軟土基坑工程中矩形樁支護(hù)施工實(shí)踐分析

■王攀

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東韶關(guān) 512000）

軟土基坑工程中矩形樁支護(hù)施工實(shí)踐分析

■王攀

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東韶關(guān) 512000）

深基坑工程的施工經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜多變的地質(zhì)情況，結(jié)合實(shí)際的施工情況采取合適的施工技術(shù)有利于提高施工質(zhì)量。本文以某基坑支護(hù)工程為例，介紹了在軟土地區(qū)深基坑支護(hù)工程中矩形樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，在結(jié)合相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算分析將其運(yùn)用到實(shí)際的施工中去，對比研究實(shí)際測得的數(shù)據(jù)和理論計(jì)算值，對矩形樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明實(shí)際情況與理論計(jì)算基本一致，說明該基坑支護(hù)施工達(dá)到了預(yù)期的效果。

軟土地區(qū)深基坑矩形樁應(yīng)用

0 引言

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種針對實(shí)際施工情況而使用的工程結(jié)構(gòu)，有著復(fù)雜、可變和臨時(shí)等的特點(diǎn)。不管使用哪一種的支護(hù)結(jié)構(gòu)，都要求對支護(hù)結(jié)構(gòu)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和設(shè)計(jì)，這樣才能做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理，同時(shí)提高深基坑的施工質(zhì)量。下面就結(jié)合實(shí)例對此進(jìn)行討論分析。

1 矩形樁工藝參數(shù)

矩形樁采用預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型制成，為一種空心細(xì)長混凝土構(gòu)件。目前市場主要有兩種樁型，I型與II型，兩種矩形樁的設(shè)計(jì)抗剪、抗彎性能見表1。兩種樁型截面尺寸均相同，配筋不同，I型配筋為12φ10.7，II型配筋為12φ12.6。

表1 矩形樁工藝參數(shù)

2 工程應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

本工程設(shè)計(jì)為整體一層地下車庫。基坑周長260m，面積約4100m2，基坑開挖深度5.5m。擬建場地東側(cè)距紅線約4.7m，紅線外為現(xiàn)有道路，紅線與人行道緊鄰；南側(cè)距紅線約2.6m，紅線外側(cè)為工程臨時(shí)用地；西側(cè)距紅線5.7m，紅線外約1.0m埋設(shè)有消防用水管道，管道埋深約0.8m，地表建有消防栓，消防栓外側(cè)為空地；北側(cè)距離紅線5.0～6.9m，紅線處為彩鋼圍擋，紅線外側(cè)為現(xiàn)有道路。

2.2 場地地層分布及土質(zhì)特征

場地地層物理力學(xué)指標(biāo)見表2。

表2 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

2.3 基坑支護(hù)方案

考慮到本工程周邊環(huán)境用地緊張、周邊管線及道路均需要保護(hù)的特點(diǎn)，采用單排預(yù)制離心矩形空心樁(375mm×500mm)加內(nèi)支撐的支護(hù)方案進(jìn)行基坑支護(hù)，樁頂埋深2.0m，樁長15.0m，間距700mm，嵌固深度11.5m，排樁設(shè)冠梁，尺寸900mm×700mm，頂部放坡，坡高2.0m，坡比1∶1，中間設(shè)置1.0m平臺(tái)，坡面采用掛網(wǎng)噴漿措施做護(hù)坡處理。內(nèi)撐體系采用鋼筋混凝土環(huán)撐及鋼筋混凝土對撐形式，樁后打設(shè)攪拌樁。

2.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

2.4.1 內(nèi)力位移包絡(luò)圖

表3 計(jì)算值與樁抗力性能對比

計(jì)算采用彈性土壓力模型進(jìn)行，計(jì)算所得內(nèi)力位移包絡(luò)圖如圖1所示，計(jì)算值與樁抗力性能對比見表3。

2.4.2 整體穩(wěn)定驗(yàn)算

計(jì)算方法為瑞典條分法；應(yīng)力狀態(tài)為總應(yīng)力法；條分法中的土條寬度為0.5m。滑裂面數(shù)據(jù):整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=2.205。

2.4.3 抗踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算

傾覆轉(zhuǎn)點(diǎn)位置:支撐位置。

主動(dòng)土壓力

合力:1319.5kN/m；合力作用點(diǎn)深:8.58m。

被動(dòng)側(cè)土壓力

合力:1135.1kN/m；合力作用點(diǎn)深:11.47m。

抗踢腳穩(wěn)定安全系數(shù)為1.16，要求安全系數(shù)為1.10，滿足要求。

通過以上內(nèi)力及變形等計(jì)算分析可知，選擇I型矩形樁，樁長15.0m，可以滿足本工程要求。

3 監(jiān)測資料分析

從樁頂水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可知，3號(hào)測點(diǎn)處基坑樁頂水平位移25.0mm，與計(jì)算的變形20.87mm基本吻合(未拆撐工況)。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理，選取了較有代表性的4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行分析，繪制了樁深層水平位移曲線，樁身的實(shí)際變形值與理論計(jì)算值較為接近，本次基坑最大水平位移為29.5mm，理論計(jì)算最大值為31.56mm，同時(shí)監(jiān)測所得深層水平位移曲線形態(tài)與理論計(jì)算較為吻合，樁身最大位移均發(fā)生在坑底以下附近，較好反映了工程實(shí)際。另外，根據(jù)樁身的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制了樁身內(nèi)力曲線，由圖可知樁身實(shí)測最大彎矩為180kN?m，理論計(jì)算彎矩最大值為190.46kN? m，兩者較為接近，而且樁身受力彎矩曲線也均與理論計(jì)算形態(tài)相似。

綜合以上監(jiān)測數(shù)據(jù)及理論計(jì)算分析，樁身受力與變形均與理論計(jì)算較為吻合，說明矩形樁的工程運(yùn)用取得了較好的效果。

4 結(jié)論

綜上所述，上文所提及的深基坑支護(hù)施工采用了矩形樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，充分考慮到了矩形樁力學(xué)性能參數(shù)，并經(jīng)過理論計(jì)算，確定了該結(jié)構(gòu)在工程中適用性，通過理論計(jì)算與實(shí)測得出的數(shù)據(jù)顯示，該矩形樁的應(yīng)用達(dá)到了預(yù)期的效果，不僅明顯地縮短了施工時(shí)間，而且降低了施工成本。

[1]郭密文.既有深基坑擴(kuò)建時(shí)新支護(hù)方案的選擇與優(yōu)化 ［J］.工程勘察，2012，40 (1):23～27.

[2]葛俊杰，黃廣龍，陳靜.預(yù)應(yīng)力矩形支護(hù)樁彎矩反算方法 ［J］.工業(yè)建筑，2013，43 (增刊):483～487.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-375-2