲线

5　结语

本工程基坑开挖面积达2万多平方米，开挖面积大，场地所在土层工程地质性质差，主要为淤泥、粉质粘土等。围护采用双排钻孔灌注桩门架式支护，前后排桩之间设置2排水泥搅拌桩起到加固桩间土的作用，同时对淤泥土厚度较大地段坑内被动区进行水泥搅拌桩墩式加固，有效地控制了坑外土体侧向位移，相比采用桩加内支撑型式的围护结构减少了围护造价，方便了基坑土方开挖，相比桩加锚杆（索）围护型式避免了在坑外土体中遗留地下障碍物，在相近土质和开挖深度的类似基坑中，具有借鉴和推广性。

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［2］浙江省住房和城乡建设厅.DB33/T1096-2014建筑基坑工程技术规程［S］.杭州：浙江工商大学出版社，2014.

［3］中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ79-2012建筑地基处理技术规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2012.

［4］中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50010-2010混凝土结构设计规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2010.

［5］刘国彬，王卫东.基坑工程手册［M］.2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

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1004-5716（2016）05-0014-04

2016-01-07

2016-01-07

周新潮（1978-），男（汉族），浙江临安人，工程师，现从事地质工程专业方面的工作。