双排桩在成都软土地区基坑支护中的应用

双排桩在成都软土地区基坑支护中的应用

沈泰松

沈泰松

（中节能建设工程设计院有限公司，四川成都610000）

摘要：成都东郊软土（膨胀土）地区属丘陵剥蚀地貌，地形有一定起伏，岩土多样，建设项目常常遇到局部填土厚度较大且场地无放坡条件的深基坑支护，采取常规的喷锚及悬臂桩支护方式不能满足基坑安全要求，因此采用双排桩支护成为了一种工程造价相对不高，且安全可行的新的基坑支护措施，本次以成都软地区某基坑工程实例简单论述双排桩的基坑支护设计。

关键词：软土；基坑支护；双排桩

成都市东郊龙泉驿区某基坑工程，所在场地地层从上至下依次为第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系上更新统冲洪积粘土层（Q3al+pl）和白垩系夹关组泥质粉砂岩（K2j），场地内地下水主要位于填土的底部，无统一地下水位，属上层滞水，水量中等。地下水位历年变化幅度0.5～1.0m。地下水的补给主要为大气降水，排泄的方式为地面蒸发。该项目设2层地下室，根据设计要求的基础埋深，基坑开挖最大深度达12.7m，填土厚度最大达9.0m，且受紧邻建筑的地下车库影响，周边无放坡条件，采取锚拉桩结构不具备锚杆或锚索施工条件，因此综合考虑采取双排桩支护措施。以下为双排桩支护设计方案。

根据基坑周边环境状况，综合考虑，本工程安全等级为一级。设计计算过程如下：①基坑开挖设计计算深度：综合取值h=12.7m。②土层物理力学参数。

备注：由于场地上部回填土为压实填土，根据经验取天然重度17.5kN/m3，内聚力8kPa，内摩擦角5度。

[土层模型及参数]

应用北京理正深基坑设计软件6.5版，输入相关参数进行计算：

（1）支护结构基本信息。

（2）嵌固深度计算。

抗渗嵌固系数：1.200

整体稳定分项系数：1.300

圆弧滑动简单条分法嵌固系数：1.100

嵌固深度计算过程：

双排桩参考《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：

圆心（-5.123，13.769），半径=15.161m，对应的安全系数KS=1.429≥1.300

嵌固深度计算值h0=0.500m

嵌固深度设计值hd=αγ0h0=1.100×1.100×0.500=0.605m

嵌固深度采用值hd=7.300m（由于成都地区软土多位膨胀性土，失水状态下变形较大，根据地区经验，需对支护桩嵌固深度作相当的安全储备）

（3）超载情况。

（4）整体稳定验算。

计算方法：瑞典条分法

应力状态：总应力法

条分法中的土条宽度：1.00m

整体稳定安全系数Ks=2.056

圆弧半径（m）R=19.000

圆心坐标X（m）X=-1.562

圆心坐标Y（m）Y=10.417

（5）抗倾覆稳定性验算。

抗倾覆安全系数：Ks=■

Mp—被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩，对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定；对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。MG—双排桩自重对桩底的抗倾覆弯矩。Ma—主动土压力对桩底的倾覆弯矩。

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

工况1：

Ks=22.036>=1.15，满足规范要求。

按照上述设计计算结果，本基坑采用双排桩支护体系，梅花形布桩，桩径1.3m，桩芯砼标号为C30，桩心距2.5m，排距4.0m，桩长20m，锚固深度7.3m，前后排分别采取桩顶冠梁连接，前后排桩之间设计连梁链接，冠梁及连量截面尺寸均为1300×800m，砼标号为C20，坑边距离4.5m范围以内不得堆载，据坑边4.5m范围以外超载不得大于25（kPa，kN/m）。桩间采用网喷支护，排水管采用?准30塑料管，间距2.5m，遇水加密。坑壁面人工修平整，挂钢筋网片。喷射砼面层厚度80~100mm。铺设?准6.5间距200mm双向钢筋网片并设置?准14@2800mm的加强筋。

结语：双排桩门型架支护体系是成都地区基坑工程中应用的一种新型的支护结构型式，它由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的连梁连接而成，具有侧向刚度大、施工方便、稳定性较好等优点。但双排桩受力机理复杂，前后排桩间存在着土体，这部分土体的重量对前后排桩的土压力均有影响，尚缺乏较为成熟的计算方法和设计理论。

本基坑工程采用的大直径双排悬臂桩支护结构体系相比单排的大直径悬臂桩支护体系，在坑壁的稳定性计算时，相对桩的嵌固深度等因素，前、后排距则成为主要决定因素，由支护结于连梁起前、后排桩应力传导及调节作用，连梁的配筋一般都相对冠梁大的多。目前，应建筑趋势及建筑要求，双排桩在较深、较大的基坑，尤其是在软土地区将会得到广泛应用。