对深基坑支护工程中深层搅拌桩应用探究

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1、对深基坑支护工程中深层搅拌桩应用探究　　摘要:在南京某复杂土层围护工程中的应用，探讨了质量控制和局部构造措施，指出搅拌桩支护的优势。关键词:层搅拌桩；深基坑支护工程；基坑围护中图分类号：TU74文献标识码：A深层搅拌桩常用于水工建筑中改善地基承载力和围堰工程，其主要作用是提高基础承载能力和阻止外围土、外围水进入建筑物基坑内。这些特性运用在民用建筑深基坑支护中，能达到很好的效果。土层复杂多变，粉土、流塑粉质土及饱和水土层中，地下开挖易造成涌砂及水土流失，使相邻建筑和地下管线遭受破坏。采用此施工方法，工期快、成本低、无噪音、安全可靠，最大支护深度可达10m左右，完全能满足民用建筑中

2、的深基坑围护要求。如南京某高层建筑，地下室为两层，基坑深度为6.5m，地处市区最热闹的黄金商业街，东连金贸大厦18m左右，西连中央商场9m7左右。地理位置非常突出，围护的成败直接影响到相邻建筑物和道路的安全使用。地下室所处土层状况复杂多变，粉土和流塑性粉质黏土为饱水及高水位底层，地下开挖易造成涌砂和水土流失，并且在基础开挖中不能用井点降水，它易使周边建筑物造成不均匀沉降和位移，带来安全隐患。经过科学分析和方案比较，最后采用水泥土深层搅拌桩支护取得了成功。1围护结构的选型和平面布置根据工程主体结构设计单位对地下室埋设深度的要求及工程所处的条件等，围护结构采用双排格栅形搅拌桩，局部

3、增强断面和角撑的支护方案，格栅平面宽度2.8m，搅拌桩单排平面厚度1.2m，其中内排桩体总长18m，入土长度11.5m桩端插入淤泥质粉砂黏土层，该土层渗流系数较小，起到切断基坑外地下水道路，造成封闭式基坑开挖条件（要求桩长满足基坑深度1倍以上即可，如果此土层距地表浅，可将桩长减短而降低成本）。外排桩总长13m，其主要作用承受桩体后侧水土压力。为提高围护系统的刚度，设计中应采取以下结构措施：（1）对长度大于的长方形基坑，中间加设钢筋混凝土桩5根～6根，以增大搅拌桩格栅的断面面积和抗弯刚度，同时防止基坑开挖过程中突发性桩体位移并作为水平支撑点，达到围护结构稳定的预防措施。（2）在基

4、坑的四角处设置，由水平角撑和水平横梁组成角点支撑结构，以减少各边的自由长度，并控制桩体水平位移围护结构稳定验算方法和参数选定搅拌桩桩体的抗倾覆和抗水平滑移稳定，按水土压力作用下的挡土结构计算，开挖和支护过程中，桩体和周围桩的水平位移以及垂直沉降，按弹性力学有限元数值模拟方法分析7计算中的土层物理参数根据工程地质报告提供的资料选取（见表1）为便于分析计算且能够反映土层的基本特征，表中将土层大致分为两层，0m～4m为人工填土；4m～14m为粉土和粉砂。在有限元变形计算中，除土体物理参数外，还需输入搅拌桩体的弹性参数，其值见表2。3基坑维护结构的稳定验算采取水土分算的方法求算桩体抗倾

5、覆和抗水平位移的安全系数，其计算过程见图1。其中桩后主动土压力为由a，b，c，d，e所包括的面积，桩前被动土压力为由f，g，h，i所包括的面积，后侧还作用有水压力j，k，m，n另外，计算中还需计入桩体自重，桩后侧反摩擦力和基底摩阻力具体计算公式为：按以上诸值可求算得到以下各合力值为：图桩体稳定验算计算简图桩体自重为：作用在桩后侧水平合力为：取桩体与土体间的摩擦系数，则可求得桩后侧摩擦力和桩底摩擦力，分别为：导致桩体水平滑移的合力为：抵抗桩体水平滑移的合力为：桩体抗水平滑移安全系数为：取图7中左点为旋转中心，导致桩体向基坑内侧倾覆的力矩值为：抗倾覆力矩值为：桩体抗倾覆安全系数为：

6、在桩体变形和位移过程中，桩体内侧面与基坑内土体会产生相对摩擦桩体所受到的被动土压力值往往比上述忽略不计摩擦效应的计算值大，为此上海地基基础设计规范给出板桩类结构所受被动土压力值应乘以一个增大系数（见规范表P.4.2）如按此对本围护桩结构进行稳定验算，所得抗倾覆安全系数增大为1.74，见表3。表3围护结构稳定安全系数4有限元变形分析围护结构与周围地层的变形和应力分布，采用弹性力学有限元程序计算进行模拟该程序已成功应用于上海地铁基坑工程。计算按平面应变假定将分析区域取为40m×30m的范围，地面超载考虑10t/m，有限元网格划分和节点编号如附的计算输出数据报表所示，单元点数60，节

7、点数77个，详见图2。图2有限元计算简图有限元分析求算到的基坑开挖后控制点的位移值为：（1）桩体水平位移和垂直沉降开挖后桩顶水平位移为5.14cm，近基底标高处桩体水平位移为5.4cm随着深度逐渐减少，近桩入土端水平位移4.7cm7从桩体水平位移发生情况看，在开挖力作用下桩体基本向基坑内水平移动，其平均值为5cm～6cm近基坑底面处位移值最大由于桩体的自重作用，开挖后桩体垂直沉降值为1cm～2cm。（2）基坑相邻地表沉降值基坑开挖后相邻地表将产生2cm～3cm的不均匀沉陷桩体的水平位移和地表