淺談懸臂排樁增設冠梁對基坑變形的影響

田東輝

摘 要：當前，在城市用地緊張，建筑物、管線密集，地下管線較多的情況下，周邊環境條件不滿足放坡開挖，在坑邊采取鉆孔灌注排樁支護，該支護形式具有剛度大，位移小，施工方便的有利條件，對于深度較淺5-10m的基坑常采用單錨或懸臂排樁支護，盡量減少頂部支撐，以利于現場施工，但懸臂排樁基坑沉降變形較大，增設冠梁后可有效減小基坑沉降變形。

關鍵詞：深基坑;懸臂;沉降

1 工程概況

碾子溝站址所處新疆維吾爾自治區烏魯木齊市黑龍江路、揚子江路、長江路十字交叉口，該站為2號線與3號線換乘車站，車站呈“T”字型，基坑開挖深度為24.1～26.2m。基坑圍護結構及止水采用鉆孔咬合樁，內支撐采用主體結構板支撐形式，受周邊交通疏解影響，車站頂板需分兩次半幅施工，分幅開挖采用懸臂排樁支護。

2 工程地質條件

勘察揭露深度范圍內，場地分布地層自上而下可分為以下幾個單元層，各巖土層按不同巖性及工程性能分為若干亞層，其分布情況及工程地質特征描述如下。

（1）第四系全新統人工填土（Q）;（2）第四系全新統沖、洪積地層（Q）。

3 地下水類型及地下水特征

（1）地下水、土的腐蝕性及評價。本場地地下水位在11.6～12.5m

之間，地下水位以上土的環境類型按照《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）附錄G，環境類型為Ⅲ類。

4 鉆孔排樁計算

4.1 基坑概況

分幅開挖基坑深度6.2m，基坑頂部距公交車道2.5m，且基坑周圍有排水、通信、給水等市政管線，擬采用C20鋼筋混凝土懸臂排樁支護，樁心距2m，樁徑0.8m，樁身均勻配筋16根Φ18主筋，樁基錨固深度5.9m。

4.2 計算參數

（1）地面超載q=20kPa;（2）土壓力系數（表1）。

4.3 支護參數計算

（1）采用“理正深基坑7.0”計算軟件進行計算，得出懸臂排樁支護內力及位移圖如下：

支護結構樁頂最大位移57.45mm，最大彎矩702.8kN·m，最大剪力290.4kN。

（2）基坑開挖所引發的地表沉降如圖2所示。基坑開挖地表最大沉降120mm，基坑開挖面臨近既有道路且市政管線繁多，對周邊環境影響較大，存在圍護結構失穩引發基坑坍塌的隱患，需對此計算進行優化。

4.4 優化計算

針對地表沉降較大的情況進行分析，在懸臂排樁頂部增設0.8m×0.8m鋼筋混凝土冠梁，將樁基在頂部連接為一個整體，使各單獨存在樁基連接為一個整體共同承擔土體主動土壓力的作用。

（1）采用“理正深基坑7.0”計算軟件進行計算，得出增設冠梁后懸臂排樁支護內力及位移圖如圖3。支護結構樁頂最大位移5.79mm，最大彎矩121.38kN·m，最大剪力93.64kN。

（2）基坑開挖所引發的地表沉降如圖4所示。基坑開挖地表最大沉降21mm，增設冠梁后地表沉降減小，對周邊環境影響顯著減少，滿足規范要求。

5 結束語

懸臂排樁支護相比錨撐支護，樁基內力及地表沉降相對較大，對周邊環境影響較大，易出現基坑失穩、對周邊環境影響大等不利情況。樁基頂部增設冠梁后樁基內力及地表沉降顯著減少，通過冠梁將懸臂排樁連接成為一個整體，達到了減少內力、減小沉降的效果，在懸臂排樁的運用中具備較強的可實施性。

參考文獻：

[1]江正榮.建筑施工計算手冊（第三版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2013：7.