雙排樁支護在膨脹土地區(qū)的運用

趙克儉，易春艷

(1.綠城房地產(chǎn)集團有限公司，浙江杭州 310007;2.中國建筑西南勘察設(shè)計研究院有限公司，四川成都 610081)

深基坑雙排樁支護是近幾年來新發(fā)展的一種基坑支護形式，尤其在成都東郊膨脹土地區(qū)，其運用更為普遍。其優(yōu)良的剛度性能以及可靠度高，施工工藝成熟，工期快，越來越成為成都東郊地區(qū)基坑支護的首選結(jié)構(gòu)形式。

本文通過對成都東郊一基坑設(shè)計進行分析，說明雙排樁支護設(shè)計所要注意的問題。

1 雙排樁設(shè)計思路

采用雙排樁基坑支護結(jié)構(gòu)形式的關(guān)鍵在于選取合適的前、后排樁的樁間距以及前、后排樁的排距。既要充分發(fā)揮前后排樁來共同抵抗樁身土體壓力，又不能因為樁身間距過大而無法承受樁后土體的壓力，發(fā)生過大的變形。國內(nèi)外很多學(xué)者都對雙排樁的樁間距以及排距進行了大量的研究。結(jié)合有限元數(shù)值模擬以及現(xiàn)場實踐經(jīng)驗得出，內(nèi)排樁樁間距取1.5～2.0 倍的樁徑，外排樁樁間距取3.0～4.0 倍的樁徑，排距取樁徑的1.5～4 倍是合適的。

在計算模型的選取上，可采用ABAQUS 對基坑進行建模，然后再通過數(shù)值模擬進行計算，通過計算的內(nèi)力結(jié)果來對基坑雙排樁進行配筋，該方法優(yōu)點在于精度較高，且可以通過ABAQUS 的后處理進程方便的查詢樁身每個截面的受力情況。但其缺點在于建模所花時間較長，若模型建立是樁身接觸選擇不當(dāng)或接觸方式未作簡化則演算過程可能不收斂，無法得到樁身變形及受力情況;若為使計算結(jié)果收斂，對模型進行簡化則又有可能因為過度簡化致使其受力特征和實際相差較大。只有通過多次演算，才能得到較符合實際情況的結(jié)果，耗時太長。在實際工程的運用中，我們常采用等效開挖深度的理論，該理論將前后排樁看做為獨立承擔(dān)土壓力的單排樁，后排樁的樁身土壓力等效為開挖深度更淺的單排樁。通過單獨的彎矩驗算來分別對前后排樁配筋。

應(yīng)該說該理論較為粗糙，未考慮前、后排樁之間的聯(lián)系。但由于該理論簡單，實用，易于計算，且偏于保守，所以該計算方法成為一種主流的計算模式。下面我們將通過一個實例來說明該方法的計算過程。

圖1 雙排樁支護的等效開挖深度

2 工程概況

擬建場地位于龍泉驛區(qū)西河鎮(zhèn)，交通便利，場地地形平坦，地勢開闊，地形有一定起伏，場地地貌類型單一，地貌單元屬成都平原東部臺地地貌。主要土層為膨脹性粘土以及有弱膨脹性的泥巖。由于基坑開挖線距離已有建筑較近，所以對基坑變形的控制要求較高。為了更好地控制變形，擬采用雙排樁支護結(jié)構(gòu)形式。

計算模型如圖2。

樁身內(nèi)力計算結(jié)果見圖3、表1、表2。

表1 前排樁內(nèi)力取值

圖2 雙排樁支護計算模型

表2 后排樁內(nèi)力取值

抗傾覆穩(wěn)定性驗算:

抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)Ks= 3.094 ＞1.2，滿足規(guī)范要求。

3 總結(jié)

(1)本工程的施工實踐證明:在特定的條件下，雙排樁在深基坑支護中顯示出強大的優(yōu)越性。由于雙排樁不需要支撐，且具有強大的抗傾覆能力，樁身彎矩經(jīng)過連梁重新分配后，能較大的減少樁身界面配筋，該結(jié)構(gòu)形式在挖深超過單排樁支護能力范圍以外的基坑支護工程中可以得到很好的應(yīng)用。

圖3 樁身內(nèi)力計算結(jié)果

(2)由于雙排樁結(jié)構(gòu)不占用基坑內(nèi)的位置，不影響基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)的施工，所以雙排樁結(jié)構(gòu)在基坑支護中越來越受業(yè)主的歡迎。

(3)雙排樁的樁長、樁徑、圈梁與連梁的布置、前后排樁的分布等一系列事宜還有待更進一步的研究與探討，將計算模型與雙排樁平面布置合理性相結(jié)合可能會得出更經(jīng)濟的布置方式。

［1］JGJ 120－99 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程［S］

［2］基坑工程手冊編寫組.基坑工程手冊(第二版)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2009