浅谈悬臂排桩增设冠梁对基坑变形的影响
2019-02-10田东辉
田东辉
摘 要:当前,在城市用地紧张,建筑物、管线密集,地下管线较多的情况下,周边环境条件不满足放坡开挖,在坑边采取钻孔灌注排桩支護,该支护形式具有刚度大,位移小,施工方便的有利条件,对于深度较浅5-10m的基坑常采用单锚或悬臂排桩支护,尽量减少顶部支撑,以利于现场施工,但悬臂排桩基坑沉降变形较大,增设冠梁后可有效减小基坑沉降变形。
关键词:深基坑;悬臂;沉降
1 工程概况
碾子沟站址所处新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市黑龙江路、扬子江路、长江路十字交叉口,该站为2号线与3号线换乘车站,车站呈“T”字型,基坑开挖深度为24.1~26.2m。基坑围护结构及止水采用钻孔咬合桩,内支撑采用主体结构板支撑形式,受周边交通疏解影响,车站顶板需分两次半幅施工,分幅开挖采用悬臂排桩支护。
2 工程地质条件
勘察揭露深度范围内,场地分布地层自上而下可分为以下几个单元层,各岩土层按不同岩性及工程性能分为若干亚层,其分布情况及工程地质特征描述如下。
(1)第四系全新统人工填土(Q);(2)第四系全新统冲、洪积地层(Q)。
3 地下水类型及地下水特征
(1)地下水、土的腐蚀性及评价。本场地地下水位在11.6~12.5m
之间,地下水位以上土的环境类型按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)附录G,环境类型为Ⅲ类。
4 钻孔排桩计算
4.1 基坑概况
分幅开挖基坑深度6.2m,基坑顶部距公交车道2.5m,且基坑周围有排水、通信、给水等市政管线,拟采用C20钢筋混凝土悬臂排桩支护,桩心距2m,桩径0.8m,桩身均匀配筋16根Φ18主筋,桩基锚固深度5.9m。
4.2 计算参数
(1)地面超载q=20kPa;(2)土压力系数(表1)。
4.3 支护参数计算
(1)采用“理正深基坑7.0”计算软件进行计算,得出悬臂排桩支护内力及位移图如下:
支护结构桩顶最大位移57.45mm,最大弯矩702.8kN·m,最大剪力290.4kN。
(2)基坑开挖所引发的地表沉降如图2所示。基坑开挖地表最大沉降120mm,基坑开挖面临近既有道路且市政管线繁多,对周边环境影响较大,存在围护结构失稳引发基坑坍塌的隐患,需对此计算进行优化。
4.4 优化计算
针对地表沉降较大的情况进行分析,在悬臂排桩顶部增设0.8m×0.8m钢筋混凝土冠梁,将桩基在顶部连接为一个整体,使各单独存在桩基连接为一个整体共同承担土体主动土压力的作用。
(1)采用“理正深基坑7.0”计算软件进行计算,得出增设冠梁后悬臂排桩支护内力及位移图如图3。支护结构桩顶最大位移5.79mm,最大弯矩121.38kN·m,最大剪力93.64kN。
(2)基坑开挖所引发的地表沉降如图4所示。基坑开挖地表最大沉降21mm,增设冠梁后地表沉降减小,对周边环境影响显著减少,满足规范要求。
5 结束语
悬臂排桩支护相比锚撑支护,桩基内力及地表沉降相对较大,对周边环境影响较大,易出现基坑失稳、对周边环境影响大等不利情况。桩基顶部增设冠梁后桩基内力及地表沉降显著减少,通过冠梁将悬臂排桩连接成为一个整体,达到了减少内力、减小沉降的效果,在悬臂排桩的运用中具备较强的可实施性。
参考文献:
[1]江正荣.建筑施工计算手册(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2013:7.