浅析双排桩在深基坑支护中的应用

2018-06-01张怀志

四川水泥 2018年5期

张怀志

(福州建工（集团）总公司，福州 350000)

双排桩支护是沿基坑侧壁前、后两排支护桩和连梁、冠梁组成的支挡结构，靠基坑外侧的为后排桩，靠近基坑内侧的为前排桩。双排桩顶部用冠梁将前后排桩连接起来，增大了结构的整体抗弯性和刚度，其支护深度比一般悬臂结构要大，因此在施工场地周边环境受限制的基坑支护工程中支护效果更佳，与单排悬臂结构、内支撑结构相比，双排桩支护结构具有支护结构受力条件好，施工方便等优点。本文秀峰路综合商场安置房项目由于基坑为非闭合型，设计采用双排桩支护，通过对该项目双排桩支护的应用分析，结合笔者之前另一个项目排桩内支撑支护形式的施工效果对比，总结出双排桩支护体系在技术、效益等方面的优越性。

1 工程概况及方案选择

1.1 工程概况

本工程位于晋安区秀峰路东南侧，现有场地标高-0.4m，地下二层，底板垫层底标高-9.4m，土方开挖深度9 m，本基坑为3#-7#地下室基坑的一部分（5#-7#），西侧为3#、4#楼（因拆迁原因暂无法开挖），南向为三木家园，其余方向与道路相邻，场地无高压线，无重要管道穿过，主要土层：①杂填土，②粉质粘土，③碎石，④粉质粘土，⑤砂质粘土，⑥全风化岩，⑦强风化岩。

1.2 方案选择

由于西侧暂无法拆迁开挖，基坑无法闭合，不宜设计支撑式结构，为了保证基坑周边建筑物、管线、道路的安全和正常使用，以及主体地下室结构的施工空间，经项目设计人员综合考虑，采用双排桩基坑支护，安全等级一级。

2 双排桩基坑支护设计

2.1 设计要求

根据《建筑基坑支护技术规程》，双排桩基坑支护设计主要要求：①建立计算模型，②土压力计算，③双排桩的嵌固深度应符合嵌固稳定性的要求，对一般黏土沙土不宜小于0.6h，h为基坑深度。④刚架梁的宽度不小于d,高度不宜小于0.8d，双排桩排距宜取2d-5d，（d为桩径），刚架梁高度与双排桩排距的比值宜取1/6-1/3；

2.2 设计数据

本基坑支护结构剖面图显示：5、6、7#楼基坑西侧放坡支护，其余三面双排桩支护，前后排采用900冲孔灌注桩，桩长16m，桩距1.5m，排距2.5m，刚架梁宽度 0.9m，高度 0.8m，桩顶标高-2.4m，坑顶标高-0.4m，底板垫层标高-9.4m，嵌固深度9m。以上设计参数均满足设计规范要求。

2.3 双排桩的作用机理

在满足双排桩的嵌固稳定性的嵌固深度条件下，土压力的变化本质是由桩间土引起的，排距取值合理，土压力分布合理，双排桩就能发挥更大作用。排距太小，土压力主要由后排桩来承担，后排水平位移较大，随着排距的增加，前排受到的土压力越来越大，前后排的桩体的最大水平位移在不断减小，当排距增大到一定数值时，则变为前排桩承受主要土压力，桩间土不能起到传递作用，因此选择合适的排距对基坑围护效果起到非常重要的作用。

3 双排桩基坑支护体系施工

3.1 施工顺序

冲孔灌注桩、桩顶梁及连梁施工→基坑顶场地平整至设计标高→土方分层开挖至基坑底设计标高→地下室结构施工→土方回填。

3.2 双排桩支护体系施工过程主要注意事项

（1）冲孔桩必须采取隔桩施工，并在灌注混凝土一定时间后进行隔桩成孔，桩底沉渣不超过设计要求50mm。

（2）桩顶超灌混凝土最好高于1m，桩身混凝土充盈系数不小于1.15。

（3）桩顶圈梁、连梁最外层钢筋保护层厚度为 30mm，纵向钢筋应全长贯通设置，接头位置相互错开。

（4）冲孔桩及桩顶圈梁连梁应施工到位且强度达到设计要求后方可进行土方开挖。

（5）土方开挖应遵循先支护后开挖、分层分块、跳槽开挖、严禁超挖的原则；对于底板垫层底设计标高以上30cm和承台部分的土方应由人工开挖修整，挖至坑底时，应随挖随施工垫层，及时进行基坑封底，要求基坑边的垫层优先施工，基础垫层紧抵维护结构。

（6）顶板混凝土强度达到设计要求、地下室侧壁防水施工完毕，应及时进行土方均匀回填，分层夯实，每层厚度小于30cm，压实系数不小于0.94。

（7）距基坑坡顶2m范围内严禁堆载及车辆通行，该范围以外允许临时堆载设计值小于10kn/m，开挖的土方应及时外运。

3.3 基坑监测

监测要求：监测方案由监测单位书面提出，经设计单位认可后实施。主要监测内容：支护结构顶部水平与竖向位移，深层水平位移，基坑外 3倍开挖深度范围内建筑物的裂缝、水平与竖向位移、倾斜，周边地表、道路竖向位移及裂缝，地下管线的变形，支护桩钢筋应力，地下水位。（本工程地下水主要为赋存于碎石空隙潜水，全风化岩裂隙微承压水，设计为坑内明排降水，监测地下水位。）

4 技术、效益对比及分析

双排桩基坑支护涉及冲孔桩、冠梁和连梁、土方开挖和回填、地下室结构、监测降水等内容，施工工艺相对简便，笔者之前经历的另一个项目杨桥新村危旧房改造项目的基坑支护采用排桩内支撑支护形式，施工流程复杂，两个项目规模相当，地下层数相同，开挖深度相同，通过两个项目不同的支护形式从施工工期、经济效益、技术难度等方面分析比较双排桩支护的优越性。

4.1 施工工期对比

秀峰项目（双排桩）：地下两层，开挖深度9m，单层面积10000m2，施工流程：双排桩→冠梁和连梁→土方开挖→地下结构→土方回填；

杨桥新村危旧房改造项目(排桩内支撑)：地下两层，开挖9m，单层面积10000 m2，施工流程：单排围护桩→第一道冠梁内支撑→第一层土方开挖→第二道内支撑→第二层土方开挖→地下二层结构→拆除第二道内支撑→地下一层结构→拆除第一道内支撑→顶板结构→土方回填。

对比明显双排桩施工流程少，相对施工工艺简便，秀峰项目（双排桩）历时6个月，而杨桥新村危旧房改造项目（内支撑）流程多，工序复杂，自然工期较长，历时10个月，双排桩不存在内支撑浇捣、养护环节，不存在内支撑拆除环节，并且施工紧凑，过程施工中质量、安全管理通畅，危险源少。

4.2 经济效益对比

秀峰项目：双排桩基坑支护无内支撑，无格构柱，土方开挖难度低，土方分包单价有优势，可以直接分层挖至设计要求的基坑底。

杨桥项目：①内支撑基坑支护在浇捣第二道内支撑时需要垂直运输工具塔吊，因此塔吊必须在第一道土方开挖完时立即安装，否则靠人力无法完成内支撑梁模板、钢筋、混凝土等相关分项工程的施工，施工难度更大，工期延误更多；②土方开挖难度大，修筑挖方便道较多，成本高，内支撑混凝土浇捣完毕需等待内支撑强度达到设计要求后才可以继续向下开挖；③土方开挖完毕，施工地下室主体结构，需要拆除大量的混凝土内支撑及格构柱，施工不流畅，拆除作业带来的噪声及粉尘污染不可小觑，在施工过程中也遭到周边居民投诉及主管部门的处罚。

两个基坑支护体系项目经预算员综合测算，双排桩支护体系的造价还略低于排桩内支撑体系。双排桩工期少，造价低，经济效益更可观。

4.3 技术难度对比

秀峰项目：双排桩基坑支护体系包括冲孔桩施工，桩顶冠梁连梁施工，土方开挖回填，地下室结构施工等，整个施工过程比较顺畅，每道工序均无交叉作业，便于施工项目管理，安全隐患较少。

杨桥项目：内支撑基坑支护体系包括冲孔桩施工，桩顶冠梁内支撑梁施工，土方分层开挖，二道内支撑梁施工，地下室结构施工，两道内支撑梁及立柱格构柱拆除等，整个施工过程不流畅，主要原因：①土方开挖条件受内支撑梁施工顺序及支撑梁设计强度影响；②垂直运输工具塔吊安装的时间节点影响，塔吊安装位置影响；③内支撑及立柱格构柱的拆除影响地下室主体结构施工，存在不同工序作业面交叉施工,地下室结构施工与拆除支撑梁格构柱施工同时进行，安全隐患多，项目部安全管理难度大。