隨著城市建設(shè)的發(fā)展，基坑工程在支護(hù)過程中遇到了越來越多的難題，這就迫切需要一種安全適用、經(jīng)濟(jì)效益高、工期短且環(huán)保的支護(hù)方式。PHC管樁屬于部分?jǐn)D土樁，在沉樁過程中會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠土效應(yīng)。這與傳統(tǒng)的基坑支護(hù)樁有所區(qū)別，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的基坑支護(hù)樁如人工挖孔樁、沉管灌注樁等都是非擠土樁，在沉樁過程中不會(huì)對(duì)周圍土體產(chǎn)生擠土效應(yīng)。PHC管樁的擠土效應(yīng)使樁周土體壓縮，隨著基坑的逐步開挖，開挖側(cè)土體的應(yīng)力得到釋放，從而引起基坑變形和樁體內(nèi)力增大。PHC管樁以其單樁承載力高、成本低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)而迅速在
全國各地得到使用和推廣。下文結(jié)合工程實(shí)例探討PHC管樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用。
1.工程概況
該項(xiàng)目工程用地面積約55000平方米，室外標(biāo)高接近海岸線，場(chǎng)地平坦、開闊，所處地貌部位為濱海臺(tái)地平原近海區(qū)，淺表地層以海陸交互相沉積物為主，場(chǎng)地地面總體平坦，局部起伏，后經(jīng)人工填土，現(xiàn)場(chǎng)地基本平整。項(xiàng)目為14棟9-32層住宅按點(diǎn)式圍合布置，場(chǎng)地周邊道路標(biāo)高（絕對(duì)）為4.00米，基坑深度為7.45米。
2.場(chǎng)地地質(zhì)條件
2.1根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地基坑影響深度范圍內(nèi)地層自上而下分別為：
(1)、人工填土層：主要以礫質(zhì)粘土為主，混花崗巖塊石，砼塊、磚塊、局部混生活垃圾等回填而成，濕、未自重固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)不均勻，層厚1.0～5.80米，平均厚度2.8米。
(2)、淤泥層：飽和，流～軟塑狀態(tài)，全場(chǎng)地均有分布。標(biāo)貫擊數(shù)平均0.9擊，層厚3.80～7.50米，平均層厚5.9米。
(3)、粉質(zhì)粘土：濕，可～硬塑狀態(tài)，全場(chǎng)地均有分布。層厚2.0~7.6m，平均層厚4.84米，標(biāo)貫平均8擊。
(4)、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)粘土：飽和、松散，淤泥質(zhì)土，土質(zhì)不均勻，該層在場(chǎng)地內(nèi)呈透鏡體分布，僅在局部孔分布。層厚0.60～4.80米，平均厚度為1.8米。標(biāo)貫平均3.1擊。
(5)、礫砂：飽和，中密～密實(shí)，成分為石英。層厚1.1~6.7米，平均層厚4.01米。標(biāo)貫平均13.0擊。
工程地質(zhì)參數(shù)如下：
基坑底附近土層剛好是淤泥層，土質(zhì)條件相對(duì)較差，對(duì)基坑的安全穩(wěn)定性有較大的影響。
2.2．勘察鉆探期間測(cè)得鉆孔混合穩(wěn)定水位埋深1.2~1.6m，礫砂層是主要的含水層。上部淤泥質(zhì)土和粉質(zhì)粘土為相對(duì)隔水層。從水質(zhì)分析結(jié)果分析，場(chǎng)地地下水補(bǔ)給以接受大氣降水及場(chǎng)地外地下水為主，亦與海水有關(guān)，水量豐富。
3.基坑支護(hù)設(shè)計(jì)
3.1基坑支護(hù)形式
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，考慮車位的數(shù)量，地下室基本沿建筑紅線滿鋪建造，因此基坑壁與地下室外墻的距離位置非?？拷?，只能留出管樁施工操作面，大約為2米。本基坑工程的周邊條件相對(duì)簡單，在圍墻內(nèi)有一定的放坡空間，本工程實(shí)際開挖7.45m，下部采用預(yù)應(yīng)力管樁結(jié)合水泥攪拌樁加固坡腳，上部采用直接放坡，采用預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)，整個(gè)基坑采用水泥攪拌樁止水，坑內(nèi)設(shè)置明溝和集水坑排水。具體見下圖：
式中：A—環(huán)形截面面積；
Ap—全部縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積；
fc—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
fpy、f’py—預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
r1、r2—環(huán)形截面的內(nèi)、外半徑；
rp—縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋重心所在圓周的半徑；
σp0—預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)處混凝土法向應(yīng)力等于零時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力
σ—受壓區(qū)混凝土截面面積與全截面面積的比值；
αt—縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當(dāng)σ>2/3時(shí)，取αt=0。
經(jīng)計(jì)算，M=278.7kN·m>273.94kN·m，滿足要求。
(2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算
算方法：瑞典條分法
應(yīng)力狀態(tài)：總應(yīng)力法
條分法中的土條寬度：0.40m
（3）滑裂面數(shù)據(jù)
整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=1.972
圓弧半徑(m)R=17.119
圓心坐標(biāo)X(m)X=-0.445
圓心坐標(biāo)Y(m)Y=9.037
(4)抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算
抗傾覆安全系數(shù)：
Mp——被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的彎矩，對(duì)于內(nèi)支撐支點(diǎn)力由內(nèi)支撐抗壓力決定；對(duì)于錨桿或錨索，支點(diǎn)力為錨桿或錨索的錨固力和抗拉力的較小值。
4．基坑工程施工
4.1預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)要求
(1)由于場(chǎng)地內(nèi)軟土層較厚，容易發(fā)生樁身傾斜，管樁施工中應(yīng)嚴(yán)格保證管樁的垂直度。樁位允許偏差位水平方向50mm，垂直度偏差不超過0.5％；
(2)錘擊法沉樁：施工時(shí)要嚴(yán)格遵守“重錘輕擊”的原則；若發(fā)生樁較難打入的情況時(shí)，不可一味加大錘落距，要采用較輕錘擊，較重錘擊交替進(jìn)行和重錘輕擊的打法；
(3)截樁采用鋸樁器，嚴(yán)禁橫向敲擊截樁或強(qiáng)行扳拉截樁；
(4)為保證樁身的完整性，樁身采用單節(jié)樁，不允許有接頭。
(5)地面有明顯的隆起或鄰樁上浮、位移過大等現(xiàn)象時(shí)，在相應(yīng)地段暫停施工一段時(shí)間，以有利于土中超孔隙水壓力消散。
(6)預(yù)應(yīng)力管樁成樁時(shí)有明顯的擠土效應(yīng)。打樁的強(qiáng)烈擾動(dòng)會(huì)造成樁周土出現(xiàn)重塑區(qū)，對(duì)于打入樁，重塑區(qū)范圍離樁表面約為0.5D(D為樁直徑)，管樁作為支護(hù)樁時(shí)，為密排線狀排列，樁間間隔一般為20～30cm，打樁時(shí)土體以向基坑內(nèi)外兩側(cè)位移為主，在樁軸線內(nèi)外一倍樁徑范圍土體擾動(dòng)強(qiáng)烈，隨著距離增加土體擾動(dòng)逐漸減少，其影響的范圍也與土層的強(qiáng)度有關(guān)，土層強(qiáng)度越低影響范圍越大。管樁施工時(shí)可考慮不使用樁尖，可大大減小樁的擠土效應(yīng)。
5、基坑變形監(jiān)測(cè)
(1)基坑頂和臨近建筑物進(jìn)行沉降、位移監(jiān)測(cè)，帷幕外側(cè)設(shè)置地下水位觀測(cè)點(diǎn)。并根據(jù)本工程特點(diǎn)，必要時(shí)設(shè)置臨近的管線設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
(2)監(jiān)測(cè)工作由專業(yè)人員進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)通知施工方和設(shè)計(jì)人員，以便及時(shí)采取對(duì)策?；颖O(jiān)測(cè)應(yīng)由建設(shè)單位委托具有資質(zhì)的第三方實(shí)施。
(3)監(jiān)測(cè)頻率為：土方開挖期間每3天監(jiān)測(cè)1次，開挖至坑底后每周監(jiān)測(cè)一次，地下室底板完成后每2周監(jiān)測(cè)一次，直至土方回填。若出現(xiàn)異常情況，應(yīng)適當(dāng)加大監(jiān)測(cè)頻率。
(4)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移允許值為35mm（0.0040h），預(yù)警值為25mm；地面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)允許值40mm，預(yù)警值為30mm。
(5)目前，本基坑工程已順利回填，在施工過程中監(jiān)測(cè)到支護(hù)樁的最大位移為22.3mm，地面最大沉降值為19.6mm。
6、總結(jié)
(1)使用PHC樁在一定條件下作為基坑支護(hù)樁是可行的，而且在施工速度和工程投資上均能達(dá)到很好的效益。
(2)因管樁的抗彎承載能力較差，可與錨索綜合運(yùn)用以減少樁身彎矩。
(3)在基坑施工和使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范或設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行基坑檢測(cè)。
(4)在成樁質(zhì)量和樁嵌固長度能得到保證的前提下，可不使用樁尖，以減小樁的擠土效應(yīng)。
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