双排桩支护应用及设计探讨

双排桩支护应用及设计探讨

李让

中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司广东分公司518000

摘要：现阶段，我国建筑规模不断增长，随着地下空间的不断利用，基坑深度不断加大，支护工程显得尤为重要。为保证基坑结构的稳定性，并保证施工的便倢性，需灵活多便的选择支护方式。双排桩支护结构作为一种独特的支护方式，在基坑支护中应用较为广泛。本文根据实际工程进行分析，在明确施工场地的具体情况之后，对支护选型情况进行论述，着重阐明了双排桩优劣特点及设计要点。

关键词：双排桩支护；应用分析

引言：实际工程中，在某些特定条件下，锚索，土钉，支撑受到条件限制无法使用或对施工便捷性影响很大，单排悬壁桩又难以满足变形要求，双排桩刚架构不失为一种安全、高效的支护结构形式。

一、工程概况

某基坑位于深圳市罗湖区，为城市更新项目，项目正好位于两条地铁线换乘区间旁，用地红线面积约5.3万平方米，拟建场地区域基坑整体分为四个地块，设2-3层地下室，开挖深度约为12.3m，其中,基坑中部-3F区域开挖深度约为15.9m。基坑北侧紧临多层仓库，西侧距地铁地下车站边线及地铁隧道外边线约13.7-21.0m，南侧距地铁地下车站边线约7m，东侧紧临市政道路，周边管线包含燃气，给，排水，电力，电信等。综合分析，本项目基坑的支护安全等级判定为一级。基坑总体布置及周边环境见下图：

根据场地地勘报告，场地分布的地层及岩土参数如下：

二、基坑支护方案

基坑北侧及东侧采用桩撑及桩锚方案。

基坑西侧及南侧因靠近地铁，需根据地铁及工期要求探讨支护结构类型。根据“深圳市轨道交通运营安全保护区和建设规划控制区工程的设计技术要求——车站及隧道结构安全控制指标，车站及隧道结构水平、竖向位移均需小于10mm，南侧开挖边线距地铁结构仅不到8.0m，开挖深度约12.0m，锚杆（索）不能施工，显然采用单排悬壁桩满足不了要求，需采用内撑或其它稳妥的支护方式。

就基坑西侧，南侧支护结构的选型，设计单位及建设单位共同组织，招开了多次专家会，选型方案主要集中在桩撑方案，双排桩方案由于受开挖深度及局部施工靠近燃气管线做为备选方案，具体如下：

1、内支撑：采用桩径1000-1200mm的排桩，咬合桩止水，钢筋砼内撑，由于基坑东西跨度达170m，西侧支护边线长度达到240m，需采用角撑及对撑。

经试算，采用内支撑时较合适（满足稳定性及地铁沉降，位移双要求）的支撑布置为：支护桩Ø1200@2000，嵌固深度8000mm，支撑尺寸1000*1000，支撑间距6000，支撑道数1道，支撑位置：地面以下5500mm。计算结果：最大沉降量18mm（坑边），对应地铁结构外墙处沉降量9.5mm，支护结构最大水平位移量8.4mm，整体稳定安全系数，Ks = 2.331 > 1.35, 满足规范要求。支撑布置及计算简图如下：

本项目为城市更新项目，各施工阶段工期极为紧张，若采用内支撑，需角撑，对撑同步采用，此时，较基坑工程关闭节点滞后约6-8个月，后续其它分步分项亦会严重滞后，建设单位及相关部门承诺的回迁时间节点无法兑现，故，各方均不能接受。

2、在内撑工期受限的情况下，不得不考虑做为备选方案的双排桩结构体系。双排桩结构体系（不设支撑时）由于受支护深度及施工条件限制，本区使用经验及案例不多，在重点征求了地铁、燃气管线单位及相关专家意见后，为稳妥及减少工艺其间，仍采用咬合桩止水，故，支护桩桩径定为1200mm，桩间距为2000mm，设计重点考虑的内容：1、嵌固深度；3、排距；5、桩顶连梁（刚架梁）。其中嵌固深度按地区规范抗倾覆稳定性式：

及满足整体滑动稳定性要求试算，其它参数按经验反复验算，然后取最优值。具体如下：

1、按地区规范，双排桩排距宜取桩径的2-5d，即排距介于2.4-6.0m，因场地受红线及燃气位置所限，实际能选择的范围为2.4-5.0m，若排距过近不利施工及受力，综合考虑各种因素，排距按4.0m考虑。

2、计算成果

经计算可知，比较经济，安全的方案为嵌固深度采用10.0m，1.2*1.2m冠梁连梁。经比较分析，考虑施工便捷，经济性，地层条件可能与实际的出入，为控制地铁变形稳定，最终决定采用：

桩径1200mm，排距4000mm，嵌固深度10.0m，前桩桩间距2000，后排桩间距3000，1200*1200m冠梁，连梁不采用H型结构，而采用全封闭式连接板，并在坑底以上约2.0m预留反压平台，视后期开挖监测及地层情况处理。平面，断面布置如下：

经后期基坑开挖以及过程监测，基坑各项沉降，位移等变形指标均满足设计要求，特别是对地铁隧道及车站的监测，变形甚小，对列车及车站运营影响极小，设计方案得到各方一致好评。

三、结语

1、做为一种悬壁式支护体系，双排桩抗变形刚度远大于单排悬壁桩，在某些特定条件下，当内支撑，锚索，放坡等支护受限，而单排悬壁桩又不能满足时，双排桩为一种较理想的支护方式。

2、当地层条件允许，在不设支撑及锚杆的情况下，双排桩支护结构在开挖深度10m以内变形超标的可能性较小；当超过10m时，水平变形受基坑被动区的地质条件影响较大，变形超标风险较大，此时可适当加固被动区或预留反压土台，根据基坑变形情况进行动态信息化作业，这对结构安全及节省投资意义较大。

3、双排桩排距，嵌固深度，连梁尺寸为结构体系设计的主要内容，对基坑变形控制，结构体系刚度控制都起主要作用，设计时可根据经验及地层情况，假设多个参数试算，根据实际取最优方案。

4、根据不同工程经验，双排桩可灵活的调整前后桩的嵌固深度，前后桩使用不同的间距、排距及连梁尺寸，极大的方便了条件所限时支护结构的灵活布置，并可针对不同的变形控制要求调整工程量及造价。

5、受结构体系限制，在地质条件一般或相对较差时双排桩支护深度不大，且对施工场地平面空间要求较高，为其不足之处。