預應力方樁在某基坑支護中的應用

胡福龍 賀 浩 曾維楚 龔艷霞 王煥龍

(武漢地質勘察基礎工程有限公司，湖北 武漢 430072)

預應力方樁在某基坑支護中的應用

胡福龍 賀 浩 曾維楚 龔艷霞 王煥龍

(武漢地質勘察基礎工程有限公司，湖北 武漢 430072)

結合工程實例，介紹了預應力方樁在基坑支護中的設計方案，闡述了方樁施工的要點，并探討了方樁與冠梁的連接方式，指出預應力方樁在基坑支護中具有施工效率高、支護成本低和清潔環保等特點，應當在開挖深度不大于6 m、重要性等級不大于一級的城市基坑支護中進行推廣。

預應力方樁，基坑支護，應用

預應力方樁相對鉆孔灌注樁，因其施工效率高、成樁整體性好、施工成本相對較低、良好的環境保護效應以及作為工程樁能充分發揮豎向承載力的特性，已經被廣泛應用于樁基礎施工。但其作為支護樁由于受到側向抗彎剛度較小的限制，在基坑工程中的應用相對較少。文章結合工程實例，對預應力空心方樁在基坑中作為支護樁的應用進行探討。

1 工程概況

1.1 基坑概況

武漢紅橋村城中村改造還建房工程H4地塊3號基坑支護工程位于武漢市江岸區后湖紅橋村。南側為五洲大廈、武漢市司法局，基礎類型為樁基礎，建筑物距離地下室外墻最近約18 m。基坑設計±0.00=21.300 m，場地整平標高為20.600 m(-0.700 m)，基坑普挖標高-5.750 m～-7.200 m。地下室平面呈不規則矩形(北側與1號基坑連接)，基坑周長約255 m，地下室開挖面積約2 400 m2。基坑重要性等級為二級(見圖1)。

1.2 工程地質條件

1.3 水文地質條件

場區內地下水主要可分為兩類：一類為上層滯水，賦存于第①層雜填土中，受大氣降水和地表水滲透補給，其水位水量隨季節性變化，無統一。第②層組粘土、淤泥質土屬微透水層，為場地相對隔水層，有一定厚度。二類為孔隙承壓水，賦存于下部砂性土層中，主要接受側向補給，與長江存在較密切水力聯系，實測上層滯水水位埋深0.80 m～1.80 m，水位標高：18.87 m～20.09 m。實測孔隙承壓水位在地下3.20 m～4.60 m之間，標高16.31 m～17.45 m之間。

2 支護方案

2.1 支護方案設計

本基坑對于北側普挖標高為-7.200 m的EFG和HJ段采用坑內被動區加固+φ800@1 300 mm的鉆孔灌注樁支護，南側普挖標高為-5.75 m的JABCDE段采用坑內被動區加固+PHS-B450(250)間距800 mm的預應力空心方樁支護。現就南側BCDE段進行分析。1)方樁支護邊線距離地下室外墻線為1 m，預留施工空間。2)方樁設計樁長為14 m，樁頂2.5 m范圍采用1∶0.75的坡率放坡掛網噴混凝土。3)坑內被動區加固采用φ650@500 mm雙軸攪拌樁，共設置24排。本基坑采用天漢軟件計算，計算參數如表1所示。

BCDE段計算圖見圖2，剖面圖見圖3。

2.2 穩定性分析

基坑開挖至坑底后，計算結果如圖4所示。

基坑開挖至坑底后，最大位移為16 mm，滿足DB 42/159—2012基坑工程技術規程規范要求。根據04G361《預制鋼筋混凝土方樁》圖集，PHS-B450(250)型方樁抗彎承載力設計值Mu=273 kN·m。該工程中支護樁最大彎矩Mmax=189 kN·m

表1 基坑計算土層參數

3 方樁施工要點

3.1 方樁施工

工程位于中心城區，為保證文明施工，不采用施工噪聲大的錘擊樁機施工，而采用高效、環保的靜壓樁機施工。設計方樁樁長為14 m，考慮方樁接樁處為彎矩薄弱點，工程施工不得接樁，應定制樁長為14 m的單節方樁。1)樁機就位。樁機就位必須保證其水平，樁機穩固可靠，夾樁卡中心必須與樁位吻合，誤差不大于20 mm，垂直度誤差小于1%。2)吊樁、樁尖對中調直。禁止吊裝過程中樁體下部在地上拖行，樁吊起后要觀察樁體有無損傷、變形；樁對中應與地面樁位吻合，誤差不大于5 mm，對中完成后要保持樁體垂直。3)沉樁。壓樁應隨時注意保持樁處于軸心受壓狀態，如有偏位及時調整，以免發生樁頂破壞和斷樁事故；壓樁過程中注意油壓表的變化，如有異常應及時研究解決。當樁尖插入樁位后，微微啟動壓樁油缸，當樁入0.5 m時，測量員根據全站儀觀測到的樁身傾斜情況指揮樁機駕駛員再次校正樁的垂直度和平臺的水平度，保證樁的縱橫雙向垂直偏差不得超過2 mm。然后啟動壓樁油缸，把樁徐徐壓下，沉樁的前三個行程應不斷地用全站儀觀測樁身傾斜情況并及時做出調整，控制施壓速度。方樁設計樁間距為800 mm，施工時為避免相鄰樁的擠土效應，需采用“隔樁跳壓”的方法；壓樁應連續，減少停頓次數與時間，避免產生過大的啟動阻力。4)送樁。樁頂位于自然地面以下2.5 m，需送樁，采用送樁器送樁。當方樁樁頂距離地面約1 m時，采用送樁器將方樁壓至設計標高處。5)終壓。當樁頂標高達到設計標高后，即停止壓樁。為保證后續冠梁施工效果，應控制方樁樁頂位于同一標高。

3.2 方樁與冠梁連接

方樁與冠梁連接有兩種方式：1)以方樁樁身為嵌入體，樁頂伸入至冠梁頂標高100 mm以下，采用方樁樁頭與冠梁連接。冠梁混凝土澆筑時，以冠梁混凝土包裹方樁樁頭形成整體，如圖5所示。2)方樁樁頂1 m～1.5 m范圍內插入帶托板的鋼筋籠，鋼筋籠主筋伸入冠梁內與冠梁主筋焊接。冠梁混凝土澆筑時，同時澆筑方樁樁頂內托板以上的空隙，從而將方樁與冠梁連接成整體，如圖6所示。

4 結語

1)對于開挖深度不超過6 m、重要性等級為二級的基坑，根據實際情況，可選用預應力方樁進行支護。2)方樁作為支護樁不宜接樁，應采用單節樁，避免接頭。3)預應力方樁作為支護樁相對于鉆孔灌注樁具有施工快、污染少、成本低等優點，應在條件適合的基坑支護中加以推廣。4)由于受到側向抗彎性能的制約，方樁接頭處為抗彎薄弱點。如何有效的解決預制方樁接頭薄弱點的問題應繼續進行深入探討。

[1] DB 42/159—2012,基坑工程技術規程[S].

[2] 04G361,預應力鋼筋混凝土方樁[S].

Application of prestressed square pile in the foundation support

Hu Fulong He Hao Zeng Weichu Gong Yanxia Wang Huanlong

(WuhanGeologySurveyFoundationEngineeringCo.,Ltd,Wuhan430072,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces the design scheme of prestressed square pile in foundation support, elaborates the construction key points of square pile, explores the connection method of square pile and crown beam, and points out prestressed square pile features including high construction efficiency, low support cost and clean and environmental protection and so on, which should be promoted in urban foundation support with less than 6 m of excavation depth and less than grade 1 importance.

prestressed square pile, foundation support, application

2015-06-24

胡福龍(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)25-0096-02

TU463

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