软土中地下二层地下室单支点围护桩的优化设计pdf文档

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软土中地下二层地下室单支点围护桩的优化设计
1 软土中二层地下室单支点围护的
经济合理性
二层地下室的基坑开挖深度，因地下室的功
能不同变化于7～10m 之间。二十世纪90 年代
初因围护桩的桩径-般较小，故均采用二道支撑。
用二道支撑较-道支撑(即单支点) 工期将延长三
个月左右。其-是因为第二道支撑的开挖与折除
将占用-个多月的工期。其二是因为第二道支撑
形成之后软土层的土方-般只能用人工开挖，又
将多占用-个多月的工期，由于基坑工程施工的
最佳季节是每年10 至12 月份，错过这-时期，将
因降雨频繁所造成的施工困难而导致工期进-步
延误。而对大型工程，工期延误带来的各种经济
损失可能远超过工程量的局部增加。因此，许多
业主高度重视工期的控制，在造价相近的条件下，
迫切希望采用-道内支撑以有效控制工期。从二
十世纪90 年代中期起[1 ] [2 ] ，软土中二层地下室单
支点围护形式已被人们广泛认可。
2 围护桩在支护体系中的地位
桩式支护体系，除了悬臂式之外，均包括支撑
(或锚拉) 体系和围护体系两个部分。-般而言，
支撑的道数越多，则支撑在总造价中占的比例相
对越高，相应地围护体系占的比例就越低。同理，
当设-道顶撑时，围护结构在总造价的70 %～
80 % ，其他主要为支撑体系，且后者的不同设计对
造价影响不大。由于与地表沉降密切相关的桩身
变形，主要是桩身挠曲所致，故控制变形的关键也
是围护桩的设计。下文将从桩径，桩长和桩身配
第3 卷第3/ 4 期辅建筑高等专科学校学报Vol. 3 No. 3/ 4
2001 年9 月JOURNAL OF FUJ IAN COLL EGE OF ARCHITECTURE & C. E. Sept . 2001
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筋来论述围护结构的正确设计。由于软土的渗透
性极低，不存在桩间渗水间题，因此不必设置防渗
幕。为论题集中，本文也不讨论其他与地下水有
关的间题。
3 由限制变形条件确定桩径
3. 1 问题的重要性
我省-般用排桩作为围护构件。本文只讨论
圆桩，其论述原则上适用于其他截面形状的桩。
为减少变形，必须增大桩径以增加刚度;为控制造
价，必须限制桩径;对刚度与桩径寻求满足变形控
制的平衡点是问题的焦点。
3. 2 变形控制的经验成果
围护桩本质上是承受水平荷载的竖向梁。由
于抗力即基坑侧的被动性质的土压力的计算至今
难于明确，故其变形难于估算。桩的位移由桩顶
位移和桩身挠曲二者迭加而成(图1) 。实测的桩
顶位移最大值Xt -般为5～20mm[2 ] 。实际两种
变形很难分开计算。又因当淤泥底板埋置于坑底
下深度较大，如超过3～4m 时，桩的挠曲性状相
近(如淤泥底板埋置较浅，则变形更小) 。故两种
变形综合考虑。为便于估计桩径引入计算坑深
ha 的概念，式(1) 中的其他符号意义(见图1) 。