預應力管樁應用于基坑支護中存在的問題

王琳琳

摘 要：以四川地區(qū)某項目中采用的預應力管樁作為排樁支護的支護樁為例，討論預應力管樁在施工過程中存在的問題以及采用預應力管樁作為支護樁的存在的風險。本文對預應力管樁作為支護樁應用存在的問題進行詳細闡述，并期望行業(yè)能夠提出相應的規(guī)范對預應力管樁作為支護樁進行指導。

關(guān)鍵詞：預應力管樁；基坑支護；管樁施工；風險

中圖分類號： TU753.3 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）11-64-2

0 引言

預應力管樁廣泛應用于地基處理中，其具有快速施工，承載力高，質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，尤其預應力管樁又具有良好的抗彎性能所以近些年來開始應用于基坑支護中作為支護樁使用。預應力管樁能否用作基坑支護樁以承受水平作用力，目前存在一些爭議。所以并不是所有地質(zhì)條件都可以將預應力管樁作為支護樁使用，同時預應力管樁施工還存在一些問題，對后期支護結(jié)構(gòu)工作的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

1 工程概況

規(guī)劃凈用地面積4101.80m2建設(shè)規(guī)劃總建筑面積16385.80m2，地上計入容積率建筑面積9926.60m2。建設(shè)項目2棟6～8F多層建筑，其地下室為1層，分布于主樓及周邊空地的地下范圍，人工挖孔墩基礎(chǔ)。地下室基坑實際深度確定為6.10～6.25m?；又ёo采用排樁支護，且靠近道路一側(cè)支護樁采用預應力管樁作為支護樁。

2 場地周邊環(huán)境及工程地質(zhì)條件

2.1 場地周邊環(huán)境

場地建筑邊界（地下室開挖邊界）北側(cè)大部緊鄰市供電局開關(guān)廠，小部分緊鄰嘉美·龍灣水岸，及東側(cè)及西南為市政道路，南側(cè)緊鄰中石加油站，西北側(cè)緊鄰有居民建筑物2F～7F，平距規(guī)劃用地邊界線約0.80米；東側(cè)為白燕路，規(guī)劃用地邊界線距市政公路約4.00米，西南側(cè)成樂路平距規(guī)劃用地邊界線約10.00米，北側(cè)距市供電局開關(guān)廠4.00米左右，政公路布有市政管網(wǎng)。因此施工場地總體環(huán)境條件相對較差。

該工程所處的特殊地理位置，基坑支護一旦失敗，將造成不可估量的有形和無形的損失。即使基坑支護是成功的，如果基坑變形較大，或者引起地面下沉，也將造成非常惡劣的社會影響，給業(yè)主和施工單位都會形成很大的負面作用。

2.2 工程地質(zhì)條件

據(jù)現(xiàn)場勘探資料，在勘探深度范圍內(nèi)，場地土為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）素填土、②第四系全新統(tǒng)沖積（Q4al+pl）粉質(zhì)粘土、③細砂、④卵石、⑤白堊系上統(tǒng)灌口組（K2g）砂質(zhì)泥巖夾薄層砂質(zhì)泥巖等組成。

① 雜填土（Q4-4ml）

人工回填，大部分布；呈雜色，組分雜。局部地段因人工回填，填土變厚。主要由砂卵石、粉土、建筑垃圾等混雜組合；松散，稍濕。層厚度0.80～1.80米。

②粉質(zhì)粘土（Q4-3al+pl）

沖積成因，全區(qū)分布；上部：呈灰褐色，具粘性，可搓1～2mm土條。稍濕，可塑，分布連續(xù)。中部：呈灰褐色、黃灰色，具粘性，稍濕～濕，軟塑狀。標貫試驗擊數(shù)2.5～5.0擊；下部：褐黑色，濕，軟塑狀，含腐殖物、腐木，分布連續(xù)，層厚1.40～2.30米。

③層：細砂（Q4-2apl）

沖洪積成因，全區(qū)分布?；疑瑵瘛査?，松散。成分以長石、石英為主，次為云母細片、巖屑及暗色細顆粒礦物，混少量粘性土，呈帶狀分布于卵石層頂面。層厚3.60～5.20米。標貫試驗擊數(shù)3.0～5.0擊；土工試驗成果：0.25～0.07m含量約占66.60%～69.5%實驗室命名為細砂。

④層：卵石（Q4-1apl）

沖洪積成因，全區(qū)分布；呈雜色，稍濕～飽水；石質(zhì)成分為花崗巖、流紋巖、石英巖等，質(zhì)硬，為風化，呈亞圓狀；充填物為砂土，含量隨密實度不同而變化；該層厚度較大，底層標高：351.05～352.80米。據(jù)N120試驗成果及跟管沖擊進度及取芯情況，依據(jù)GB5002-12001（2009版）表3.38-2，按其密實度不同可分為3個亞層：稍密卵石④1：314擊很密。分述如下：④1稍密卵石。呈透鏡狀分布于卵石表層，層厚0.30～1.60N120試驗標準數(shù)4～11擊，校正擊數(shù)3.2～6.6擊，小于20mm卵石含量約占51.3%～65.3%。

④2中密卵石。分布于卵石中上部，中密卵石厚度一般在0.20～3.30米。N120試驗標準數(shù)9～20擊，校正擊數(shù)7.2%～9.6擊。局部含有大于200mm以上的漂石。

④3密實及很密卵石。主要分布于下部，與基巖呈不整合接觸，接觸面卵石密實度變化較大。厚度變化比較大，厚度3.20～7.00米，呈層狀分布。局部夾有細砂透鏡體揭露，N120試驗標準擊數(shù)18～>28擊，校正擊數(shù)11.0～>16擊，局部含有大于200mm以上的漂石。

3 支護形式的選擇

3.1 基坑支護方案的選擇

基坑開挖深度約5.00～6.00米，坑壁采用全高排樁支擋。排樁擬采用旋挖樁，沖孔樁及人工挖孔樁等。前期設(shè)計方案中所有支護樁全采用旋挖樁，考慮到工期和施工場地限制，后將靠近道路一側(cè)旋挖樁支護樁調(diào)整為預應力管樁。

3.2 基坑支護設(shè)計

旋挖樁+網(wǎng)噴支護段：

①樁徑D=1000mm，樁距2000mm，樁長10.0～13.0m，樁頂設(shè)置冠梁，樁身混凝土強度為C30，冠梁混凝土強度為C25，具體設(shè)計要求詳見接口各段剖面圖。

②樁間土間隔防護措施采用內(nèi)置鋼筋網(wǎng)的噴射混凝土層，由鋼筋網(wǎng)、掛網(wǎng)鋼筋和橫向拉筋等構(gòu)成，噴射C20混凝土進行支護，厚100mm，支護鋼筋網(wǎng)雙向φ8@200。

③鋼筋網(wǎng)采用Φ16鋼筋做加強筋，間距1.0m×1.0m，錨桿鋼筋與鋼筋網(wǎng)加強筋點焊連接。

④面層須設(shè)置泄水孔，間、排距2.5m×2.5m，行列型布置，采用 100PVC管，入土長度為500mm。

預應力管樁+網(wǎng)噴支護段：

①采用PRC-Ⅱ600AB110型預應力混凝土管樁，樁身強度為C80，樁徑D=600mm，樁長L=10m、11m，間距1500mm。采用錘擊法沉樁，具體設(shè)計要求詳見接口各段剖面圖。

②樁間土間隔防護措施采用內(nèi)置鋼筋網(wǎng)的噴射混凝土層，由鋼筋網(wǎng)、掛網(wǎng)鋼筋和橫向拉筋等構(gòu)成，噴射C20混凝土進行支護，厚100mm，支護鋼筋網(wǎng)雙向φ8@200。

③鋼筋網(wǎng)采用Φ16鋼筋做加強筋，間距1.0m×1.0m，錨桿鋼筋與鋼筋網(wǎng)加強筋點焊連接。

④面層須設(shè)置泄水孔，間、排距2.5m×2.5m，行列型布置，采用 100PVC管，入土長度為500mm。

4 預應力管樁施工過程中存在的問題及風險

相比較旋挖樁，預應力管樁在成本和效率上存在一定優(yōu)勢，然而施工過程發(fā)現(xiàn)，預應力管樁存在如下幾個問題：

4.1 樁身傾斜及樁位偏移

由于填土層中存在大塊混凝土建渣以及原建筑遺留的基礎(chǔ)樁，錘樁機施工過程中樁位偏移嚴重，基坑開挖后觀察到部分樁位逼近地下室邊線對后期地下室外墻的施工產(chǎn)生一定影響。即使錘樁過程中配備樁身垂直度觀測儀器，在現(xiàn)有地質(zhì)條件下也很難保證樁身垂直度和樁位。

4.2 擠土效應

樁位靠近職工宿舍，施工過程中，由于強烈的錘擊震動以及擠土效應，使得路面隆起，職工宿舍部分墻面開裂。

4.3 嵌入度不夠

按照設(shè)計方案中樁長為10～11米，施工過程中一般樁長達到8.0～9.0米時，就已經(jīng)達到貫入度設(shè)計要求。預應力管樁的入土深度遠沒有達到設(shè)計要求。

4.4 超出規(guī)范

按照《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》支護樁樁間距應小于等于2倍樁心距，該項目中設(shè)計方案設(shè)置的直徑600mm的預應力管樁樁心距為1.5m，所以預應力管樁支護并不適應于基坑支護技術(shù)規(guī)程，也不能套用規(guī)程進行設(shè)計。

5 結(jié)論

預應力管樁支護在某些地區(qū)取得了比較成功的案例，但是針對不同的地質(zhì)條件和不同的基礎(chǔ)形式并不適用，支護樁本身的嵌入深度達既不到設(shè)計要求，也不滿足《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）的要求，其安全性更得不到保障。即使節(jié)約了工期和造價，基坑面臨傾覆的風險也比較大。所以行業(yè)內(nèi)需要出臺相應的規(guī)范來詳細規(guī)范預應力管樁作為支護樁的使用要求這樣才能避免不必要的事故發(fā)生。

參 考 文 獻

[1] 中華人民共和國行業(yè)標準.建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ120-2012）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012，35.

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