对深基坑支护桩选取桩形的简析

师 卫 锋

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

对深基坑支护桩选取桩形的简析

师 卫 锋

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

结合工程实际及理论要求，对现常用的支护进行优缺点的分析和浅谈，从其形式和相关方案进行了论述，并提出了对应的处理方法，从而解决在设计和施工中遇到的相应问题。

土钉墙，锚索，止水帷幕桩，支撑

1 工程背景

某商办楼钢筋混凝土框架核心筒结构，地上36层，地下3层，主体层高为3.6 m；裙楼9层框架结构，层高3.6 m。北侧为已建高层剪力墙住宅楼29层、钢筋混凝土桩基础，楼距15 m；东侧为已建休干所，4层砖混结构，楼距35 m；南、西侧为主要市政一级道路。

本基坑东西长约260 m，南北宽约110 m，地下水类型为潜水，稳定水位埋深为1.4 m～4.0 m，设计按照水位埋深3.5 m考虑。场地±0.000绝对标高为781.55 m,场地标高介于780.00 m～781.50 m之间。基坑开挖深度为12.00 m。

表1 场地地基土层分布

根据外业钻探、原位测试及室内土工试验结果，勘探深度范围内场地地基土自上而下可分为6个大层，现依层序自上而下分述如表1所示。

2 支护方案

据上述土质情况、基坑深度、周边环境及水位，现确定以下方案进行待选。

2.1复合土钉墙+三轴水泥土搅拌桩

基坑上部2.0 m放坡，坡率1∶0.5，设置2.0 m宽的放坡平台，采用复合土钉墙支护，土钉采用打入D50钢管法，倾角15°，水平间距垂直间距均为1.2 m，杆长6.0 m～9.0 m；坡面打入长为2.0 m的“T”字直径为14 mm的钢筋，钢筋水平间距1.2 m，坡面采用钢筋混凝土面层进行护面，间距200钢筋网片，喷射混凝土面层强度不小于C20，厚度不小于80 mm。

基坑下部直立开挖，采用两排三轴水泥土搅拌桩，桩顶标高779.50 m,桩底标高755.00 m,桩长24.50 m,进入第⑥层细中砂约3 m；三轴水泥土搅拌桩桩径850 mm,轴距600 mm,桩间搭接250 mm,采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1.5，水泥土28 d无侧限抗压强度不小于1.0 MPa。

2.2钢筋混凝土支护桩

基坑上部同上述。基坑下部直立开挖，采用单排钢筋混凝土排桩，桩径600 mm，桩长26 m，进入第⑥层细中砂约4.5 m，桩距3 m，上部冠梁贯通。采用C35混凝土，直径25 mm的钢筋，采用32.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.5。排桩中部另加一道水平预应力锚索与排桩钢接，长25 m，两端同步张拉，以控制张拉力为主。排桩后设置一周单排止水帷幕桩进行截水，直径为400 mm，搭接为250 mm，水灰比为1.4。

3 方案分析

3.1复合土钉墙+三轴水泥土搅拌桩

复合土钉墙现在大量工程应用证明其符合实际情况且是可行的，其受力简单，对土起主动嵌固作用，浅基坑变形相对较小，稳定性验算易达到要求；它施工工艺及设备简单，工期短，效果明显，成本较低，安全风险系数小。适用范围广，结合各种支护体系混合应用。缺点是距深基坑、周边建筑物较近及土质不好时，其作用受到限制。

三轴水泥土搅拌桩选用的材料即为水泥和土，其抗剪能力较弱，主要作用是挡水，但其直径较大，在浅基础及土质较好的工程中也可使用。其工艺简单，施工噪声较大，对周边及环境污染较大，设备较土钉墙复杂，成本适中，现工程中使用较多。

3.2排桩支护

现悬臂式钢筋混凝土排桩支护占绝大多数，其主要作用是挡土，并具有较高的刚度和抗剪能力，结合上部的冠梁形成一体共同受力挡土。与土钉墙比较，其施工相对复杂，工艺较复杂；采用隔桩跳打，工期长，成本较高；它的整体性差，检测表明变形大，据统计80%以上的悬臂式护坡桩顶部变形过大，甚至水平位移高达0.5 m，桩缝间容易流泥流砂，软土地区，软土地层和开挖深度大时不宜采用，常结合单轴止水帷幕桩及支撑进行施工，其风险因素多。一般多用于土质好，开挖深度浅和四周较为空旷的工程。

3.3锚杆支护

基坑工程主要采用钢绞线锚杆，当设计承载力较低时，也采用钢筋锚杆。预应力钢绞线具有强度高、性能好、运输安装方便等优点，其抗拉强度是普通钢筋的4倍之多，是性价比最好的杆体材料，压力型钢绞线还可以进行回收，施工时随着土方开挖进行成孔，是最有发展前景的支护之一。其工艺简单，对上部土体扰动小、对周边环境影响较小。

锚杆成孔是锚杆施工的一个关键环节，成孔中常出现塌孔、遇障碍物、孔壁形成泥皮、涌水涌砂等问题。尤其是当结合采用帷幕桩截水时，在地下水位以下特别是承压水土层成孔会出现孔内向外涌水冒砂，造成无法成孔、钻孔周围土体坍塌、地面或建筑物基础下沉、注浆液被水稀释不能形成固结体、锚头部位长期渗漏水。因此，降水工程也应同时进行。

4 方案选定

4.1周边环境分析

工程北侧为高层住宅楼，楼距较近、较高且为钢筋混凝土灌注桩，若开挖一步3 m深的土方进行卸载，达到粉土土层，可能导致楼间土方的粘聚力减少，土钉墙对土起主动嵌固作用变小。随着基坑开挖的加深，南向土方侧压力非常大，第①层～第④层土质状态和压缩性较差，况且此基坑属于一级深基坑，属于较大危险性工程，经计算和论证三轴水泥土桩和单排钢筋混凝土排桩都不予考虑。另外锚索过长可能伤及已建桩基础也应考虑其锚固端的长度。

工程东侧为4层休干所砖混结构整体性差，且基础较浅。由于此基坑较深，工期较长，长时间降水可能会造成支护变形位移，导致休干所地面下沉，影响使用；考虑到楼距满足要求，三轴水泥土桩抗剪能力较钢筋混凝土排桩弱，为保证安全使用后者为宜。

工程南及西侧为主要市政道路，虽无高层建筑物，但若降水周期较长，回灌不及时，也易产生路面裂缝，地下热力、煤气、电力、自来水及雨污水等管线断裂，维修时造成城市交通堵塞，适宜为抗剪能力较强和变形较小的钢筋混凝土排桩。

4.2方案确定

经过计算与专家论证，确保基坑和周边建筑物安全和使用且无隐患，根据土层状态、压缩性、平均贯入锤击数、静力触探锥尖阻力平均值、土层厚、水位及周边建筑物，并考虑施工和现场材料堆放及临设办公，现确定方案如下：

1)基坑四周上部3.0 m放坡复合土钉墙，内缩2.0 m放坡平台；排桩外侧一周为单排连续深层搅拌止水帷幕桩。

2)基坑北侧为三排钢筋混凝土排桩形成门式桩支护，基坑东、南、西侧为单排钢筋混凝土排桩，顶部为冠梁将排桩相互连为一体，外侧排桩中部附两道锚索，外漏端用背靠背槽钢锚固于排桩外侧。

3)基坑四角集中应力较大，设置两层钢管角支撑，锚固于冠梁与排桩侧面，水平支撑钢管中部下侧用一预应力管桩作为竖向支撑，管桩根部锚于基坑底且满足要求。

4)外侧设置回灌井进行观察水位。

其平面示意图如图1所示，具体设计参数不再累赘。

5 结语

在工程中基坑支护是涉及安全因素最多的一个分项工程，要从多角度、多层次、多方位去着手，要从设计面、施工面、投资面去考虑，还要从安全、质量、进度上去控制，所以加强深基坑支护安全意识、理论研究和实践探索是非常有必要的。

[1] JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

[2] JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[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

师卫锋(1977- )，男,工程师

TU753

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