張懷志
(福州建工(集團)總公司, 福州 350000)
雙排樁支護是沿基坑側(cè)壁前、后兩排支護樁和連梁、冠梁組成的支擋結(jié)構(gòu),靠基坑外側(cè)的為后排樁,靠近基坑內(nèi)側(cè)的為前排樁。雙排樁頂部用冠梁將前后排樁連接起來,增大了結(jié)構(gòu)的整體抗彎性和剛度,其支護深度比一般懸臂結(jié)構(gòu)要大,因此在施工場地周邊環(huán)境受限制的基坑支護工程中支護效果更佳,與單排懸臂結(jié)構(gòu)、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)相比,雙排樁支護結(jié)構(gòu)具有支護結(jié)構(gòu)受力條件好,施工方便等優(yōu)點。本文秀峰路綜合商場安置房項目由于基坑為非閉合型,設(shè)計采用雙排樁支護,通過對該項目雙排樁支護的應(yīng)用分析,結(jié)合筆者之前另一個項目排樁內(nèi)支撐支護形式的施工效果對比,總結(jié)出雙排樁支護體系在技術(shù)、效益等方面的優(yōu)越性。
本工程位于晉安區(qū)秀峰路東南側(cè),現(xiàn)有場地標高-0.4m,地下二層,底板墊層底標高-9.4m,土方開挖深度9 m,本基坑為3#-7#地下室基坑的一部分(5#-7#),西側(cè)為3#、4#樓(因拆遷原因暫無法開挖),南向為三木家園,其余方向與道路相鄰,場地無高壓線,無重要管道穿過,主要土層:①雜填土,②粉質(zhì)粘土,③碎石,④粉質(zhì)粘土,⑤砂質(zhì)粘土,⑥全風化巖,⑦強風化巖。
由于西側(cè)暫無法拆遷開挖,基坑無法閉合,不宜設(shè)計支撐式結(jié)構(gòu),為了保證基坑周邊建筑物、管線、道路的安全和正常使用,以及主體地下室結(jié)構(gòu)的施工空間,經(jīng)項目設(shè)計人員綜合考慮,采用雙排樁基坑支護,安全等級一級。
根據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》,雙排樁基坑支護設(shè)計主要要求:①建立計算模型,②土壓力計算,③雙排樁的嵌固深度應(yīng)符合嵌固穩(wěn)定性的要求,對一般黏土沙土不宜小于0.6h,h為基坑深度。④剛架梁的寬度不小于d,高度不宜小于0.8d,雙排樁排距宜取2d-5d,(d為樁徑),剛架梁高度與雙排樁排距的比值宜取1/6-1/3;
本基坑支護結(jié)構(gòu)剖面圖顯示:5、6、7#樓基坑西側(cè)放坡支護,其余三面雙排樁支護,前后排采用900沖孔灌注樁,樁長16m,樁距1.5m,排距2.5m,剛架梁寬度 0.9m,高度 0.8m,樁頂標高-2.4m,坑頂標高-0.4m,底板墊層標高-9.4m,嵌固深度9m。以上設(shè)計參數(shù)均滿足設(shè)計規(guī)范要求。
在滿足雙排樁的嵌固穩(wěn)定性的嵌固深度條件下,土壓力的變化本質(zhì)是由樁間土引起的,排距取值合理,土壓力分布合理,雙排樁就能發(fā)揮更大作用。排距太小,土壓力主要由后排樁來承擔,后排水平位移較大,隨著排距的增加,前排受到的土壓力越來越大,前后排的樁體的最大水平位移在不斷減小,當排距增大到一定數(shù)值時,則變?yōu)榍芭艠冻惺苤饕翂毫Γ瑯堕g土不能起到傳遞作用,因此選擇合適的排距對基坑圍護效果起到非常重要的作用。
沖孔灌注樁、樁頂梁及連梁施工→基坑頂場地平整至設(shè)計標高→土方分層開挖至基坑底設(shè)計標高→地下室結(jié)構(gòu)施工→土方回填。
(1)沖孔樁必須采取隔樁施工,并在灌注混凝土一定時間后進行隔樁成孔,樁底沉渣不超過設(shè)計要求50mm。
(2)樁頂超灌混凝土最好高于1m,樁身混凝土充盈系數(shù)不小于1.15。
(3)樁頂圈梁、連梁最外層鋼筋保護層厚度為 30mm,縱向鋼筋應(yīng)全長貫通設(shè)置,接頭位置相互錯開。
(4)沖孔樁及樁頂圈梁連梁應(yīng)施工到位且強度達到設(shè)計要求后方可進行土方開挖。
(5)土方開挖應(yīng)遵循先支護后開挖、分層分塊、跳槽開挖、嚴禁超挖的原則;對于底板墊層底設(shè)計標高以上30cm和承臺部分的土方應(yīng)由人工開挖修整,挖至坑底時,應(yīng)隨挖隨施工墊層,及時進行基坑封底,要求基坑邊的墊層優(yōu)先施工,基礎(chǔ)墊層緊抵維護結(jié)構(gòu)。
(6)頂板混凝土強度達到設(shè)計要求、地下室側(cè)壁防水施工完畢,應(yīng)及時進行土方均勻回填,分層夯實,每層厚度小于30cm,壓實系數(shù)不小于0.94。
(7)距基坑坡頂2m范圍內(nèi)嚴禁堆載及車輛通行,該范圍以外允許臨時堆載設(shè)計值小于10kn/m,開挖的土方應(yīng)及時外運。
監(jiān)測要求:監(jiān)測方案由監(jiān)測單位書面提出,經(jīng)設(shè)計單位認可后實施。主要監(jiān)測內(nèi)容:支護結(jié)構(gòu)頂部水平與豎向位移,深層水平位移,基坑外 3倍開挖深度范圍內(nèi)建筑物的裂縫、水平與豎向位移、傾斜,周邊地表、道路豎向位移及裂縫,地下管線的變形,支護樁鋼筋應(yīng)力,地下水位。(本工程地下水主要為賦存于碎石空隙潛水,全風化巖裂隙微承壓水,設(shè)計為坑內(nèi)明排降水,監(jiān)測地下水位。)
雙排樁基坑支護涉及沖孔樁、冠梁和連梁、土方開挖和回填、地下室結(jié)構(gòu)、監(jiān)測降水等內(nèi)容,施工工藝相對簡便,筆者之前經(jīng)歷的另一個項目楊橋新村危舊房改造項目的基坑支護采用排樁內(nèi)支撐支護形式,施工流程復雜,兩個項目規(guī)模相當,地下層數(shù)相同,開挖深度相同,通過兩個項目不同的支護形式從施工工期、經(jīng)濟效益、技術(shù)難度等方面分析比較雙排樁支護的優(yōu)越性。
秀峰項目(雙排樁):地下兩層,開挖深度9m,單層面積10000m2,施工流程:雙排樁→冠梁和連梁→土方開挖→地下結(jié)構(gòu)→土方回填;
楊橋新村危舊房改造項目(排樁內(nèi)支撐):地下兩層,開挖9m,單層面積10000 m2,施工流程:單排圍護樁→第一道冠梁內(nèi)支撐→第一層土方開挖→第二道內(nèi)支撐→第二層土方開挖→地下二層結(jié)構(gòu)→拆除第二道內(nèi)支撐→地下一層結(jié)構(gòu)→拆除第一道內(nèi)支撐→頂板結(jié)構(gòu)→土方回填。
對比明顯雙排樁施工流程少,相對施工工藝簡便,秀峰項目(雙排樁)歷時6個月,而楊橋新村危舊房改造項目(內(nèi)支撐)流程多,工序復雜,自然工期較長,歷時10個月,雙排樁不存在內(nèi)支撐澆搗、養(yǎng)護環(huán)節(jié),不存在內(nèi)支撐拆除環(huán)節(jié),并且施工緊湊,過程施工中質(zhì)量、安全管理通暢,危險源少。
秀峰項目:雙排樁基坑支護無內(nèi)支撐,無格構(gòu)柱,土方開挖難度低,土方分包單價有優(yōu)勢,可以直接分層挖至設(shè)計要求的基坑底。
楊橋項目:①內(nèi)支撐基坑支護在澆搗第二道內(nèi)支撐時需要垂直運輸工具塔吊,因此塔吊必須在第一道土方開挖完時立即安裝,否則靠人力無法完成內(nèi)支撐梁模板、鋼筋、混凝土等相關(guān)分項工程的施工,施工難度更大,工期延誤更多;②土方開挖難度大,修筑挖方便道較多,成本高,內(nèi)支撐混凝土澆搗完畢需等待內(nèi)支撐強度達到設(shè)計要求后才可以繼續(xù)向下開挖;③土方開挖完畢,施工地下室主體結(jié)構(gòu),需要拆除大量的混凝土內(nèi)支撐及格構(gòu)柱,施工不流暢,拆除作業(yè)帶來的噪聲及粉塵污染不可小覷,在施工過程中也遭到周邊居民投訴及主管部門的處罰。
兩個基坑支護體系項目經(jīng)預算員綜合測算,雙排樁支護體系的造價還略低于排樁內(nèi)支撐體系。雙排樁工期少,造價低,經(jīng)濟效益更可觀。
秀峰項目:雙排樁基坑支護體系包括沖孔樁施工,樁頂冠梁連梁施工,土方開挖回填,地下室結(jié)構(gòu)施工等,整個施工過程比較順暢,每道工序均無交叉作業(yè),便于施工項目管理,安全隱患較少。
楊橋項目:內(nèi)支撐基坑支護體系包括沖孔樁施工,樁頂冠梁內(nèi)支撐梁施工,土方分層開挖,二道內(nèi)支撐梁施工,地下室結(jié)構(gòu)施工,兩道內(nèi)支撐梁及立柱格構(gòu)柱拆除等,整個施工過程不流暢,主要原因:①土方開挖條件受內(nèi)支撐梁施工順序及支撐梁設(shè)計強度影響;②垂直運輸工具塔吊安裝的時間節(jié)點影響,塔吊安裝位置影響;③內(nèi)支撐及立柱格構(gòu)柱的拆除影響地下室主體結(jié)構(gòu)施工,存在不同工序作業(yè)面交叉施工,地下室結(jié)構(gòu)施工與拆除支撐梁格構(gòu)柱施工同時進行,安全隱患多,項目部安全管理難度大。
通過秀峰路綜合商場安置房雙排樁基坑支護工程的應(yīng)用,主要結(jié)論如下:
由于本工程拆遷場地限制,無法進行整體地下室支護開挖。在非閉合型基坑中無法實施傳統(tǒng)的內(nèi)支撐體系,而該項目設(shè)計的雙排樁穩(wěn)定支護形式很好地解決了這一難題,同時雙排樁降低了基坑開挖對周邊環(huán)境的影響,明顯達到設(shè)計意圖的效果,在整個支護體系施工過程中工序簡便,工期快、經(jīng)濟效益明顯。
[1]JGJ120-2012建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程.北京.中國建筑工業(yè)出版社,2012
[2]《深基坑支護技術(shù)指南》中國建筑工業(yè)出版社
[3]徐凱,李俊才,張志鋮,董志高.雙排樁支護結(jié)構(gòu)在基坑支護中的應(yīng)用研究[J]建筑科學,2013,(1)
[4]陳九鴻.雙排樁在武漢 1818中心深基坑支護中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2012(19)