深基坑双排大间隔灌注桩支护运用浅析
时间：2022-06-25 07:14:16
摘要：南京某工程位于南京市江心洲，基坑面积约为15000 m2，总开挖深度为10-12米，基坑支护工程采用了双排大间隔灌注桩支护体系代替常规的悬臂桩加内支撑的传统支撑体系。本文简绍了该种支护体系在本基坑支护工程的具体运用，该支护体系的优点以及该基坑支护工程实际运用中遇到的问题及采取的措施。
Abstract: The project of Nanjing is located in the city of Nanjing Jiangxin Island, pit area of about 15000 m2, total excavation depth of 10-12 meters, foundation pit support system with the traditional double large interval pile supporting system instead of cantilever pile with conventional support. This paper simply introduced the support system in the specific application of the foundation pit, the supporting system of foundation pit and the problems encountered in practical application and measures.
Key words: deep foundation pit; retaining; double row piles; problems; measures
中图分类号：TU74
支护工程概况
某工程位于南京市江心洲，总建筑面积5.2万m2，地上四层，地下两层，地下部分建筑面积为2.8万m2。该工程基坑长×宽为170m×90m，面积约为15000m2。总开挖深度10-12m，该基坑工程东临长江大堤，南靠地下正在建设的地铁10号线，基坑周围基本无其他建筑。地铁建设方要求一旦地铁盾构进入该段施工时，该工程南面支护需采用地下连续墙支护体系。该工程建设方为避免该工程基坑支护受地铁10号线影响，要求该工程地下结构在地铁盾构进入该段施工之前结束，所以整个地下工程施工进度要求非常高，尤其是基坑支护工程，在基坑方案设计阶段，建设方经过招投标最终选择了放坡卸载后使用双排悬臂桩结合双排桩间双轴水泥土搅拌桩加固的支护型式，放弃了常用的单排桩加内支撑梁的支护形式。
该工程基坑具体设计方案：本工程场地原始地面标高经过平整后为+7.00m，在+7.00m ~+4.50米之间采用了坑外1:1放坡卸载，坡面采用喷射砼封闭处理（未加土钉），基坑实际开挖深度变为7-9米，在+4.50米处设置了双排砼支护桩，双排支护桩间距为3m，每排支护桩顶采用了常规砼圈梁，圈梁之间采用了砼拉梁的形式形成完整的支护结构。JABCDE、GH段（开挖深度约为7米段）支护桩采用∅700@1800钻孔灌注桩，前后排桩呈梅花形布设，桩长13.85m，相邻桩之间净距为1.1米；HIJ、EFG段（开挖深度约为9米段）支护桩采用∅900@1800钻孔灌注桩，前后排桩呈梅花形布设，桩长14.85m，相邻桩之间净距为0.9米。在双排支护桩间紧贴内排桩处设置了常规双轴水泥土深层搅拌桩；JABCDE、GH段止水桩采用∅700@1000双排双轴深搅桩，桩长14.5m，HIJ、EFG段止水桩采用∅700@1000双排双轴深搅桩，桩长15.5m，双排桩内侧桩间采用随土方开挖施工分层挂网喷射砼加固。
二、该基坑支护工程土层概况：
①层杂填土: 杂色，以松散状态的建筑垃圾为主，夹有少量粉质粘土，该层层厚0.30 ～2.00米，层底埋深0.30～2.00米。
②-1层粘土：黄褐～灰褐色，软～可塑状态，局部流塑，夹较多的粉质粘土，高压缩性。部分地段夹粉土薄层，层厚5～15mm，见少量铁、锰质氧化物。无摇震反应，切面光滑，干强度、韧性高。整个场区均有分布，该层层厚0.20～2.90米，层底埋深1.00～3.50米。
②-2层淤泥质粉质粘土：灰褐～灰色，流塑状态为主，高压缩性，无摇振反应，土切面较光滑，干强度中等，韧性中等, 整个场区均有分布，该层层厚5.50～10.70米，层底埋深8.00～13.10米。
②-3层淤泥质粉质粘土夹薄层粉砂：灰色，粉砂为松散～稍密状态，粉质粘土为流塑状态，粉砂层厚为5～30mm,局部相变为淤泥质粉质粘土与粉砂互层。本层土质不均匀，粉细砂的矿物成份为石英，颗粒呈次园状，级配一般，整个场区均分布。该层层厚2.70～11.80米，层底埋深12.50～20.70米。
三、基坑支护工程施工顺序
该基坑支护工程施工顺序较为简单，先进行了双排桩之间的双轴深搅桩施工，然后进行双排灌注桩施工，支护桩施工完成后进行圈梁顶首层土放坡卸载至圈梁底，开始圈梁及拉梁施工，待支护桩强度符合设计要求后开始土方开挖，土方开挖过程中分段分层进行桩间挂网喷浆施工。
四、该基坑支护工程优点分析：
1、基坑支护工程施工内容较为简单，避免了常规的立柱加内支撑施工，工期节约较多，整个基坑支护工程施工期不足2个月。支护桩检测合格，圈梁及拉梁砼强度符合要求后即开始了土方开挖施工，非常符合建设方进度方面的核心要求，土方施工进度也有很大提高，避免了内支撑对土方开挖的不利影响，同时无需拆除常规的内支撑体系对后期土建施工进度十分有利。
2、该工程基坑支护桩采用了南京地区不常见的双排大间隔支护桩体系，桩与桩之间的间隔达到了1100mm和900mm，而常规支护桩桩间距为200mm，使整个基坑工程的支护桩数量大幅减少，对节约工程造价起到很大作用，本基坑支护工程造价仅为1400余万元。
五、施工中遇到的实际问题
1、该基坑四周施工期间已基本无其他建筑，但拆迁之前原基坑周围尤其是东侧及南侧存在大量岛上农民自建房屋，地下无组织供水、排水系统十分混乱，加之基坑西侧20m处为江心洲主排水沟，造成+7.00m ～+4.50m段土层中潜水十分丰富，而设计中并未考虑到该段明水的影响（设计在考察现场时农民自建房屋已基本拆除，地勘报告也不可能提供该不利因素），在+4.50m以上放坡区域并未设置止水帷幕。首层土放坡卸载施工期间出现大量明水点渗入基坑内，本工程施工期间采取了加强坑内明水抽排、坑外渗水点严重处增加轻型井点降水的方案，最终土方工程顺利开挖至设计标高，但不可否认首层土中的坑外明水对土方开挖施工造成了一定的困难。
2、土方开挖施工期间内侧桩与桩之间土体出现多处坍塌，虽对支护结构稳定没什么影响，但对现场施工造成了困难，该问题在挖土前期已是预料之中，但实际比预想情况更为不利，桩间原设计的挂网喷射砼施工也十分困难。本工程+4.50m以下至设计底标高段土质大部分为②-2淤泥质粉质粘土，流塑状态为主遇水极容易坍塌，加之坑外明水十分丰富，桩与桩之间间隙过大，桩身后的深搅桩抗剪能力差，在明水最丰富区域现场可见深搅桩被水流水平向切断的现象，导致基坑局部地段止水帷幕失去效果，本工程桩间土坍塌处采取了在内排支护桩身后回填袋装水泥压实的措施，同时增加轻型井点的数量，轻型井点对坑外的明水起到了一定的断流作用，但无法彻底解决，在回填的水泥袋中设置引流管将其余的渗水引至坑内的排水沟中，同时桩间挂网喷砼采用钢筋网片加固的形式，最终整个基坑支护工程才得以完成。
3、在土方开挖开挖即将结束时，现场∅700桩圈梁与∅900桩圈梁连接处拉梁出现了开裂，换而言之，开挖7米区域与9米区域交界处圈梁之间的拉梁出现开裂。经过对该段基坑监测数据分析，该连接处基坑监测点显示两段圈梁及深层土体的水平位移值相差超过了5mm，该段拉梁开裂是由于两端支护桩侧向变形不协调所造成，而设计中未对该连接处拉梁进行特殊加固处理。经过跟踪加密监测，该段圈梁最终最大变形未超过警戒值，施工单位仅对拉梁开裂处进行了常规修补，至基坑支护工程结束未再出现其他开裂现象。但土方开挖过程中该拐角处拉梁的开裂曾让所有技术人员感到紧张，本人认为类似此种两端支护结构侧向变形不一致处应做加强处理。
六、结束语
在基坑支护施工过程中，本人与基坑支护设计人员进行了多次沟通，该基坑支护类型在其他城市已多次成功使用，在本工程支护设计时也未曾预想到如此多的实际问题，从受力角度结构计算软件分析该支护结构应该是没有问题的，但现场往往有设计过程中未考虑到的问题，该基坑设计方案通过了图审，也经过了业主组织的方案设计专家评审，但现场实施过程中确实反映出很多问题值得思考，大间隔双排桩这种支护形式确实不太适合用于淤泥质粉质粘土这种土层中，如果土层情况不错，加之坑边无丰富的明水，或在坡顶处再设置一道止水帷幕，也许该支护体系就不失为一种好的支护形式。而在本基坑支护工程结束之时，紧挨着本基坑的另一基坑支护工程已经开始，本人也有幸参与了该基坑支护工程监理，无独有偶的另一基坑支护设计方也运用了双排桩支护体系，不同的是将双排桩支护体系的内排桩净间距改为200mm的灌注桩，外排桩净距仍为900mm，两排桩圈梁之间采用拉板的形式取代了拉梁，双轴深搅止水帷幕改为了三轴深搅，整个基坑支护工程施工颇为顺利，进度也十分理想，当然造价有所上升。
参考文献：《建筑施工手册》第四版
