双排桩挡土墙边坡应用研究

罗青松 李俊峰

(中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010)

1 工程概况

工程位于深圳市龙岗区坂田街道，项目主体为一条双向四车道城市次干道，设计道路东侧为万科第五园别墅区，位于设计路面上方的现状别墅区高程与设计路面高程差值分别为10 m(区域一)和5 m(区域二)，平面布置图详见图1，图2，由于距离现状高档别墅太近，高悬臂排桩无法采用锚杆或者锚索形式，同时根据规划及小区物业要求挡土墙采用双偏桩排桩式挡土墙[1,2]，该方案可以避免一般重力式挡墙或悬臂式挡墙基坑开挖对现状房屋的安全影响。

2 工程地质

区域一：场地地层自上而下依次为：杂填土，层厚0.3 m～0.8 m，内摩擦角φ=15°，粘聚力C=10 kPa；砾质粉质粘土，层厚3.2 m～8.0 m，内摩擦角φ=18°，粘聚力C=20 kPa；全风化粗粒花岗岩，层厚3.0 m～5.6 m，内摩擦角φ=28°，粘聚力C=35 kPa；强风化粗粒花岗岩，层厚3.4 m～9.8m，内摩擦角φ=32°，粘聚力C=50 kPa；中风化粗粒花岗岩，层厚0.4 m～5.0 m，内摩擦角φ=53°；微风化粗粒花岗岩。

区域二：场地地层自上而下依次为：填土，层厚10.4 m～11.60 m，内摩擦角φ=24.1°，粘聚力C=24.2 kPa；砾质粘性土内摩擦角φ=24.9°，粘聚力C=25.9 kPa。

3 双排桩挡土墙设计

3.1 区域一设计

1)双排桩挡土墙采用人工挖孔桩，根据2003年广东省建设厅要求，人工挖孔桩最小直径要求1.2 m，本次设计桩径1.5 m，前排桩中心间距2.5 m，后排桩中心间距7.5 m，桩长均为16.0 m，前后排桩中心间距7.0 m，其中前排桩悬臂段长度10 m，嵌固端长度6.0 m，桩顶设置1.5 m×1.0 m冠梁，前排桩与后排桩之间设置1.5 m×1.0 m连系梁，桩身、冠梁和连系梁均采用C25钢筋混凝土结构。

2)墙面采用80 mm厚C20素混凝土挂网护面处理，钢筋网选用Φ8钢筋，纵横向间距0.2 m，钢筋网与Φ12锚固筋焊接，锚固钢筋竖向间距1.0 m，纵向间距2.5 m。

3.2 区域二设计

排桩式挡土墙采用人工挖孔桩，设计桩径1.2 m，桩中心间距2.5 m，桩长15.0 m，且至少进入砾质粘性土1.0 m，其中悬臂段长度5.0 m，嵌固端长度10.0 m，桩顶设置1.2 m×0.8 m冠梁，由于桩前软弱填土层平均厚度8 m，桩前2.5 m宽度范围设置φ0.5 m搅拌桩，梅花形布置，桩体中心间距1.3 m，平均桩长9.0 m，并要求桩端穿透填土层进入砾质粘性土1.0 m。墙面护面同区域一做法。

计算排桩悬臂高度时应考虑桩前电缆沟开挖对悬臂高度的增加，本工程电缆沟埋设开挖深度按照1.0 m计。

对于区域一排桩，排桩悬臂高度11.0 m，桩体受到的土体作用力大，桩前砾质粘性土或全风化花岗岩水平抗力比例系数m有限，由理正深基坑软件试算，桩顶位移超过规范规定的限值；区域二排桩桩前地基土为填土，填土水平抗力比例系数m值小，桩顶位移无法满足规范要求。区域一、二分别采取如下方式以减小桩顶位移，计算结果显示能够满足规范要求。

区域一，前排桩后设置φ1.5 m@7.5 m拉桩，通过1.5 m×1.0 m钢筋混凝土连系梁拉结于前排桩顶1.5 m×1.0 m钢筋混凝土冠梁，要求前后排桩进入中风化花岗岩不小于6.0 m，挖桩时遇中风化岩采用静爆破除，避免对临近建筑的扰动。采用理正深基坑排桩计算模块，排桩计算模型见图3，图4。

经计算分析后得到双排桩挡墙的排桩顶的最大位移为13.72 mm，满足规范对安全等级为一级基坑顶部最大位移控制值为0.002h和30 mm中较小值的要求；抗倾覆稳定性系数Ks=1.85>1.2, 满足规范要求；整体稳定安全系数Ks=1.486>1.3,满足规范要求。计算结果详见图5。

区域二，排桩采用φ1.2 m@2.5 m人工挖孔桩，桩顶设置1.5 m×1.0 m冠梁，要求桩端进入砾质粘性土层不小于1.0 m，桩前填土采用搅拌桩加固处理以提高桩前土水平抗力比例系数m值，具体方式为：桩前道路采用搅拌桩φ0.5 m间距1.8 m加固道路路基，桩前2.5 m范围桩间距加密至1.3 m，采用理正深基坑排桩计算模块，排桩计算模型详见图6。

计算结果显示：排桩顶的最大位移为10.77 mm，满足规范对安全等级为一级基坑顶部最大位移控制值为0.002h和30 mm中较小值的要求[3，4]；抗倾覆稳定性系数Ks=1.839 >1.200,满足规范要求；整体稳定安全系数Ks=2.109,满足规范要求。分析计算结果图如图7所示。

4 结语

排桩挡土墙采用先支护后垂直开挖的施工方式，适用于基坑开挖受限制或基坑一侧有重要建筑物的挖方边坡支护情况，作为临时基坑支护有相应的国家及地方规范，但作为永久性的支护结构没有相应规范， 双排桩对于保证高边坡的稳定性，减小对边坡周边现状构筑物的影响效果好，目前该工程已经竣逾10年，监测显示边坡的各项指标符合国家的相关规范要求。该方案的成功运用对其他同类工程具有较好的借鉴意义。