門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土基坑中的應(yīng)用及位移控制方法研究

周新潮，陳琦慧

（浙江省地礦勘察院，浙江杭州310012）

門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)在軟土基坑中的應(yīng)用及位移控制方法研究

周新潮*，陳琦慧

（浙江省地礦勘察院，浙江杭州310012）

針對軟土地層區(qū)的大型基坑工程，提出了不同開挖深度和土質(zhì)情況下，采用不同樁間距的雙排樁門架式結(jié)構(gòu)，同時在前后排樁之間設(shè)置多排水泥攪拌樁加固樁間土，在土質(zhì)較差地段采用被動區(qū)水泥攪拌樁墩式加固的支護(hù)型式，有效地保證了基坑側(cè)壁的穩(wěn)定、控制了坑外土體的側(cè)向位移，具有很好的工程實(shí)用性。

雙排樁；門架；軟土基坑；位移控制

在軟土地層區(qū)的大型基坑工程中，當(dāng)采用排樁加內(nèi)支撐型式進(jìn)行基坑支護(hù)時，往往由于支撐長度過長導(dǎo)致圍護(hù)工程造價過高，其經(jīng)濟(jì)性較差。雙排樁門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)具有整體剛度大、不需設(shè)置支撐、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在基坑工程中的應(yīng)用越來越廣泛。但在工程實(shí)際應(yīng)用過程中，由于排樁布置型式不當(dāng)，往往容易出現(xiàn)基坑側(cè)壁位移量整體偏大的情況。

以杭州地區(qū)已經(jīng)完成的開挖面積2×104m2的大型基坑為例，對不同支護(hù)剖面采用不同樁間距類型的門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)基坑工程施工期間及完工后的基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，對不同開挖深度，采用的不同樁間距的門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)均能滿足基坑側(cè)壁土體穩(wěn)定及坑壁土體側(cè)向位移控制的要求，具有很好的適用性。

1　工程簡介及特點(diǎn)

1.1工程簡介

本工程位于杭州市余杭區(qū)崇賢鎮(zhèn)，建筑物由8幢11～18層高層住宅樓組成，設(shè)1層整體地下室，工程總用地面積21945m2?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁樁基?；訉?shí)際開挖深度按周邊基礎(chǔ)地梁或承臺底面計為4.10～5.65m。

1.2本基坑工程特點(diǎn)及周邊環(huán)境

本工程基坑開挖面積大，開挖深度影響范圍內(nèi)淤泥土土質(zhì)差，場地東側(cè)、北側(cè)用地紅線外側(cè)為規(guī)劃道路，施工期間作為大型施工車輛進(jìn)出道路，對基坑支護(hù)較為不利。

2　工程地質(zhì)條件

根據(jù)本工程《巖土工程勘察報告》（詳勘），基坑支護(hù)可能影響范圍內(nèi)的場地土層結(jié)構(gòu)自上而下分述如下：

①-1層雜填土：灰色、雜色，濕，松散。主要由粘性土、建筑垃圾組成，其中西側(cè)地段雜填土較厚，為新近堆填。局部缺失，層厚0.00～6.50m。

①-2層耕作土：灰色，濕，松軟。以粘性土為主，含少量植物根莖。局部分布，層厚0.00～0.40m。

②層粉質(zhì)粘土：灰黃色、灰色，軟塑、局部軟可塑。切面稍有光澤，無搖震反應(yīng)，韌性及干強(qiáng)度中等，含鐵錳質(zhì)斑及蘭灰色高嶺土團(tuán)塊，局部粉粒含量較高。局部缺失，層厚0.00～2.70m。

③層淤泥：灰色，流塑。切面光滑，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，含有機(jī)質(zhì)斑和腐殖質(zhì)，無味。局部缺失，層厚0.00～8.20m。

④-1層粉質(zhì)粘土：青灰色、灰黃色，硬可塑、局部軟可塑。切面有光澤，無搖震反應(yīng)，韌性中等，干強(qiáng)度高，含鐵錳質(zhì)斑。局部缺失，層厚0.00～6.70m。

④-2層層狀粉質(zhì)粘土：灰黃色，軟塑—流塑。切面較粗糙，無光澤，局部具輕微搖震反應(yīng)，韌性低，干強(qiáng)度中等，含鐵錳質(zhì)斑。具韻律層理構(gòu)造，夾粉土薄層，層厚1～10mm。全場分布，層厚3.90～11.80m。

本場地地下水上部為淺層孔隙潛水，勘察期間于鉆孔中實(shí)測地下水位埋深在0.40～6.30m。地下水年變化幅度一般在1.0～2.0m。

基坑開挖深度影響范圍內(nèi)土層主要力學(xué)參數(shù)指標(biāo)如表1所示。圖1為典型工程地質(zhì)剖面。

表1　場地土層主要力學(xué)參數(shù)

圖1　典型工程地質(zhì)剖面（單位：mm）

3　基坑圍護(hù)體系

基坑四周主要采用鉆孔灌注樁門架式支護(hù)，部分轉(zhuǎn)角地段采用鉆孔灌注樁加水平角支撐支護(hù)，水泥攪拌樁止水；基坑?xùn)|側(cè)淤泥土較厚處坑底被動區(qū)采用水泥攪拌樁墩式加固；電梯井區(qū)坑中坑采用松木樁加固；基坑降排水采用坑內(nèi)坑外明溝集水坑排水方案。基坑支護(hù)平面布置如圖2所示，基坑支護(hù)典型剖面如圖3所示。

3.1鉆孔灌注樁間距和排距的布置

根據(jù)基坑開挖深度的差異，結(jié)合土層變化及周邊環(huán)境，門架式支護(hù)段前排鉆孔灌注樁樁徑及樁間距分別采用?600@1250、?600@1350、?600@1500、?700@1300和?800@1400，后排樁間距加倍，前后樁排距采用2.5m。

3.2主動區(qū)水泥攪拌樁的布置

水泥攪拌樁采用?600@450單軸水泥攪拌樁，同排樁之間搭接150mm。在門架式支護(hù)段的前后排樁之間施工2排水泥攪拌樁，起到加固前后排樁之間土體的作用，另在連系梁下增設(shè)肋條式水泥攪拌樁進(jìn)行局部加強(qiáng)。

3.3被動區(qū)水泥攪拌樁的布置

基坑?xùn)|側(cè)淤泥土厚度較大段，坑內(nèi)被動區(qū)采用?600@500單軸水泥攪拌樁墩式加固。

4　基坑監(jiān)測情況

4.1監(jiān)測點(diǎn)的布置

本工程基坑監(jiān)測共布置深層土體位移測斜孔14個，地下水位觀測孔13個，坑外地面日常沉降觀測孔41個。監(jiān)測點(diǎn)布置詳見圖1。監(jiān)測時間自基坑開挖前至地下室土方回填止。

4.2監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)本工程基坑監(jiān)測報告，各深層土體位移監(jiān)測孔監(jiān)測成果見表2。其中位移最大孔CX1孔位移—時間變化曲線見圖4。

圖2　基坑支護(hù)平面布置圖及周邊環(huán)境圖（單位：mm）

圖3　基坑支護(hù)典型剖面圖（單位：mm）

4.3監(jiān)測結(jié)果分析

（1）坑外深層土體水平位移最大值為CX1孔（位于基坑西北側(cè)），位移量18.58mm，深度位于4.0m，全部測斜孔測得位移值均在正常范圍內(nèi)，未超過警戒值。

（2）基坑開挖過程中，坑外土體水平位移速率不大，但呈長期連續(xù)遞增狀態(tài)，水平位移值在地下室基礎(chǔ)底板施工完成后逐漸趨于穩(wěn)定。

表2　深層土體位移測斜孔累計位移成果表

圖4　CX1測斜孔位移—時間變化曲線

5　結(jié)語

本工程基坑開挖面積達(dá)2萬多平方米，開挖面積大，場地所在土層工程地質(zhì)性質(zhì)差，主要為淤泥、粉質(zhì)粘土等。圍護(hù)采用雙排鉆孔灌注樁門架式支護(hù)，前后排樁之間設(shè)置2排水泥攪拌樁起到加固樁間土的作用，同時對淤泥土厚度較大地段坑內(nèi)被動區(qū)進(jìn)行水泥攪拌樁墩式加固，有效地控制了坑外土體側(cè)向位移，相比采用樁加內(nèi)支撐型式的圍護(hù)結(jié)構(gòu)減少了圍護(hù)造價，方便了基坑土方開挖，相比樁加錨桿（索）圍護(hù)型式避免了在坑外土體中遺留地下障礙物，在相近土質(zhì)和開挖深度的類似基坑中，具有借鑒和推廣性。

［1］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ120-2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［2］浙江省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳.DB33/T1096-2014建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程［S］.杭州：浙江工商大學(xué)出版社，2014.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.JGJ79-2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

［4］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［5］劉國彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊［M］.2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

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1004-5716（2016）05-0014-04

2016-01-07

2016-01-07

周新潮（1978-），男（漢族），浙江臨安人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)工程專業(yè)方面的工作。