雙排樁在深基坑支護應用中的價值分析

代青春

（合肥市蜀山區重點工程建設管理中心，安徽合肥 230031）

0 引言

隨著我國城市建設的快速發展和地上的開發利用飽和，這就必然要求我們向地下進行發展利用，從而產生了大量與深基坑支護相關的問題，現在的項目都是超大體量且周圍環境復雜，在確保項目施工安全的前提下又要保證周邊環境的正常使用，這就給基坑支護設計和施工提出了更高的要求，之前普遍采用的支護形式為單排樁加斜向鋼支撐的方式，由于斜向支撐使用有很多的局限性，且嚴重拖延工期及不利于外墻防水，因此，雙排樁在基坑支護中的優勢越來越明顯，越來越多的支護工程中使用雙排樁[1]。

雙排樁支護結構是目前發展較為實用的一種支護結構，它由前排為鋼筋混凝土及后排鋼筋混凝土拉樁，同時在樁頂設計冠梁及拉梁形成一種較為穩定的空間支護體系，這種支護方式具有較大的剛度可以抵抗基坑的側向變形。它具有施工方便，有利于土方開挖，縮短工期等優點[2]。

1 工程實例

1.1 工程概況

本項目基坑開挖深度9.5m，采用上部放坡，下部支護樁+坑內斜撐支護形式，基坑側壁安全等級為二級，結構重要性系數1.0。

1.2 地質條件

本基坑深度共分為6個土層，本工程深基坑圍護設計參數見表1。

表1 深基坑圍護設計參數

1.3 原支護結構布置

支護樁采用鉆孔灌注樁，樁徑800mm，樁長11.8m，樁間距1600mm，混凝土強度等級C30，圍護樁上部設置高800mm，寬1400mm壓頂梁，壓頂梁混凝土強度等級C30。

1.4 斜支撐布置

底板下部設置斜支撐雙樁承臺，承臺樁采用鉆孔灌注樁，樁徑800mm，樁長6m，混凝土強度等級C30，承臺為長3800mm，高900mm，寬1200mm，承臺混凝土強度等級C30。斜支撐形式為600mm×600mm鋼格構，間距8m。

1.5 施工要求

1.5.1 圍護樁施工

（1）圍護樁直徑800mm，樁身及壓頂梁強度均為C30，旋挖鉆機成孔。

（2）圍護樁間采用掛網噴漿。樁頂設一道壓頂梁，壓頂梁應一次性澆注完成。施工中需嚴格控制樁頂及冠梁頂標高。

（3）在圍護樁樁身和壓頂梁強度均達到設計強度的75%后方可進行土方開挖。

（4）圍護樁應隔樁施工。

（5）主筋及加強筋采用HRB400級鋼筋，箍筋采用HPB300鋼筋，鋼筋保護層厚度50mm。

1.5.2 斜撐施工

（1）混凝土壓頂梁的混凝土強度等級均為C30，斜撐支座混凝土強度等級C30。

（2）未特別標注的焊縫高度均為10mm，焊縫等級為三級。

（3）鋼斜撐下端與混凝土支墩間應采用鋼楔子塞實、擠緊后再焊接；鋼斜撐待到基坑回填后方可拆除。

（4）鋼格構斜撐穿過結構底板、側墻的部位，應在底板、側墻處設置一道或多道止水板，止水板的道數根據基礎底板、側墻的防水要求確定。各單肢角鋼上的止水板若重疊時應相互錯開，如圖1所示。

圖1 設計圖

2 雙排樁和斜撐優劣勢對比

根據以往施工經驗，采用鋼格構斜撐支護方式主要存在以下劣勢：①采用鋼格構斜撐支護形式施工工藝復雜包含斜撐承臺樁施工、承臺施工、鋼格構吊裝、拆除等多道工序造成基坑暴露時間長，安全隱患較大。②鋼格構斜撐形式穿地下室外墻、底板處采用焊接止水鋼板的止水形式，極易產生地下室外墻滲漏的隱患，同時現場工人支模等工作施工難度大，交叉施工安全隱患較大。

雙排旋挖樁支護形式較鋼格構斜撐形式主要有以下優勢：①樁打完后開挖，不涉及在坑內高處安裝鋼格構斜撐，減少安全隱患。②支護工序簡潔，地下室施工完畢后待側墻混凝土強度達到設計要求即可回填側墻，減少基坑暴露時間，對附近周邊道路管線等影響較少。③地下室側墻一次成型，減少后期滲漏隱患。

3 方案優化

根據雙排樁及坑內斜撐的支護方式對比，將原支護方式修改為雙排樁，具體修改如下。

3.1 支護結構布置

前排樁采用圓形灌注樁，樁徑800mm，樁長11.8m，樁間距1600mm，混凝土強度等級C30，雙排樁間距2000m。

前排樁采用圓形灌注樁，樁徑800mm，樁長11.8m，樁間距8m，混凝土強度等級C30，

圍護樁上部設置高600mm，寬800mm連梁，連梁混凝土強度等級C30，如圖2所示。

圖2 建議做法

3.2 施工要求

3.2.1 圍護樁成孔

（1）成孔采用旋挖成孔并跳鉆方式，每隔2根樁跳鉆。樁芯混凝土灌注后達到設計強度的80%方可開鉆相鄰樁孔。

（2）應采取有效措施保證機械穩定、安全作業。

（3）鉆桿應保持垂直穩固、位置準確，防止因鉆桿晃動引起擴大孔徑。

（4）成孔施工時應制備泥漿。成孔至設計標高時應采取可靠措施防止塌孔、縮徑。

（5）成孔至設計標高時，孔口應當采取保護措施。

（6）直接成孔困難時，應采用泥漿護壁或鋼套筒輔助施工成孔，確保成孔質量。

3.2.2 鋼筋籠制作及安裝

（1）鋼筋籠外箍筋為螺旋箍。主筋采用雙面搭接焊接，焊縫長5d，加勁筋與主筋點焊連接。

（2）鋼筋籠分段制作時鋼筋接頭應采用焊接并應遵守《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204—2015）相關規定[3]。

（3）鋼筋籠吊裝時應防止變形、碰撞，就位后立即進行可靠固定。固定鋼筋籠必須校正樁位及垂直度。

3.2.3 混凝土灌注

（1）成孔完畢后，巖土層性質、樁長、樁頂樁端標高、孔底沉渣等經有關單位等驗收合格后，方可進行樁身混凝土澆灌。

（2）樁身坍落度宜為160～200mm。樁混凝土要振搗密實，每根樁的樁身混凝土必須連續澆灌，不得留施工縫。

（3）孔內積水未超過100mm，用常規方法澆灌，否則采用水下混凝土澆灌。如采用水下灌注混凝土，應提高一個強度標號施工。

（4）澆灌混凝土前應再次清底，并按規定做好施工記錄，留置混凝土試塊。

（5）灌注混凝土前，應在孔口安放護孔漏斗，然后放置鋼筋籠，并應再次測量孔內虛土厚度。澆筑樁頂以下5m范圍內混凝土時，應隨澆筑隨振搗，每次澆筑高度不得大于1.5m。

3.2.4 樁成型質量檢測

支護樁采用低應變動測法檢測樁身完整性，檢測數量不宜少于總樁數的100%。

3.2.5 連梁施工

連梁每一支護段應一次性澆灌完成。施工時應注意轉角的鋼筋連接。主筋錨固長度35d，且應穿過節點中心線。連梁施工時，應將樁頂浮漿、低強度混凝土及破碎部分清除。

4 施工情況

本工程于2020年6月完成全部支護工作，目前結構已出±0.00，基坑回填完成，經過對基坑施工過程中對周圍環境監測發現最終位移數據如表2所示，樁頂水平位移曲線如圖3所示，周邊道路、建筑物沉降變形曲線如圖4所示，深層水平位移曲線如圖5所示。

圖5 深層水平位移曲線

表2 最終位移數據

圖3 樁頂水平位移曲線

圖4 周邊道路、建筑物沉降變形曲線

通過監測數據可以發現基坑開挖施工期問各點的變化速率較大，在基坑開挖至槽底后各點的變形速率較小，開挖至槽底一個月以后基本趨于穩定；根據各沉降點監測結果，可知支護主要發生的是向基坑側的傾斜，其傾斜最大值小于9.2mm。以上各個項目監測值和施工過程中各監測項目的變化速率均小于設計要求的預警值，證明雙排樁可以控制支護結構周邊土體和既有建筑的變形[4]。

5 雙排樁應用效果分析

根據項目實際應用情況，發現雙排樁較坑內斜撐支護形式有較大優勢，優勢主要表現在以下3點：①地下室施工周期有較大縮短，縮短時間約45d。②地下室外墻及底板防水效果好，目前底板及外墻無滲漏。③工程造價方便因本項目基坑最大深度9m左右，兩種支護總價相當，如基坑深度更深雙排樁造價較坑內斜撐有所增加。

根據本工程特點，本項目最終選擇雙排樁的支護方式。

6 結語

本文通過對比分析雙排樁和坑內斜撐支護的優缺點，并通過雙排樁在工程的應用，結合施工過程監測數據可以得出，雙排樁的支護體系對控制基坑外圍土體變形及周圍建筑物和道路的沉降和傾斜都有很好的效果，均滿足規及現場范要求。這說明雙排樁的實用效果和坑內斜撐達到同等要求，但雙排樁在工期節約和地下室防滲漏方面具有較大優勢。希望通過本工程雙排樁的實施分享可以為類似工程的基坑支護設計方案選擇和現場支護施工質量把控等提供借鑒，并能夠為今后雙排樁支護體系的理論研究提供一些參考資料。