衡重式双排桩在填海区深基坑中的应用

梅荣均，林 峰

铁科院（深圳）研究设计院有限公司，广东 深圳 518000

衡重式双排桩是一种新型的基坑支护结构，其形式相当于在普通双排桩支护结构的上部增加了一个衡重台连接板，有着独特的适用性[1]。基坑工程是危险性较大的工程，既要保证基坑安全可靠，又要达到提高建设项目经济性的目的，而衡重式双排桩可在环境复杂的工程中保证对周边环境影响可控，也能减少基坑开挖过程中无支撑体系的干扰，加快项目进度[2]。

1 项目概况

神州数码·国际创新中心项目位于深圳填海区，占地面积约为25636m2，基坑形状类似矩形，长约180m，宽约143m，开挖深度约10.5～12m。

1.1 地质概况

该项目原始地貌是滨海滩涂地地貌，后经填石（土）堆载处理形成现在的陆域，现状场地完成地基处理达10年以上。基坑开挖影响土层主要有填石（土）、淤泥质黏土。

填石（土）：褐黄、麻灰色，松散～稍密，稍湿～湿，主要由花岗岩岩块组成，块径为15～60cm，大者可达80cm以上，孔隙充填粉质黏土、中粗砂。

淤泥质黏土：深灰、灰黑色，很湿-饱和，流塑状态～软塑，局部为淤泥，含少量贝壳碎片及有机质，含少量砂粒，具滑腻感和腥臭味。

1.2 土工参数

土工参数如表1所示。

表1 土工参数表

2 基坑支护方案

该项目基坑支护二层地下室区域采用双排桩支护方案，基坑支护平面图和剖面图如图1、图2所示。场地西侧和南侧处（靠近市政道路）为大排距双排桩形式，前排桩采用直径为1.2m的咬合桩，间距为2m；后排桩采用直径为1.2m的灌注桩，间距为4m。场地北侧和东侧处（靠近空地）为小排距双排桩形式，前排桩采用直径为1m的咬合桩，间距为1.6m；后排桩采用直径为10m的灌注桩，间距为1.6m。衡重台连接板宽度分别为5.9m和2.9m，高度均为1m，其中挡土板高度为2m。

图1 基坑支护平面图

图2 基坑支护剖面图

3 有限元计算分析

该项目基坑周边场地地层分布较为均匀，计算软件采用Plaxis 2D，计算工况选择开挖至基坑底工况。

参考顾问天[3]将支护桩等效折算为类似连续板，大排距双排桩前排桩等效厚度为0.85m，后排桩等效厚度为0.67m；小排距双排桩前、后排桩等效厚度均为0.72m。两种双排桩支护形式换算的连续板整体厚度接近一致。大排距双排桩计算结果如图3所示，小排距双排桩计算结果如图4所示。

图3 大排距双排桩水平变形云图（最大值68mm）

图4 小排距双排桩水平变形云图（最大值110mm）

当大排距双排桩桩径以及纵向布置间距不变时，仅缩小双排桩排距为1.9m，即其排距同小排距双排桩排距一样时，计算结果如图5所示。

图5 大排距双排桩水平变形云图（最大值110 mm）

通过分析以上结果可得，加大双排桩桩间排距对围护结构的变形控制有利。

4 基坑监测

该项目基坑监测数据如表2所示。

表2 支护桩桩顶水平位移变形、深层水平位移变形最大值统计表 单位：mm

由以上数据可得如下结论：（1）基坑开挖到底后，大排距衡重式双排桩比小排距衡重式双排桩变形量少11.1～16.5mm，约减少20%～30%；（2）基坑开挖到底时，基坑侧向变形量显著增加，浇筑底板后，变形量不再迅速发展；（3）当基坑开挖至基坑底，支护结构侧向变形值超过规范要求的40mm限值。

在基坑开挖过程中，由于支护结构侧向变形量增长快，施工采用了“局部桩前土台预留、分段开挖土方、分段浇筑底板”的方式以保证基坑安全。底板浇筑完成后，变形数据趋于稳定。

5 结论

文章根据衡重式双排桩在神州数码项目中的成功应用，得到以下结论：（1）衡重式双排桩在深圳填海区深度为10～12m的基坑工程中无须支锚，土方开挖能够一次性到底；（2）衡重式双排桩通过加大排距的方式可减少20%～30%的基坑侧向变形；（3）衡重式双排桩在使用过程中应紧密结合监测数据信息化施工，分段开挖土体，尽快浇筑底板。