基坑支护结构兼做地下室外墙的实例分析

张 德

(朔州市双银建安公司，山西 朔州 038500)



基坑支护结构兼做地下室外墙的实例分析

张 德

(朔州市双银建安公司，山西 朔州 038500)

结合某基坑工程的实际情况，选用了悬臂挡土桩兼做地下室外墙的支护方案，并介绍了挡土桩墙兼做结构体时的内力计算要点，阐述了挡土桩与挡土墙的施工技术，指出该方案节约了成本，缩短了工期，具有显著的社会经济效益。

基坑支护，挡土桩，挡土墙，经济效益

0 引言

随着工业和城市建设的发展，高层以及大型建筑物的地下设施日益增多，对这些建筑物的基础处理要求越来越多且越来越复杂，并且许多建筑物尤其是高层在城市中心地带建设，受到原有建筑物与其他正常生产生活要求的限制而场地狭窄，我们经常采用的放坡开挖不能满足实际状况，这就要求我们考虑采用其他施工工艺，挡土桩作为深基坑的支护结构可以解决施工场地小的问题。

再者，从经济的角度分析，深基坑的支护，往往需要不小的投资，施工设计时采取既经济又安全的支护方案尤为重要，挡土桩作为建筑物的地下室外墙既安全，又能节省大量的资金，这种全新的施工方案就显得尤为引人关注。本文结合工程实例对基坑支护兼做地下室挡土墙的方法研究探讨，为同类工程提供一些处理经验。

1 工程概况

某建筑位于朔州市朔城区安泰街以北，顺义路以东，该工程为地下2层，地上18层，地下建筑面积为10 700 m2。基坑深度为8 m，为59.1 m×142.4 m的矩形。

朔城区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第二组。场地类别为Ⅲ类。

场地地基土岩性构成及分布自上而下为：第①层：湿陷性粉土3.3 m～6.7 m，粘聚力10 kPa，内摩擦角15°；第②层～第⑥层：粉土，平均厚度46 m，其中第②层粉土粘聚力12 kPa，内摩擦角20°，第③层粉土粘聚力15 kPa，内摩擦角22°；第⑦层：粉质粘土，本层及夹层厚6.5 m～10.7 m。

该工程勘察期间初见水位介于13.5 m～13.8 m，稳定水位介于12.6 m～13.2 m，勘察期间为枯水期，地下水类型为滞水，主要地下侧向径流的补给年变化幅度在1.0 m左右。基础范围内地基土位于稍湿的弱透水层中。综合判定地基对混凝土结构具有微腐蚀性。根据相关规范，拟建场地可不考虑液化影响，天然地基可不考虑震陷影响。

由于本工程场地两面紧邻已有建筑，两面为市政道路，所以采用挡土桩进行基坑支护，不考虑降水问题。

2 基坑支护方案与施工

本工程论证时提出了三个方案:1)喷锚+土钉墙支护方案;2)人工挖土桩+锚杆支护方案;3)悬臂挡土桩兼地下室外墙支护方案。经过多次方案比选决定选用第3)方案：采用单排列式悬臂挡土桩进行基坑支护，桩体采用钻孔灌注的方法施工，桩体施工完毕后进行土方开挖，并在需要的部位设置钢支撑，随后在挡土桩桩体钻孔植筋、浇筑永久性挡土墙体实现桩墙一体化，接着进行地下室以及地上主体结构部分的施工。

2.1 挡土桩墙兼做结构体时内力计算要点

挡土桩墙兼做地下室外墙时要满足基坑开挖阶段桩与墙作为支护结构力要求，当基坑开挖完成后，挡土桩与挡土墙作为主体结构的承载结构，上部结构的一部分垂直荷载即柱荷载或墙荷载直接作用于挡土桩顶或挡土墙顶，挡土桩与挡土墙需承担自重、地下室楼板传递的一部分荷载和上部结构的垂直荷载，根据不同的阶段应验算三种应力：第一阶段，施工过程中作用在桩墙上的土压力产生的应力；第二阶段，主体结构竣工后作用在墙体上的土压力以及建筑物本身的垂直、水平荷载产生的应力；第三阶段，建筑物沉降稳定后，土压力由主动土压力变为静止土压力。

2.2 挡土桩的施工

土方首先开挖至-0.8 m处，采用大开挖形式，挖完后，开始垂直挡土的钻孔灌注桩施工，挡土桩直径600 mm，采用C25商用混凝土，根据支护结构施工平面图以1 500 mm(局部1 000 mm)的间距进行布置。桩一定要按照设计要求的长度进行施工，入土深度至少3.5 m，以防止倾覆。待灌注桩施工完成后，桩顶设一道1 000 mm×600 mm的现浇冠梁，使相邻的桩共同工作，以增强其整体刚度，桩纵向受力钢筋应锚固到冠梁内，锚固长度取冠梁厚度，考虑到后期主体结构施工要求，冠梁应低于后期施工的地下管线。挡土桩和桩顶冠梁有强度后进行土方开挖，开挖时在基坑四大角各设置两道钢角支撑。土方开挖完应抓紧时间进行地下室底板拉梁混凝土的施工，确保挡土桩有可靠的支点防止倾覆。

2.3 挡土墙的施工

依据支护方案地下室外墙用挡土桩代替，并在桩内侧后浇300 mm抗渗混凝土墙，挡土桩上植入拉结钢筋以增强挡土墙与挡土桩的连接，植筋时应凿掉部分挡土桩保护层露出桩内钢筋，防止植筋钻孔时破坏挡土桩内的主筋。植筋工序可以随着土方开挖同时进行，这样植筋就可以不用单独搭设脚手架，既缩短了工期，又降低了成本。植筋工作完成以后经检验合格后进行挡土墙的钢筋绑扎，注意挡土墙钢筋与植入的钢筋进行有效连接，绑扎完成后支模，进行混凝土的浇筑。

挡土桩植筋的工作要点：1)钻孔。按照设计要求在施工部位确定植筋的准确位置，钻孔前先剔除挡土桩的保护层，看是否有挡土桩主筋，避免破坏主筋，钻孔成一定批量后，请甲方监理验收合格后再进行下一步；钻孔完成后用气泵的强风将孔底大块碎片吹出，再用蘸丙酮的毛刷清除孔壁的灰尘。2)植筋。植筋前,将植入部分的钢筋用丙酮清洗干净，成一定批量后经验收合格后方可使用；植筋时注意植筋胶必须饱满，胶量应为孔深的2/3左右为宜；将处理好的钢筋以扭转或振动方式插入孔底。3)养护。植筋完成后，在胶体未固化前禁止扰动钢筋，以免破坏植筋效果，应在植筋24 h后进行钢筋拉拔试验。

3 社会经济效益评价

考虑挡土桩挡土墙兼做地下室围护结构的方案可有效的降低地下室外墙的厚度，减少基坑的开挖面积，减少土方量，对比于基坑围护排桩仅作为临时结构的方案，挡土桩作为地下工程主体的一部分，不再是无用的废料，节省了建设成本、免去了地下室外墙脚手架的搭建等工序，能有效地缩短工期，对于实现建筑节能，具有广阔的应用前景和可观的社会经济效益。

4 结语

随着社会的发展，工业和民用建筑的高度越来越高，对地下建筑的空间开发也越来越多，深基坑防护也势在必行，挡土桩作为基坑支护的一种重要的支护方案，正在被更多的施工人员广泛采用，如果能够将挡土桩等基坑支护结构兼做为地下室外墙的思路和做法推广并规范化，必将产生巨大的社会经济效益。

[1] 陈祖煜.深基坑支护技术指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2] 姜广才，程振宇，王亚东.关于高层建筑地下室外墙与基坑支护结构为一体的思路[J].黑龙江冶金,2006(2)：40-41.

[3] 梁宇峰.浅析灌注桩墙在逆作法施工中的应用[J].建筑监督检测与造价，2013(4)：46-47.

On example analysis of foundation support structure as basement external walls

Zhang De

(ShuozhouShuangyinConstructionandInstallationCompany,Shuozhou038500,China)

Combining with the facts in some foundation pit project, the paper adopts the cantilevel retaining pile as the support of the basement external walls, introduces the internal force calculation for the retaining wall as the structure, illustrates the construction techniques for the retaining piles and retaining walls, and points out the scheme can save the cost and shorten the construction period with better social and economic benefits.

foundation pit support, retaining pile, retaining wall, economic benefits

1009-6825(2016)27-0091-02

2016-07-10

张 德(1970- )，男，工程师

TU463

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