设有加芯旋喷桩的双排桩支护结构在基坑工程中的应用.pdf

[摘要]加芯旋喷桩与双排支护桩的组合式支护结构形式适用于基坑较深、地质条件较差、周边环境较复杂的基坑支护工程。从设计原理、施工工艺两个方面阐述了加芯旋喷桩的应用技术，并应用于实际工程，取得了良好的效果。[关键词]基坑；支护；旋喷桩；双排桩；施工技术

内容摘抄：

1设计原理
双排桩支护+加芯旋喷桩复合式支护结构是在原有双排桩之间设置几排水平拉力，使双排桩之间除了冠梁层的连接外在桩身也增加几道水平约束，从而控制双排桩深层水平位移，减小双排桩桩身弯矩和嵌固深度。桩身所增加的水平约束，通过加芯旋喷桩实现，加芯旋喷桩可采用旋喷桩机水平或者呈一定角度成孔，端部通过高压旋喷扩孔，成孔后内插钢管、钢筋、型钢、微型预制桩等不同结构构件，使之与双排桩连接成一体，共同受力。设有加芯旋喷桩的双排桩结构能够克服常规双排桩结构在超深基坑工程中的不足，有效增加双排桩结构的抗倾覆能力和刚度，有效控制基坑开挖过程中的桩体位移，同时还能适当减少后排桩的桩长，节约工程造价。
1.1设计原理
桩身设有加芯水平旋喷桩的双排桩结构如图1示。在前排桩和后排桩的施工过程中，分别在其钢筋笼上同一深度位置预埋相同直径的预埋管，成桩施工结束后，待基坑开挖到预埋管深度位置，沿着前后排桩桩身中的预埋管施工水平旋喷桩。旋喷桩采取分段或连续旋喷施工，前后排桩桩间位置全部旋喷固结，若采用分段型旋喷桩，其末端位置的旋喷直径相应增大，形成扩大头的锚固体。旋喷桩施工结束后，在其桩体质量稳定前，将内插结构构件插入其中。

1.2技术优势
双排桩支护结构是一种新型的基坑支护结构，与普通排桩相比，它具有侧向刚度大、基坑变形小、施工工期短等优点，被广泛应用于基坑支护中。但国内外基坑支护中所采用的双排桩多为常规悬臂式双排桩，并且适用于较浅的基坑中，若用于深基坑中，需加大桩径、增加桩长，同时却不能很好地控制桩顶变形，施工成本较高，局限性较大。桩身设有加芯水平旋喷桩的双排桩结构，是一种复合型双排桩支护结构，以降低双排桩自身结构的造价作为出发点，同时研究双排桩的适用性，其主要技术优势如下。

2工程实例
昆明某休闲园改扩建工程，建设场地位于昆明市滇池路与红塔西路交会路口，地貌上属于昆明湖积盆地之中。项目工程拟建场地拟建办公楼3层，设地下室2层。基坑开挖深度约为10.5m,基坑周长约为340m。
2.1基坑周边环境

基坑工程周边环境平面布置如图2所示，图中阴影面积为本基坑工程范围，因本工程为改扩建项目，基坑周边为已建建筑物C,D,E1,E2,E3栋等以及市政道路，基坑周边各侧具体布置情况如下：①基坑北面为已建建筑E1,E2,E3栋，3栋建筑物均为管桩基础，其中E1栋距离基坑开挖线9.7m、E2栋距离基坑开挖线16m、E3栋距离基坑开挖线24m,同时距离基坑开挖线3.5m处还存在已拆建筑物的旧基础，为管桩桩基础。②距离基坑南面13m为市政红塔西路，道路宽18m,日常车流量较大。③基坑西面为已建建筑物D栋，距离基坑约5m,该建筑为在使用中的游泳馆，管桩基础。④基坑东面为市政道路滇池路，日常车流量很大，滇池路最近处距离基坑约4m,同时道路下方管线密集。

2.2工程地质条件
根据本工程的岩土工程勘察报告，场地地基土表面为杂填土，其下为冲洪积相、湖相、湖沼相沉积的黏性土、粉土、泥炭质土层等。地层层位在水平方向和垂直方向层顶埋深及厚度均有一定的变化起伏，反映出沉积环境受水流、物质来源等多种因素的影响结果。基坑底以上主要分布土层为①，杂填土、②黏土、③，泥炭质土、③粉土（该层土非常厚，平均厚度为8m),基坑底落在③粉土层上。各层土的物理力学参数如表1所示。

3施工工艺
3.1施工工艺流程
桩身设有加芯旋喷桩的复合型双排桩支护结构施工流程为：计算确定前后双排桩的施工参数→施工准备工作→制作钢筋笼，在钢筋笼上设计位置安装和绑扎预埋管→前后排桩及冠梁、连系梁施工→土方开挖至预埋管深度位置后，进行旋喷桩成孔、旋喷施工→在旋喷桩桩体质量稳定前插人钢筋→腰梁施工→钢筋张拉→继续开挖基坑。
3.2施工准备工作
施工准备工作分为材料准备、施工机具准备、工作面等。材料准备包括钢筋、预埋管、水泥、钢筋混凝土方桩、锁具等，施工机具准备包括桩机、高压旋喷钻机、100型地质钻机、高喷台车、高压泵、千斤顶等。

4存在的问题及改进措施
桩身设水平加芯旋喷桩的复合型双排桩支护结构，虽然比传统的放坡开挖、桩锚支护结构造价稍高些，但是传统的放坡开挖与桩锚支护无法达到基坑安全及基坑变形的要求。复合型双排桩支护结构是在保证基坑安全条件下最优的支护方式，与内攴撑、地下连续墙等支护方式相比，其费用降低很多，也缩短了工期。本文通过工程实例，证明复合型双排桩支护结构的稳定性、安全性、可行性，解决了深基坑支护的难题，节约了基坑支护成本，取得了不错的经济效益，同时为本工程缩短了工期，具有非常可观的社会效益。但同时仍然存在以下问题。
1)复合型双排桩支护结构的设计计算方法还不够成熟，实测数据还不多，受力机理不够清楚。
2)复合型双排桩基坑外侧需要有一定空间，以利于双排支护桩的实施，因此对于场地极其狭小的场合，该支护形式的使用受到限制。
3)复合型双排桩支护结构选型难度大，需要有丰富经验的设计人员才能选择合适的复合型双排桩支护结构。针对以上问题，提出以下改进措施，使复合型双排桩能在更多的基坑工程中得到应用。

（略）

投稿会员：巧克力布丁