基坑支护设计长短桩结构在深厚淤泥层的应用

基坑支护设计长短桩结构在深厚淤泥层的应用

余家丰 

广东南海国际建筑设计有限公司

摘要：在基坑支护设计中，有深厚淤泥地质的情况，因淤泥土层本身软塑、不稳定的特性，导致基坑支护桩桩长需穿透淤泥层，嵌固在稳定的土层，全部支护桩穿透淤泥会导致桩长很长，相应的基坑支护成本和施工工期增加，造成浪费。本文结合实际工程案例，在深厚淤泥的地质环境下，支护结构采用排桩支护形式，支护桩长短桩设置。

关键词：基坑支护；深厚淤泥；长短桩结构形式

引言

基坑工程是一项复杂的的地下结构工程，集地质工程、岩土工程、结构工程和岩土测试技术的系统工程。随着经济的发展和地下空间的开发，出现越来越多的基坑工程，基坑在开挖过程中和开挖后对基坑本身及周边环境都存在安全隐患，对基坑支护工程的要求也越来越高。为确保基坑安全稳定，基坑开挖时，在因周边环境条件限制的情况下，没有太多的放坡空间，采用排桩支护可有效控制基坑稳定，但在深厚淤泥层中，排桩支护结构必须要解决桩端的有效嵌固，保证支护结构的整体稳定性及抗倾覆。下面结合实际工程，在解决排桩支护结构的嵌固问题下，有效的控制了支护成本和减短工期。

1 工程概况

项目位于汕头市龙湖区厚德路和海兴路交界处，基坑北侧为厚德路，南侧为海滨路，道路下存在高压管线、给排水管等，西北侧为已建敏捷海琴湾项目。拟建建筑设有2层地下室，基坑周长约985m，基坑开挖深度范围约4.45m~8.75m。

2 场地岩土工程地质情况条件

根据现场钻探、原位测试及室内土工试验结果，现将场地内各岩土层岩性特征自上而下分述如下：

①杂填土：灰～灰杂色，湿～饱和，稍密，强度不均匀，由填建筑垃圾等废土组成，混石英细中砂，含块石、砼块和砖块。平均厚度1.90m。

②粉细砂：灰色，饱和，松散～稍密，以稍密状为主，以粉细砂为主，局部为粉砂或中砂，砂粒成分为石英，局部含淤泥量较多，达25%～35%，局部夹流塑态淤泥层。平均厚度6.46m。

③淤泥：暗灰～灰色为主，饱和，流塑，普遍混10%～15%粉细砂及有机质，局部含贝壳碎 ，层中局部夹松散状细砂混淤泥透镜体，局部混粉砂较多。平均厚度19.83m。

③1粉细砂：浅灰色，饱和，稍密，粉细砂60%～70%，砂粒成分为石英，余为粉、粘粒，级配较差，不均匀，含淤泥或粉质粘土薄层。平均厚度1.84m。

④含砂粉质粘土：灰黄、浅灰、灰等色，软塑，成分以粘粒为主，含10%左右砂及淤泥薄层，粘结性较好，干强度一般。平均厚度2.54m。

⑤中粗砂：浅灰色，稍密～中密，饱和，中粗砂含50%～60%，砾10%左右，石粒为石英，次圆状，含少量淤泥，级配一般。全场地分布。平均厚度5.39m。

⑤1粉质粘土：灰黄色，软塑，成分以粘粒为主，含10%左右砂，土质较均匀，粘结性较好，干强度中等。平均厚度2.52m。

⑥粗砂：浅灰色，饱和，密实，以粗砂为主，含10%卵石，粒径20～40mm，砂粒成分主要为石英，次圆状，充填物为中细砂及粉砂、粉粒，级配一般。平均厚度3.70m。

基坑支护设计参数见下表1

表1 岩土参数建议值

3 场地水文地质概况

地下水：根据地下水的赋存、埋藏条件，本次勘察揭示的地下水类型主要为孔隙潜水、孔隙承压水及基岩裂隙弱承压水。

据区域水文地质资料、邻近场地及本地区经验，该地区潜水水位年变幅在1.00～1.50m。地下水位及水量动态变化受季节性影响较大。

4 支护方案确定

根据周边环境、工程地质报告、基坑开挖深度及成本等因素，采用长短式布置排桩支护+被动区加固的支护形式；整体支护方案如下：

图1 长短桩支护方案剖面

支护形式采用d1000@1200mm钻孔灌注桩，短桩长23m，间距2400mm，长桩长40.5m，间距2400mm，一长一短间隔设置；被动区加固采用d550@450mm单轴搅拌桩，宽度4.15m，深度4m，格栅式布置。

5 长短桩结构理论计算方法

采用理正深基坑进行断面计算，①按照d1000@1200间距，短桩的桩长进行验算结构的变形、受力情况；②按照长桩间距及桩长验算结构的整体稳定性及抗倾覆是否满足要求；③短桩配筋按照1200mm桩间距及短桩桩长计算得出；长桩配筋按照长桩间距及桩长所计算出的结果，根据弯矩包络图，取短桩长度以下的弯矩作为配筋结果，在和短桩计算配筋对比，取最不利结果作为长桩的计算配筋。

6 长短桩支护效果

在基坑使用期间，根据第三方监测报告，该剖面支护结构的顶部最大位移为25.1mm，周边地面沉降29.57mm；周边道路、地面无明显裂缝；满足相关规范的控制要求。同时，根据成本分析，长短桩支护相比常规的统一长桩支护的形式节省支护桩工程费用造价约30%。

7 结束语

通过上述项目进行的情况，证明长短桩支护结构在深厚淤泥层的应用是有效的、可实施的。采用长短桩组合结构分别考虑支护结构的变形和稳定性的条件下是可行的。对于基坑周边环境限制条件下，在深厚淤泥地层采用该支护形式可以在基坑安全稳定满足要求的情况下减少工程造价，缩短支护结构施工工期。但在目前的理论计算中长短桩的受力分析、配筋计算方法还没有系统的、明确的指导，还需形成符合理论和实践统一的理论计算方法。

参考文献

[1]朱佳.基坑工程中长短桩支护结构的应用；中文科技期刊数据库（全文版）工程技术.2020.09

[2]杨光华.广东深基坑支护工程的发展及新挑战[J].岩石力学与工程学报，2012,31（11）

[3]马勇 邓义钊 李川.深厚软土基坑长短桩组合支护体系的简化设计方法与应用.广东水利水电，2022.9（9）

[4]中华人民共和国行业标准编写组.建筑基坑支护技术规程：JGJ 120-2012，北京：中国建筑工业出版社，2012

[5]刘国彬，王卫东.基坑工程手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2014