双排桩支护体系在临近永久边坡基坑中的应用及分析

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:许钦君 胡文盼 赵靖云
[导读] 摘要:双排桩为刚架结构,具有较好的抗侧移刚度和抵抗变形的能力,在某些特殊条件下,双排桩支护体系具有较好的适用性。
        化学工业岩土工程有限公司  南京  210044
        摘要:双排桩为刚架结构,具有较好的抗侧移刚度和抵抗变形的能力,在某些特殊条件下,双排桩支护体系具有较好的适用性。本文以南京市江北新区某基坑为例,介绍了双排桩支护体系在基坑边具有永久边坡情况时的应用,并通过理正软件及FLAC 3D软件进行数值分析,对双排桩支护体系的变形特征及稳定性进行了探讨。
        关键词:双排桩 基坑 边坡 变形 稳定
        1 工程概况
        拟建项目位于南京市江北新区杨新路,拟建建(构)筑物主要为12栋22~32层高层住宅楼及1栋3层商业用房,拟建整个场地设1~2层地下车库。其中,商业用房基坑开挖深度4.8米,距基坑南侧约8米为拟建道路,与商业用房使用地面存在7.5米的高差,形成永久边坡。
        通过比较分析,为保证基坑开挖时的安全稳定,限制变形,本基坑采用单排悬臂桩支护结构,永久边坡采用双排桩支护结构。
        2 场地岩土工程地质条件
        在临近永久边坡段揭示的地层自上而下为:
        ①-1层杂填土、③-2层可塑粉质粘土、③-3层硬塑粉质粘土、④层硬塑粉质粘土、⑤-1层强风化泥质砂岩、⑤-2层中风化泥质砂岩。
        场地地下水类型为孔隙潜水,主要赋存于①层中,以大气降水补给为主。设计水位埋深按场地整平标高下0.5m考虑。
        表1  地层参数表
       
        3 支护方案
        1)基坑采用单排悬臂桩支护结构,桩长8m,桩径0.8m,桩间距1m;永久边坡采用双排桩支护结构,排距3.5m,排桩桩长均为20m,桩径0.9m,桩间距1.1m。桩顶冠梁宽1.2m,高0.8米,桩顶连板高0.65米。
        图1 支护剖面图
       
        2)基坑侧壁安全等级为二级,重要性系数为1.0。
        4 理正单元计算分析
        1)工况一
        该工况考虑基坑开挖对永久支护桩的影响计算。因边坡支护桩与基坑支护桩之间存在6.8m宽土方预留,考虑到边坡支护桩内侧土体反压作用,本计算中支护计算深度进行了必要的简化等效计算。(计算深度10.7m=7.5m+4.8*2/3m,即反压侧开挖深度考虑2/3),超载考虑20KPa均布荷载。
        图2工况一内力位移图
       
        2)工况二
        该工况考虑基坑回填完毕后边坡使用工况下的计算。超载考虑35KPa均布荷载。
        图3工况二内力位移图
       
        5 FLAC 3D数值分析
        根据同等支护条件建立数值模型。
        图4支护模型图
       
        图5挖至后期使用标高
        桩身x方向位移示意图
       
        图6挖至基坑底
        从图中可知,桩身在x方向上位移为正方向,即朝向基坑方向发生位移。初步开挖时,由于双排桩内侧出现7.5m的高差,此时x方向上最大位移发生在双排桩的桩顶部,为1.1cm左右;开挖至坑底后,桩身最大位移则转移至单排桩的桩顶部,为3cm左右。
        6 结束语
        1)理正单元计算按照两个工况单独考虑,虽然基坑回填完毕后边坡使用工况下的工况二的超载要大于考虑基坑开挖后的工况一的超载,但是由于挖深的影响,工况一的内力及位移要大于工况二的内力及位移。
        2)FLAC 3D软件建立的考虑开挖深度、位置及顺序的模型,比理正
        单元计算对挖深进行简化等效计算的情况更符合工程实际,可以看出,由于基坑开挖的影响,会导致双排桩产生更大的侧向位移,最终位移值接近工况二的数值,表明因基坑开挖距双排桩的距离约8米,对双排桩的影响减弱。
        桩身x方向位移示意图
       
        参考文献:
        [1]刘国斌,王卫东.基坑工程手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.
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