桩撑与双排桩组合支护在武汉某基坑中的应用研究

发表时间:2020/6/16   来源:《城镇建设》2020年8期   作者:孙盼 刘海涛
[导读] 本文以武汉市中心某深基坑工程为例,分析了桩撑支护结构、双排桩支护结构的特点
         摘要:本文以武汉市中心某深基坑工程为例,分析了桩撑支护结构、双排桩支护结构的特点,创新的将两种结构组合应用于工程,采用有限元软件预分析支护结构位移变形,并在基坑运行期间进行实测。通过分析与对比,验证了该组合支护方案可有效控制基坑变形,为施工提供了便利,降低了支护造价。
         关键词:双排桩;组合支护;变形控制
         引言
         桩撑支护与双排桩支护在基坑工程中应用较为广泛,双排桩为悬臂式支护结构,具有支护结构位移较大,不占用基坑内空间的特点;而桩撑支护为支点式支护结构,支护结构位移较小,但支撑体系占用基坑内的空间;两者各有优点和局限性,将双排桩与桩撑两种支护形式组合使用时可充分发挥两者优点,也是一种快捷高效的支护形式。
         1工程概况
         某地产公司拟在武汉市汉口解放大道与新马路交汇处兴建某工程,总建筑面积约8万㎡,由3栋25-31F高层住宅楼组成,设置2层地下室。基坑平面尺寸约为147×68㎡的规则矩形,开口面积约为1万㎡,周长约为420m,开挖深度为7.55~10.85m,属于深基坑。基坑北侧、西侧为城市主干道,南侧临近既有剧院主体建筑,基坑平面形状及周边环境见图1。场地位于典型的长江Ⅰ级阶地之上,工程地质典型剖面见图2。下部砂层中含有丰富的承压水,与长江有密切水力联系,基坑重要性等级为一级。
        
        
        
        
        
        
        
2 双排桩与桩撑优缺点分析
         双排桩、桩撑支护形式若单独应用在基坑支护工程中,其突出特点与局限性见表1。
         表1  桩撑与双排桩支护结构优缺点
 
         3桩撑与双排桩组合支护设计方案
         对于本基坑如果四周采用全面支撑支护,则基坑两侧长边中部需大面积设置桁架式对撑,使基坑开挖和地下室施工效率较低,工期缓慢,且不利于挖机及塔吊等设备在支撑体系下工作。为解决这一难题,在长边中部组合设置了双排桩支护,见上图1所示。造价增加较少但将基坑自由施工作业面由45%拓展至70%以上,组合后取长补短充分发挥了两者的优势,大大提高了施工的效率,缩短了工期。
         工程地质条件:坑壁为松散填土、可塑粉质粘土,局部夹淤泥薄层。;基底为可塑偏软粉质粘土、松散粉土、稍密粉砂及中密粉细砂;工程地质条件较差。
         水文地质条件:地下水为填土层中的上层滞水及下部砂性土孔隙承压水;承压水对基坑体系影响较大。
         基坑工程特点:① 基坑开挖度较大(7.55~10.85m);②坑壁地质条件较差,为软弱土层,对基坑开挖不利;③ 基坑周边环境复杂,地下管网较多,且位于闹市中心;④基坑已揭露隔水层,须进行隔渗与深井降水。
         支护结构设计:桩撑段采用直径1.0m钻孔灌注桩,间距1.4m;双排桩段采用直径1.0m钻孔灌注桩,前排间距1.4m,后排2.8m,排距3m;桩顶均设置冠梁,尺寸1.2×0.8m,支撑梁尺寸1.0×0.8m,均采用C30砼;坑内设置管井降水,坑外紧贴支护桩设置2排深层搅拌桩组成竖向隔渗帷幕;深层搅拌水泥采用P.O42.5MPa,水泥用量为50kg/m。
         4 支护结构位移分析与监测结果比较
         采用天汉(V2007)平面杆件有限元分析,双排桩按照边桁架考虑,计算结果见图3。
         支护结构位移有限元分析:设置支撑部位位移较小,约5~18mm;双排桩部位位移较大,约为29~37 mm;均满足变形控制要求。后期施工监测结果分析:监测点显示支撑部位位移3~11mm,双排桩部位位移21~41 mm,与预分析较为吻合,说明该组合支护方案
可有效的保护周边环境。
         结语
         结合武汉市中心某基坑工程,为有效的控制基坑变形,保护周边环境,创新性的采用桩撑与双排桩组合支护方案,并对不同部位的两种支护结构实施监测。通过平面杆系有限元预分析,结果显示组合支护可满足变形控制要求。基坑实施期间对支护结构变形实施监测,监测结果表明,该支护方案可有效控制支护结构变形,位移量3~41 mm,符合工程要求;桩撑段位移量较小,约3~11mm;双排桩段位移较大21~41 mm,与预分析较为吻合,该组合支护方案可有效的保护周边环境。该方案便于施工,造价经济,工艺成熟可为同类工程提供借鉴。
        
         参考文献
         [1]赖冠宙,房营光,史宏彦. 深基坑排桩支护结构空间共同变形分析[J]. 岩土力学,2007,08:1749-1752.
         [2]平扬,白世伟,曹俊坚. 深基坑双排桩空间协同计算理论及位移反分析[J]. 土木工程学报,2001,04:79-83.
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