淺談“預應力矩形樁”在基坑支護中的應用

陳子成 劉金濤 鄧旭

摘 要：通過相應計算，確定預應力矩形樁在基坑支護中應用的條件。通過安全性、經濟性、工期等因素的比較，確定矩形樁在基坑支護應用中的優(yōu)缺點。

關鍵詞：預應力矩形樁；基坑支護；應用

1 引言

隨著城市的高速建設，人口的密集，使城市地下空間不斷地得以開發(fā)利用?；又ёo作為城市地下空間建設的重要一環(huán)在工程建設中也越來越受到重視，確立可靠的支護類型以保證基坑的安全性、經濟性則尤為重要。以往的常規(guī)的支護結構（例如鉆孔灌注樁等）需要在現(xiàn)場進行加工，需要預留特定的施工場地，此外常規(guī)支護結構有一定的養(yǎng)護時間，而且現(xiàn)場施工支護結構對于環(huán)保也不利。所以基坑支護中選擇預制構件可以大大縮短工期，且盡可能地減少施工揚塵等污染。

2 預應力矩形樁的參數

現(xiàn)階段，預應力矩形樁的常規(guī)樁長分為12.0m、15.0m兩種規(guī)格，其試用的基坑深度為4.0m～9.0m，可采用懸臂、加支撐等形式。

預應力矩形樁配筋圖：

3 預應力矩形樁與常規(guī)支護形式的對比

3.1 預應力矩形樁與鉆孔灌注樁進行對比

天津某小學教學樓地下為一層，施工時周邊環(huán)境寬松，基坑深度為4.7m，基坑面積約為1400m2，基坑開挖范圍內均為粉質黏土。原方案采用鉆孔灌注樁F600@900mm，有效樁長為12.0m。經過計算，使用500mm×375mm矩形樁所得出計算結果與方案相似。

經濟性比較：

本工程灌注樁與矩形樁均為12.0m。經濟性對比如下表所示：

由于灌注樁間距為900mm，矩形樁間距為600mm，折合成每延米造價如下表所示：

3.2 預應力矩形樁與SMW工法樁進行對比

對于工期較長、周邊環(huán)境復雜的工程，可用于替換SMW工法樁中的H型鋼，在降低造價的同時減小拔樁造成的安全隱患。

天津某研究基地地下地庫基坑深度6.4m，基坑面積約為32400m2；基坑開挖范圍內存在粉質黏土和較厚的粉土，原方案采

用SMW工法樁+一層混凝土水平支撐的形式，由于基坑面積較大，工期較長，H型鋼租賃費用較高，故甲方要求用預應力矩形樁代替H型鋼。原設計H型鋼型號為700x300x13x24@1200mm，預應力矩形樁500x375，有效樁長均為12.0m。

經濟性比較：

如上可知，SMW工法樁與預應力矩形樁均能滿足計算要求。

本工程SMW工法樁中H型鋼與矩形樁均為12.0m。工程面積較大，基坑施工的預計工期為6～8個月。折合成每延米造價如下表所示：

4 結論

通過上述實例可知：

對于基坑深度不深（小于5m），且計算彎矩較小時，矩形樁是可以代替其他懸臂支護樁作為支護結構，矩形樁相比灌注樁施工便利，縮短工期（沒有混凝土養(yǎng)護過程），經濟性也有一定的優(yōu)勢。

工期是影響SMW工法樁造價的重要因素，在支護類型的選取上對于工期較長、或SMW工法樁拔除對周圍環(huán)境容易造成不利影響時，選用預應力矩形樁代替，安全性具有較大優(yōu)勢，經濟性也有一定的優(yōu)勢。此外矩形樁在現(xiàn)階段基坑支護的應用上還有以下幾點問題：（1）現(xiàn)階段預應力矩形樁生產廠家較少，導致貨源不足，價格缺乏競爭力，建設方選擇面較小，進而影響其在基坑支護工程中的應用。（2）預應力矩形樁內插入三軸水泥土攪拌樁中時，由于插入時間、樁間距過近等原因，會有少量樁體樁頂標高有偏差的情況發(fā)生，此時需對相應樁體進行局部接樁，以滿足樁體與帽梁的連接構造要求。（3）天津地區(qū)應用的預應力矩形樁樁型比較單一，樁長為12.0m、15.0m，適用的基坑深度范圍面較窄（約4～10m）。在以后的工作中，開發(fā)出新的樁型、長度，以使其適用更多類型的深基坑，是亟待解決的問題。