排桩支护体系在深基坑工程中的应用

陈亮 徐冬　刘念

【摘要】以石化总医院综合楼工程为背景，对基坑在排桩支护下基坑的设计方案及施工方案进行了分析，并与现场实际进行比较。根据计算及实测结果对灌注桩支护方案的效果进行评价。为以后类似工程提供了可借鉴的依据。

【关键词】工程；基坑；排桩；锚杆；降排水

一、引言

近年来，全国各地涌现城市建设的热潮，高层建筑越来越多，基坑支护新工艺、新工法不断涌现。基坑支护常用的工法有排桩法、水泥土墙、钢板桩及钢管桩、锚杆、土钉墙或者上述多种工法的结合。

二、工程概况

本次拟建石化总医院医用综合楼位于原石化总医院院内，场地占地面积2130m2，拟建建筑物层数为15层，一层5.05m地下室，桩承台基础，框剪结构，长55.4m，宽32.0m，高68.3m。本工程地下1层，开挖深度（由地面计算）为7.6-8.0米。

根据辽宁有色勘察研究院提供的《关闭回迁、翻建——石化总医院医用综合楼翻建工程岩土工程勘察報告》（2010），场地地基土在钻探深度内自上而下依次叙述如下：

素填土①：杂色，稍湿～饱和，中密～松散，主要由回填碎石土、砂土等组成，附近存在混凝土构件或基础。层厚2.5～3.5m，层底埋深2.5～3.5m。该层普遍存在。

粉细砂②：黄褐色，松散，饱和，成分以长英质为主，间含约10%云母。层厚0.7～2.2m，层底埋深3.5～5.2m，该层分布不连续。

中粗砂③：黄褐色，松散，局部稍密，饱和，成分以长英质为主，级配较好。层厚1.0～3.8m，层底埋深4.2～6.7m，该层分布不连续。

淤泥质砂④：灰黑色，饱和，松散状态，成分长英质为主，间含少量植物根系等有机物，粉细砂为主。该层局部相变为中粗砂及粉质粘土。层厚0.9～4.7m，层底埋深6.0～8.9m，该层勘察范围内普遍存在。

中粗砂⑤：黄褐色，饱和，松散～很密，成分以长英质为主，级配较好，层厚1.0～2.0m，层底埋深7.8～9.0m，该层分布不连续。

圆砾⑥：饱和，稍密～中密状态，砾石原岩以闪长岩、石英岩为主，微风化，颗粒亚圆形，其中粒径大于2mm约占60%以上，砂填充，级配较好。层厚0.7～3.0m，层底埋深8.8～9.1m，该层在场地东侧存在。

强风化混合岩⑦：灰绿色～灰黑色，中粗粒变晶结构，块状构造，成分以石英、角闪石为主，矿物分布不均匀，节理裂隙发育，岩芯破碎。层厚0.4～3.0m，层底埋深8.3～12.0m，该层广泛存在。

中风化混合岩⑧：灰黑色，中粗粒变晶结构，块状构造，成分以石英、角闪石为主，矿物分布不均匀，节理裂隙发育，岩芯呈柱状、块状。控制深度4.8～8.2m，该层广泛存在。

场地的地下水主要位于中粗砂、砾砂和圆砾中，属潜水，水位埋深2.0～2.8m。渗透系数k=30m/日。

三、基坑支护设计参数

根据场区岩土工程勘察报告，基坑岩土设计参数采用如下：

四、桩锚支护设计参数

①护坡桩设计参数

桩顶标高：-0.40m（相对于自然地面），设计桩径：800mm，桩间距：1200mm，桩长：11.0m（嵌固段长3.0m），钢筋笼直径：680mm，桩主筋：桩上部2.0m为6Ф18，中部为12Ф18，下部1.5m为6Ф18；加强筋：Ф14@2000；箍筋：φ8@200；桩身材料：C25砼；坡顶荷载不得超过15kPa.

②冠梁参数：

冠梁标高：-0.00m（相对于自然地面）冠梁截面：900mm×500mm，主筋：6Ф16，箍筋：φ8@200。

③锚杆设计参数

设计两道锚杆。第一道设置于-2.5m；钻孔孔径：150mm，倾角：15°，长度：19m（其中自由段长6.5m，锚固段长12.5m），杆体材料：2根低松弛钢绞线（2фs15.2（1×7）*，fptk=1860MPa），布置间距：一桩一锚，轴向设计拉力值：187.0kN，锁定荷载：140kN。腰梁：2根20a#槽钢组装钢梁，并设加劲肋和辍板。垫板采用普通热轧炭素钢板，规格：250mm×250mm，厚度20mm。第二道设置于-5.50m；钻孔孔径：150mm，倾角：15°，长度：15m（其中自由段长6m，锚固段长9m），杆体材料：2根低松弛钢绞线（2фs15.2（1×7）*，fptk=1860MPa），布置间距：一桩一锚，轴向设计拉力值：210.0kN，锁定荷载：150kN。

五、基坑降水、排水方案

5.1基坑降水方案

5.1.1降水管井井点数

根据当地经验取井点数29眼。

5.1.2降水管井井深设计

1）按地下降水水力坡度消减值10%来估算，降水井外的水位降深s1=6.6+12*10%=7.8m。井内水跃值取经验值1.5m，则降水井的水位降深为s2=7.8+1.5=9.3m。

2）预留沉淀管的设计：由于在抽水过程中井内产生沉淀物较多，因此考虑设置沉淀管，沉淀管长度设为2.0m。

5.1.3降水井布置

1、采取管井井点降水，整个基坑共布设降水管井23眼，平均井间距12～25米，其中沿基坑四周布置间距为12米，基坑中间的降水井为地下水静储量疏干井，间距250米。井深9～10米，采用水泥滤管。

2、降水井结构

设计降水井成孔直径600mm，成井直径400mm。井壁管采用内径为300mm水泥滤管，底部封闭。

3、填料要求

采用的滤料应满足降水及排水设计方案的要求，一般为5～10mm的砾石。含水层段砾料应具有一定的磨圆度，砾料含泥量（含石粉）≤3%；对含水层以上部分的砾料，在磨圆度和粒径方面可适当降低要求，但严禁使用片状、针状的石屑。

5.2基坑排水方案

1、外排水的线路

本工程设计23眼降水井，经过现场调查，地下水直接通过汇水管道流入市政污水管线。

2、基坑内排水管线的设计

考虑到本工程的特点，在场地内采用Ф325钢管进行汇水，管线采用Ф325钢管。经过集水池排向外排水管路，经过外排水管线将水排入城市污水管道，管线采用Ф325钢管。冬季越冬时需采取防冻措施，该工程施工用水、雨水等地表水有可能浸入坑顶、坑壁土体中，影响基坑边坡稳定，本设计考虑了坡顶及基槽内的防排水措施（坡顶喷射砼面层高于自然地面10.0cm，坡底设排水盲沟）。

六、结束语

综上所述，在深基坑施工过程中，根据地质报告选取适合的支护方案是工程施工的重中之重，是确保工程安全可靠运行的必要前提，是赢得企业利益的保证。其次，施工人员应对深基坑施工高度的重视，及时准备的测定沉降及位移的变化，是保证工程安全的重要手段。

参考文献：

[1]设计依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

[2]《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）