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摘要：双排桩支护结构是基坑支护工程中普遍应用的形式，具有较大的侧向刚度，可以有效的控制基坑的侧向变形，对环境的破坏程度小。本文笔者将结合具体的某基坑支护工程实例，，简要阐述双排桩支护结构在基坑工程中的应用，并对基坑支护设计方案进行选型，希望能对类似基坑工程起到借鉴作用。
关键词：双排桩支护结构；基坑工程；设计方案
1.双排桩支护结构介绍
双排桩支护结构是指在基坑地基土中采用两排桩平行布置的结构形式。通常情况下，采用的布置形式为矩形或者梅花形。排桩之间采用连梁进行连接，两排排桩之间采用刚性冠梁进行连接。双排桩具有较大的侧向刚度，可以对基坑的侧向变形进行有效的控制，同时对环境的破坏程度低。双排桩的排列方式主要有两种，分别为三角形和矩形排列，与单排桩相比，具有很多优点。
2.工程概况
本工程为某一建筑的基坑设计。该建筑结构的形式为框架结构，拟建的地上层数为3层，总高度为14.8m，建筑总面积为3679.4m2，地下室有2层，面积为2569m2。该建筑的最大柱网的尺寸为8.0×11.0m，其中中柱所受到的最大自重荷载为5200KN，边柱所受到的最大自重荷载为2400KN。根据工程的实际情况，经过分析决定采用筏板基础。本工程的基坑形式为矩形分布，长为88m，为东西向分布，宽为54m，为南北向分布，本基坑的开挖深度在7.4~9.1m，基坑总面积为4700m2。
对本工程施工场地的地质情况进行勘察，其具体的场地土层情况为：土层情况为：①杂填土，结构松散，高等压缩性，厚度为2.4~5.8m；①—2素填土，结构松散，中等压缩性，厚度为1.6~2.7m；②粉土粉砂互层，结构稍密，中等压缩性，厚度为1.7~5.0m；③粉砂，结构松散，中等压缩性，厚度为2.0m~6.2m；④细砂，结构稍密，低等压缩性，厚度为3.0~8.0m；⑤卵石，结构中密，低等压缩性，揭露厚度为5.1m。
3.基坑支护设计方案选择
3.1基础支护设计方案的对比
根据本工程的实际情况，对本工程的基坑支护设计方案进行多方案选择，最终确定最适宜本基坑的支护设计方案。具体分析过程如下所示：
（1）方案1为水泥挡土墙。这种支护形式构造简单，易于施工，同时工程造价低，工期短。水泥挡土墙整体性强，具有很好的防渗效果，但是在弯矩的作用会出现较大的变形，通常情况下适合用于基坑深度低于7.0m，且淤泥质土较厚的情况。本工程的基坑开挖深度为7.4~9.1m，超过7.0m，同时施工场地有限，因此本基坑不适合采用水泥挡土墙的支护方案。
（2）方案2为土钉墙支护。这种支护形式施工也较为简单，工程造价低。如果基坑底部存在淤泥或淤泥质土时，采用土钉墙支护，可能会在基坑底部出现隆起问题。在本工程的基坑底部存在粉砂层，可能会出现流砂的问题，因此本基坑不适合采用土钉墙的支护方案。
（3）方案3为桩锚或桩撑支护。这是中成熟的支护技术，在基坑支护工程中，广泛应用。采用这种形式对土方开挖和地下结构施工不会造成任何影响。锚杆施工工程造价较高，本工程所处位置周边的房屋建筑较大，受力情况较为复杂，因此本基坑可以采用桩锚的支护方案。
（4）方案4为SMW工法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种支护形式工程造价低，施工快捷、工期短。同时施工中采用到的型钢，可以重复在地下空间中进行利用。SMW水泥土墙具有很好的防渗效果。但是如果在进行该支护形式的设计时，没有对支撑的间距进行合理的布置，会出现腰部变形过大的问题。因此本基坑不适合采用SMW工法的支护方案。
（5）方案5为双排钻孔灌注桩+内支撑（角支撑）的联合支护方案。在本工程中采用这种支护形式，可以在保证基坑支护安全可靠的基础上，做好有效的降低工程造价，同时这种支护形式灵活性强，可以根据施工现场的具体情况，进行合适调整和布置。
3.2基坑支护方案的选定
综合考虑工程情况、岩土勘察报告以下地下水位的情况，并结合各种支护方案的优缺点，经过认真的分析和研究支护，本工程决定采用双排钻孔灌注桩+ 内支撑（角支撑）的联合支护方案，这种支护方案的应用可以达到安全、合理、经济的效果。
基坑东西南三面采用钻孔灌注桩作为支护结构，而北面是直接利用该工程已建的地下室作为支护结构的。止水帷幕采用水泥土墙。基坑总的开挖深度为7.4m，根据基坑土层的各种参数和支护形式进行计算，设计采用的双排桩支护段的长度为28m，桩长为15m，直径为800mm，每排桩之间的间距为1.5m，排与排之间的间距为3.0m，冠梁和连续梁的截面尺寸一样，均为1.0×0.6m。
4.基坑支护设计与计算
4.1结构计算
本工程的施工计算工况一共有三个，分别为基坑开挖到2.5m、5.0m以及7.5m三个高度处，基坑开挖到5.0m处（第二工况）双排桩进行内力计算。
4.2整体稳定性验算
本工程在进行基坑计算时应对支护结果进行整体稳定性验算。本工程进行整体稳定性验算采用的计算方法为瑞典条分法。条分法土条计算宽度为1.0m。
抗倾覆安全系数的计算公式为：
其中， 为被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩， 为双排桩自重对桩底的抗倾覆弯矩， 为主动土压力对桩底的倾覆弯矩。当对 中的支点力进行取值时，不同支护形式的取值不同，当为内支撑时，支点李应由内支撑抗压力决定，当为锚杆时，应由锚杆或锚索的锚固力和抗拉力中的较小值决定，锚索与锚杆的取值相同。
分别对三个工况进行计算，抗倾覆安全系数分别为8.990、3.051、1.278，三个工况中的抗倾覆安全系数最小值为1.278。超过规范要求的最低值1.200，因此设计安全。
5.基坑监测
双排桩在工程施工中，需要对工程施工中支护结构的内力与变形进行密切的监测。本工程双排桩基坑支护结构监测的主要工作内容包括支护结构的侧移检测以及支护结构的内力检测。在进行本工程基坑监测方案的确定时，综合考虑多方面的因素，包括工程的实际情况、基坑安全的影响因素以及监测项目的实际可操作性等，最终确定最佳的基坑监测设计方案。本工程基坑监测方案的主要要求有以下两点：
（1）桩钢筋应力，采用的仪器为钢筋计，主要测量的是桩中主要受力钢筋的应力。在施工中受力钢筋的应力会发生变化，通过钢筋计，可以掌握施工中支护结构的实际受力情况。
（2）桩顶位移，对桩顶位移进行监测采用的仪器主要为全站仪，测量点通常布置在桩顶冠梁处，施工中需要对各个阶段桩顶的水平位移变化情况进行监测。
通过对基坑支护结构内力与位移的监测，可以及时发现工程中的问题，并采取措施进行解决，确保工程的施工安全。
6.结语
从工程实施效果表明，双排桩支护结构具有较大的侧向刚度，可以有效控制基坑的侧向变形，文章通过结合具体的某基坑支护工程实例，阐述双排桩支护结构在基坑工程中的应用，深入分析了双排桩的支护设计与计算，为同类工程提供参考实例。
参考文献：
[1] 刘秀珍；王伟.武汉某基坑支护工程设计实例[J]．山西建筑，2011，（03）.
论文作者:赵汉川
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/14
标签：基坑论文; 工程论文; 结构论文; 方案论文; 形式论文; 压缩性论文; 弯矩论文; 《基层建设》2016年8期论文;