預(yù)應(yīng)力方樁在某基坑支護(hù)中的應(yīng)用

胡福龍 賀 浩 曾維楚 龔艷霞 王煥龍

(武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司，湖北 武漢 430072)

預(yù)應(yīng)力方樁在某基坑支護(hù)中的應(yīng)用

胡福龍 賀 浩 曾維楚 龔艷霞 王煥龍

(武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司，湖北 武漢 430072)

結(jié)合工程實(shí)例，介紹了預(yù)應(yīng)力方樁在基坑支護(hù)中的設(shè)計(jì)方案，闡述了方樁施工的要點(diǎn)，并探討了方樁與冠梁的連接方式，指出預(yù)應(yīng)力方樁在基坑支護(hù)中具有施工效率高、支護(hù)成本低和清潔環(huán)保等特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)在開挖深度不大于6 m、重要性等級(jí)不大于一級(jí)的城市基坑支護(hù)中進(jìn)行推廣。

預(yù)應(yīng)力方樁，基坑支護(hù)，應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力方樁相對(duì)鉆孔灌注樁，因其施工效率高、成樁整體性好、施工成本相對(duì)較低、良好的環(huán)境保護(hù)效應(yīng)以及作為工程樁能充分發(fā)揮豎向承載力的特性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于樁基礎(chǔ)施工。但其作為支護(hù)樁由于受到側(cè)向抗彎剛度較小的限制，在基坑工程中的應(yīng)用相對(duì)較少。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)預(yù)應(yīng)力空心方樁在基坑中作為支護(hù)樁的應(yīng)用進(jìn)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(hào)基坑支護(hù)工程位于武漢市江岸區(qū)后湖紅橋村。南側(cè)為五洲大廈、武漢市司法局，基礎(chǔ)類型為樁基礎(chǔ)，建筑物距離地下室外墻最近約18 m。基坑設(shè)計(jì)±0.00=21.300 m，場地整平標(biāo)高為20.600 m(-0.700 m)，基坑普挖標(biāo)高-5.750 m～-7.200 m。地下室平面呈不規(guī)則矩形(北側(cè)與1號(hào)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(jí)為二級(jí)(見圖1)。

1.2 工程地質(zhì)條件

1.3 水文地質(zhì)條件

場區(qū)內(nèi)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(bǔ)給，其水位水量隨季節(jié)性變化，無統(tǒng)一。第②層組粘土、淤泥質(zhì)土屬微透水層，為場地相對(duì)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(cè)向補(bǔ)給，與長江存在較密切水力聯(lián)系，實(shí)測上層滯水水位埋深0.80 m～1.80 m，水位標(biāo)高：18.87 m～20.09 m。實(shí)測孔隙承壓水位在地下3.20 m～4.60 m之間，標(biāo)高16.31 m～17.45 m之間。

2 支護(hù)方案

2.1 支護(hù)方案設(shè)計(jì)

本基坑對(duì)于北側(cè)普挖標(biāo)高為-7.200 m的EFG和HJ段采用坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固+φ800@1 300 mm的鉆孔灌注樁支護(hù)，南側(cè)普挖標(biāo)高為-5.75 m的JABCDE段采用坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固+PHS-B450(250)間距800 mm的預(yù)應(yīng)力空心方樁支護(hù)。現(xiàn)就南側(cè)BCDE段進(jìn)行分析。1)方樁支護(hù)邊線距離地下室外墻線為1 m，預(yù)留施工空間。2)方樁設(shè)計(jì)樁長為14 m，樁頂2.5 m范圍采用1∶0.75的坡率放坡掛網(wǎng)噴混凝土。3)坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)加固采用φ650@500 mm雙軸攪拌樁，共設(shè)置24排。本基坑采用天漢軟件計(jì)算，計(jì)算參數(shù)如表1所示。

BCDE段計(jì)算圖見圖2，剖面圖見圖3。

2.2 穩(wěn)定性分析

基坑開挖至坑底后，計(jì)算結(jié)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(shù)規(guī)程規(guī)范要求。根據(jù)04G361《預(yù)制鋼筋混凝土方樁》圖集，PHS-B450(250)型方樁抗彎承載力設(shè)計(jì)值Mu=273 kN·m。該工程中支護(hù)樁最大彎矩Mmax=189 kN·m

表1 基坑計(jì)算土層參數(shù)

3 方樁施工要點(diǎn)

3.1 方樁施工

工程位于中心城區(qū)，為保證文明施工，不采用施工噪聲大的錘擊樁機(jī)施工，而采用高效、環(huán)保的靜壓樁機(jī)施工。設(shè)計(jì)方樁樁長為14 m，考慮方樁接樁處為彎矩薄弱點(diǎn)，工程施工不得接樁，應(yīng)定制樁長為14 m的單節(jié)方樁。1)樁機(jī)就位。樁機(jī)就位必須保證其水平，樁機(jī)穩(wěn)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(duì)中調(diào)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(duì)中應(yīng)與地面樁位吻合，誤差不大于5 mm，對(duì)中完成后要保持樁體垂直。3)沉樁。壓樁應(yīng)隨時(shí)注意保持樁處于軸心受壓狀態(tài)，如有偏位及時(shí)調(diào)整，以免發(fā)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(yīng)及時(shí)研究解決。當(dāng)樁尖插入樁位后，微微啟動(dòng)壓樁油缸，當(dāng)樁入0.5 m時(shí)，測量員根據(jù)全站儀觀測到的樁身傾斜情況指揮樁機(jī)駕駛員再次校正樁的垂直度和平臺(tái)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(dòng)壓樁油缸，把樁徐徐壓下，沉樁的前三個(gè)行程應(yīng)不斷地用全站儀觀測樁身傾斜情況并及時(shí)做出調(diào)整，控制施壓速度。方樁設(shè)計(jì)樁間距為800 mm，施工時(shí)為避免相鄰樁的擠土效應(yīng)，需采用“隔樁跳壓”的方法；壓樁應(yīng)連續(xù)，減少停頓次數(shù)與時(shí)間，避免產(chǎn)生過大的啟動(dòng)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(dāng)方樁樁頂距離地面約1 m時(shí)，采用送樁器將方樁壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高處。5)終壓。當(dāng)樁頂標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，即停止壓樁。為保證后續(xù)冠梁施工效果，應(yīng)控制方樁樁頂位于同一標(biāo)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(biāo)高100 mm以下，采用方樁樁頭與冠梁連接。冠梁混凝土澆筑時(shí)，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(nèi)插入帶托板的鋼筋籠，鋼筋籠主筋伸入冠梁內(nèi)與冠梁主筋焊接。冠梁混凝土澆筑時(shí)，同時(shí)澆筑方樁樁頂內(nèi)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(jié)語

1)對(duì)于開挖深度不超過6 m、重要性等級(jí)為二級(jí)的基坑，根據(jù)實(shí)際情況，可選用預(yù)應(yīng)力方樁進(jìn)行支護(hù)。2)方樁作為支護(hù)樁不宜接樁，應(yīng)采用單節(jié)樁，避免接頭。3)預(yù)應(yīng)力方樁作為支護(hù)樁相對(duì)于鉆孔灌注樁具有施工快、污染少、成本低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)在條件適合的基坑支護(hù)中加以推廣。4)由于受到側(cè)向抗彎性能的制約，方樁接頭處為抗彎薄弱點(diǎn)。如何有效的解決預(yù)制方樁接頭薄弱點(diǎn)的問題應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行深入探討。

[1] DB 42/159—2012,基坑工程技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 04G361,預(yù)應(yīng)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

A