1基坑支護中PHC管樁介紹
預應力混凝土管樁是近十多來年來發(fā)展起來的一種新型的樁基形式，由于其經(jīng)濟性、施工速度快、對環(huán)境污染小等優(yōu)點已在建筑物基礎中廣為應用。管樁分為預應力混凝土(PC)管樁、預應力混凝土薄壁(PTC)管樁和預應力高強混凝土(PHC)管樁，目前在沿海地區(qū)基礎工程中常用管樁主要為500mmC80PHC管樁，幾種常用PHC管樁數(shù)據(jù)見表1，管樁壁厚100～125mm，配筋為10－1310.7鋼棒，管樁的極限彎矩為200～258kN·m。一般來說，PHC500-100AB型管樁最大彎矩為200kN·m，設計只能采用133kN·m，因此采用管樁作為基坑支護樁，受到一定限制。通過放坡卸載、錨桿加固或增加管樁的抗彎能力等綜合支護方法，可以充分利用管樁的優(yōu)點，克服其缺點，使預制預應力混凝土管樁在一些比較復雜的基坑支護工程中得到了成功的應用。
表1常用C80混凝土PHC管樁數(shù)據(jù)
2PHC管樁錨桿復合支護技術
大直徑鋼筋混凝土灌注樁常以懸臂樁形式用于基坑支護，而未增強的PHC管樁抗彎能力低，采用懸臂PHC管樁作基坑支護則既不經(jīng)濟也不安全；在軟土中單獨采用噴錨支護也往往由于坑底土體承載力低而發(fā)生坑底隆起導致邊坡滑塌，往往被限制使用。經(jīng)驗表明，采用管樁錨桿復合支護技術則可以揚長避短，既安全又經(jīng)濟地解決一般土質(zhì)甚至軟土中的深基坑支護技術難題。下面以某工程基坑支護為例，介紹管樁錨桿復合支護技術及其應用特點。
2.1工程概況及特點
該工程基坑形狀大致呈四邊形，基坑面積為85m×95m=8075m2，基坑普遍深度為7.5m。組成基坑邊及坑底的土層主要為填土和軟～流塑狀的粘性土。場地地下水類型包括上層滯水和孔隙承壓水。上層滯水主要賦存于①層填土層中，主要接收大氣降水和地表水，無統(tǒng)一自由水面，水量同季節(jié)、周邊排泄條件關系密切?？紫冻袎核x存于③層單元粉土及砂土層中，水量豐富，觀測到承壓水穩(wěn)定水位在孔口下5.0m。
該工程的特點主要有：
(1)該基坑開挖深度范圍內(nèi)的表層人工填土為結(jié)構(gòu)松散、透水性好、富含地表水的雜填土和素填土，場區(qū)內(nèi)上層滯水主要賦存于人工填土中，含水量較大，因此地下水對基坑穩(wěn)定性影響較大。
(2)地下室底板位于第1、2層飽和的軟流塑、及可塑粘土層上，因此土層性質(zhì)對坡腳穩(wěn)定不利。
(3)工期緊，該工程為市重點工程。
2.2基坑支護方案選擇
目前，常用的基坑支護方法較多，該基坑開挖后組成邊壁的土層主要為雜填土、素填土、和粘土，坑底地層為粘土和粉質(zhì)粘土夾粉土，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件較差，但錨桿施工基本不受周邊環(huán)境限制。因此根據(jù)本基坑工程特點，該基坑支護方案采用：卸載+預應力管樁+錨桿+網(wǎng)噴這一綜合措施，由于組成邊壁的土層富含地表水，因此錨桿采用一次性鋼管錨桿。這里介紹其中的一個典型段面設計。
2.3深7.6m基坑支護
該部分基坑邊承臺比較稀疏，基坑計算深度按地梁底考慮，基坑挖深為6.6+1.0=7.6m。由于基坑外周邊還有擬建樓房樁基礎，其承臺面標高為－1.40m，因此基坑地面按土體卸載至－1.40m，寬度大于4.5m，這樣可以大大減小作用在支護樁上的主動土壓力。從該段工程地質(zhì)、環(huán)境、可行性考慮，開挖時按一級放坡，坡率為1∶0.75放坡，坡高2.0m，中間設置馬道，采用短錨桿加網(wǎng)噴護面；2.0m以下采用9m長預應力管樁(PHC500-AB型，間距0.8m)加一排10m長錨桿，錨桿間距1.2m，即三根樁施工2根錨桿。地面附加荷載按10kPa荷載考慮，經(jīng)過計算，管樁的最大彎矩只有63kN·M，大約在－5.4m處，樁頂位移為10mm，滿足管樁的抗彎、深層滑移、樁頂變形安全要求。錨桿參數(shù)見表2所示。支護剖面圖見圖1。
表2錨桿參數(shù)表(位置+0.0=24.30點在地面)
圖17.6m段支護剖面圖
錨桿注漿采用PO32.5級普硅水泥，水灰比為0.45，外加早強劑及止水劑，注漿壓力0.5MPa，注漿體強度為M15。樁外側(cè)采用網(wǎng)噴以封閉土體并起止水作用。
噴射砼厚度為70±10mm，強度為C20，水泥采用PO32.5普通硅酸鹽水泥，砼配比約為水泥∶砂∶石=1∶2∶2，外加速凝劑。坡面編網(wǎng)鋼筋采用Φ6.5圓鋼，網(wǎng)格尺寸為200mm×200mm，樁間掛網(wǎng)采用預制菱形鋼板網(wǎng)，以使整個噴錨網(wǎng)受力更加均勻。掛網(wǎng)土釘采用22螺紋鋼，長度為1000mm，間距1500×1500mm。加強筋采用Φ16螺紋鋼筋，通長布置。圖2為竣工的管樁錨桿復合支護工程實景圖。
圖2PHC500-AB型支護樁和錨桿實景圖
2.4典型實測位移分析及結(jié)論
一般來說，基坑土體開挖后，由于土體中應力重分布以及水的流失，邊坡及地面均會有變形發(fā)生。而且從對有關監(jiān)測數(shù)據(jù)分析可見，基坑邊坡變形量除與支護形式有關外，與支護施工時間、挖土分層高度、以及每層土方開挖支護施工間隔等有關。每一層土方開挖到支護完成，施工時間越短，變形則越??；支護后變形未穩(wěn)定便開挖下一層土體，或不進行分層開挖，往往引起邊坡位移增大，在位移曲線上明顯的標志是位移曲線沒有明顯的臺階。圖3給出了兩個最大位移點的位移時程曲線圖，從監(jiān)測結(jié)果來看，位移的發(fā)展基本上是連續(xù)的，沒有明顯的穩(wěn)定臺階。這主要是由于在施工過程中，為了趕進度，在開挖后第三天(樁間錨桿注漿后第二天)便進行下一層土體挖除?；油诘轿缓螅灰谱兓就Ｖ?，位移曲線出現(xiàn)平臺，即基坑變形處于穩(wěn)定狀態(tài)。雖然最大變形沒有超過二級基坑的允許范圍，對基坑及環(huán)境無任何影響，但可以預料，如果樁間錨桿注漿達到規(guī)定強度后開挖，則位移值將會大大降低。另外從A16位移值來看，最大水平位移已達到50mm，對于樁長只有9m的PHC500-AB型管樁來說，這個位移值是偏大的，但該位移值是一綜合量它不僅僅是樁本身的彎曲，而且還包含樁的剛性轉(zhuǎn)動，因此雖然管樁樁頂位移偏大，但并不影響其使用。上述分析表明PHC500預應力混凝土管樁具有一定的抗變形能力，在基坑工程中可以作為圍護樁使用，但必須慎用。
圖3位移時程曲線
3結(jié)束語
實踐證明，管樁結(jié)合錨桿及噴錨支護無疑是一種比較好的復合支護方法，既確保了工程質(zhì)量，又節(jié)約了成本?；颖O(jiān)測表明，應用樁錨復合支護方案取得了良好效果，也是提高管樁在深基坑支護中應用的有效技術途徑。
參考文獻：
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