32福建建设科技2024. No. 4■岩土工程土岩组合深基坑吊脚桩支护数值模拟分析杨俊辉(中铁第四勘察设计院集团有限公司厦门分院 福建厦门361010)［摘 要］ 土岩二元结构基坑，即上部是土体，下部是岩体的基坑，在厦门地区地铁建设中常见，该类基坑常用吊脚桩进行 支护，但目前多为经验设计，无较成熟的设计计算理论。本文以厦门某地铁施工竖井基坑为例，结合理正和Plais有限元软件对 该基坑的施工过程进行计算分析，研究该类基坑的设计方法及围护桩嵌岩深度、预留岩肩宽度、桩脚锚索预加力等因素对基坑变 形和围护桩弯矩的影响。结果表明：增大围护桩嵌岩深度、预留岩肩宽度、桩脚锚索预加力均有利于减少基坑的变形，但是影响有
限，当三者值超过某一值后，其对基坑变形的减少不再起明显作用。本研究可为相似土岩结合深基坑支护设计提供借鉴。［关键词］土岩组合&基坑&吊脚桩&数值模拟分析Numerical Analysis on Design of Soil - Roch Dualistic Foundation Pit with End - Suspendee PilesAbstract: Foundation pits with dualistic geoloaicai structure of soil stratum and underlying rock stratum were commonty encountered on sub-way construction of Xiamen. These pits were commonty supported by end - suspended piles depend on construction experience desian. There were no mature theoe of desian and calculation. Deep foundation pit of subway in Xiamen was taken as an engineering case to study the desian method and inOuencing factors on the deformation and pile bending moment, such as rock - socketed depth of pile, reserved eock shouodeewidth and peeooad o8anchoebyusingthesotwaeeo8Lizhengand Poaiistosimuoation and caocuoation theeicaeation peocess. Theeesuetsshowthatinceeasingo8eetainingpieeeock -socketed depth o8piee, eeseeeingeock eetshouedeewidth and peeeoadinganchoeaee beneiciaetoeeducethedeoemation o8oundation pit.Buttheimpactiseimited.When thetheeeeaeueeiceedsaceetain eaeue, thein eu- enceson thedeoemation and bendingmomento8pieetend tobeinsigniicant.Thiseeseaech can peoeideeeeeence oesuppoetingdesign o8 simieaeoundation pit.Key words： soil - rock dualistic, foundation pit, end - suspended piles, numerical analysiso引言常见的基坑一般为一元结构的土体基坑,该类基坑设计
类基坑的设计方法及围护桩嵌岩深度、预留岩肩宽度、桩脚锚
索预加力等因素对基坑变形和围护桩弯矩的影响，为后续类
理论比较成熟，工程经验比较丰富。厦门地区上覆土层较薄， 似工程的设计分析提供指导依据。基岩面较浅，这种“上软下硬”的基坑即为土岩组合基坑。对 于土岩组合基坑，因下伏基岩强度高、自立稳定性好，围护桩 嵌入中风化或微风化岩石的深度不用很大即可满足变形和稳
1工程实例1.1工程概况本工程是厦门市地铁4号线首开段工程风井兼施工竖井 基坑,基坑长26.4叫宽17.4m,坑深34. 25叫场地周边条件 开阔，周边主要为苗圃地，东南侧20. 6m有一简易建筑物;西
定性要求。因围护桩桩脚在坑底以上，基坑开挖至坑底时，围 护桩就吊在空中,故称这种桩为“吊脚桩”。对于“吊脚桩”的支护设计，目前尚无一个确定的计算模 式，一般是先不考虑下部基岩作用，采用传统的桩锚支护设计 方法，计算岀满足上层土体开挖时基坑稳定和变形要求的围
侧25m为规划高铁线路;东南侧为沈海高速，最近距离约 46. 5m；东北侧为刘塘居民区，二者最近距离约53m。工程场地位于土岩组合地层中，场区地层变化较大，第四
护桩嵌岩的深度，然后再利用有限元的方法，计算下层基岩开 系厚度8~16.5叫依次为素填土、中粗砂(局部)、粉质黏土 (局部)、残积砂质黏性土、凝灰熔岩残积黏性土，第四系以下
挖时基坑的变形量，在满足基坑变形的前提下，调整嵌岩深 度、预留岩肩宽度以及桩脚锚索预加力大小，以满足桩锚支护 体系的变形稳定性［1］'对于此类基坑的研究，国内学者做了
基岩为花岗岩为主，基岩面变化较大。场地地下水埋深为
2.5~4. 0m，主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。取最不 利剖面进行计算，各土层设计参数取值如表1所示。表1 土层物理力学参数土层名称一些研究⑵，黄敏⑶等对土岩二元地层桩锚支护基坑地表沉
降的影响因素进行分析，得到了一些定量和定性规律；陈 芳⑷考虑岩体稳定性作用，推导了围护桩嵌岩深度计算公 式，认为围护桩嵌岩深度与岩体自身性质有很大关系；李华 杰、史晓军［5］研究建议基坑上部采用桩锚支护、下部采用锚 喷支护的形式，同时应在土岩交界面设置锚板墙来稳固围护
素填土粘性土层厚 重度(<)(kN/m3)2. 5粘聚 内摩 剪胀 割线
泊松
力 擦角 角 模量
比(kPa)(°)(°(MPa)16.718.213.308101525015000.4桩桩脚。3.020.018.417.4233.404230070024.33.40015
0.30.280.15本文以厦门地铁4号线某施工竖井基坑为例，以Raxis
有限元软件对该基坑的施工过程进行数值模拟分析,研究该作者简介:杨俊辉(1988.10 -),男，硕士，工程师,研究方向：基坑支护
残积砂质粘性土 12. 00中风化花岗岩9.0025.226.545及边坡防护设计。微风化花岗岩11.7065350.1
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