浅谈悬臂排桩增设冠梁对基坑变形的影响

田东辉

摘 要：当前，在城市用地紧张，建筑物、管线密集，地下管线较多的情况下，周边环境条件不满足放坡开挖，在坑边采取钻孔灌注排桩支護，该支护形式具有刚度大，位移小，施工方便的有利条件，对于深度较浅5-10m的基坑常采用单锚或悬臂排桩支护，尽量减少顶部支撑，以利于现场施工，但悬臂排桩基坑沉降变形较大，增设冠梁后可有效减小基坑沉降变形。

关键词：深基坑;悬臂;沉降

1 工程概况

碾子沟站址所处新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市黑龙江路、扬子江路、长江路十字交叉口，该站为2号线与3号线换乘车站，车站呈“T”字型，基坑开挖深度为24.1～26.2m。基坑围护结构及止水采用钻孔咬合桩，内支撑采用主体结构板支撑形式，受周边交通疏解影响，车站顶板需分两次半幅施工，分幅开挖采用悬臂排桩支护。

2 工程地质条件

勘察揭露深度范围内，场地分布地层自上而下可分为以下几个单元层，各岩土层按不同岩性及工程性能分为若干亚层，其分布情况及工程地质特征描述如下。

（1）第四系全新统人工填土（Q）;（2）第四系全新统冲、洪积地层（Q）。

3 地下水类型及地下水特征

（1）地下水、土的腐蚀性及评价。本场地地下水位在11.6～12.5m

之间，地下水位以上土的环境类型按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）附录G，环境类型为Ⅲ类。

4 钻孔排桩计算

4.1 基坑概况

分幅开挖基坑深度6.2m，基坑顶部距公交车道2.5m，且基坑周围有排水、通信、给水等市政管线，拟采用C20钢筋混凝土悬臂排桩支护，桩心距2m，桩径0.8m，桩身均匀配筋16根Φ18主筋，桩基锚固深度5.9m。

4.2 计算参数

（1）地面超载q=20kPa;（2）土压力系数（表1）。

4.3 支护参数计算

（1）采用“理正深基坑7.0”计算软件进行计算，得出悬臂排桩支护内力及位移图如下：

支护结构桩顶最大位移57.45mm，最大弯矩702.8kN·m，最大剪力290.4kN。

（2）基坑开挖所引发的地表沉降如图2所示。基坑开挖地表最大沉降120mm，基坑开挖面临近既有道路且市政管线繁多，对周边环境影响较大，存在围护结构失稳引发基坑坍塌的隐患，需对此计算进行优化。

4.4 优化计算

针对地表沉降较大的情况进行分析，在悬臂排桩顶部增设0.8m×0.8m钢筋混凝土冠梁，将桩基在顶部连接为一个整体，使各单独存在桩基连接为一个整体共同承担土体主动土压力的作用。

（1）采用“理正深基坑7.0”计算软件进行计算，得出增设冠梁后悬臂排桩支护内力及位移图如图3。支护结构桩顶最大位移5.79mm，最大弯矩121.38kN·m，最大剪力93.64kN。

（2）基坑开挖所引发的地表沉降如图4所示。基坑开挖地表最大沉降21mm，增设冠梁后地表沉降减小，对周边环境影响显著减少，满足规范要求。

5 结束语

悬臂排桩支护相比锚撑支护，桩基内力及地表沉降相对较大，对周边环境影响较大，易出现基坑失稳、对周边环境影响大等不利情况。桩基顶部增设冠梁后桩基内力及地表沉降显著减少，通过冠梁将悬臂排桩连接成为一个整体，达到了减少内力、减小沉降的效果，在悬臂排桩的运用中具备较强的可实施性。

参考文献：

[1]江正荣.建筑施工计算手册（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2013：7.