衡重式雙排樁在填海區深基坑中的應用

梅榮均，林 峰

鐵科院（深圳）研究設計院有限公司，廣東 深圳 518000

衡重式雙排樁是一種新型的基坑支護結構，其形式相當于在普通雙排樁支護結構的上部增加了一個衡重臺連接板，有著獨特的適用性[1]。基坑工程是危險性較大的工程，既要保證基坑安全可靠，又要達到提高建設項目經濟性的目的，而衡重式雙排樁可在環境復雜的工程中保證對周邊環境影響可控，也能減少基坑開挖過程中無支撐體系的干擾，加快項目進度[2]。

1 項目概況

神州數碼·國際創新中心項目位于深圳填海區，占地面積約為25636m2，基坑形狀類似矩形，長約180m，寬約143m，開挖深度約10.5～12m。

1.1 地質概況

該項目原始地貌是濱海灘涂地地貌，后經填石（土）堆載處理形成現在的陸域，現狀場地完成地基處理達10年以上。基坑開挖影響土層主要有填石（土）、淤泥質黏土。

填石（土）：褐黃、麻灰色，松散～稍密，稍濕～濕，主要由花崗巖巖塊組成，塊徑為15～60cm，大者可達80cm以上，孔隙充填粉質黏土、中粗砂。

淤泥質黏土：深灰、灰黑色，很濕-飽和，流塑狀態～軟塑，局部為淤泥，含少量貝殼碎片及有機質，含少量砂粒，具滑膩感和腥臭味。

1.2 土工參數

土工參數如表1所示。

表1 土工參數表

2 基坑支護方案

該項目基坑支護二層地下室區域采用雙排樁支護方案，基坑支護平面圖和剖面圖如圖1、圖2所示。場地西側和南側處（靠近市政道路）為大排距雙排樁形式，前排樁采用直徑為1.2m的咬合樁，間距為2m；后排樁采用直徑為1.2m的灌注樁，間距為4m。場地北側和東側處（靠近空地）為小排距雙排樁形式，前排樁采用直徑為1m的咬合樁，間距為1.6m；后排樁采用直徑為10m的灌注樁，間距為1.6m。衡重臺連接板寬度分別為5.9m和2.9m，高度均為1m，其中擋土板高度為2m。

圖1 基坑支護平面圖

圖2 基坑支護剖面圖

3 有限元計算分析

該項目基坑周邊場地地層分布較為均勻，計算軟件采用Plaxis 2D，計算工況選擇開挖至基坑底工況。

參考顧問天[3]將支護樁等效折算為類似連續板，大排距雙排樁前排樁等效厚度為0.85m，后排樁等效厚度為0.67m；小排距雙排樁前、后排樁等效厚度均為0.72m。兩種雙排樁支護形式換算的連續板整體厚度接近一致。大排距雙排樁計算結果如圖3所示，小排距雙排樁計算結果如圖4所示。

圖3 大排距雙排樁水平變形云圖（最大值68mm）

圖4 小排距雙排樁水平變形云圖（最大值110mm）

當大排距雙排樁樁徑以及縱向布置間距不變時，僅縮小雙排樁排距為1.9m，即其排距同小排距雙排樁排距一樣時，計算結果如圖5所示。

圖5 大排距雙排樁水平變形云圖（最大值110 mm）

通過分析以上結果可得，加大雙排樁樁間排距對圍護結構的變形控制有利。

4 基坑監測

該項目基坑監測數據如表2所示。

表2 支護樁樁頂水平位移變形、深層水平位移變形最大值統計表 單位：mm

由以上數據可得如下結論：（1）基坑開挖到底后，大排距衡重式雙排樁比小排距衡重式雙排樁變形量少11.1～16.5mm，約減少20%～30%；（2）基坑開挖到底時，基坑側向變形量顯著增加，澆筑底板后，變形量不再迅速發展；（3）當基坑開挖至基坑底，支護結構側向變形值超過規范要求的40mm限值。

在基坑開挖過程中，由于支護結構側向變形量增長快，施工采用了“局部樁前土臺預留、分段開挖土方、分段澆筑底板”的方式以保證基坑安全。底板澆筑完成后，變形數據趨于穩定。

5 結論

文章根據衡重式雙排樁在神州數碼項目中的成功應用，得到以下結論：（1）衡重式雙排樁在深圳填海區深度為10～12m的基坑工程中無須支錨，土方開挖能夠一次性到底；（2）衡重式雙排樁通過加大排距的方式可減少20%～30%的基坑側向變形；（3）衡重式雙排樁在使用過程中應緊密結合監測數據信息化施工，分段開挖土體，盡快澆筑底板。