深基坑管樁支護(hù)的影響效果研究

文/盧萍 廣東華固工程有限公司 廣東廣州 510014

1、引言

近些年，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，施工用地短缺、交通不暢、空間狹窄等現(xiàn)象十分突出，隨著對(duì)地面地下尋找發(fā)展空間，進(jìn)而出現(xiàn)了大量的深基坑。這是一種十分繁瑣和巖土項(xiàng)目問題，包含土層屬性、地下水、周圍環(huán)境等因素?；又ёo(hù)框架通常是臨時(shí)性的，在支護(hù)設(shè)計(jì)中，怎樣充分兼顧到現(xiàn)場的地質(zhì)條件、水文環(huán)境和周圍實(shí)際情況等，因地制宜的規(guī)劃出穩(wěn)固性好、變化小、投資低、工期有所保障、施工難度小，即在多項(xiàng)指標(biāo)研究下，整體效益最好的支護(hù)計(jì)劃，是對(duì)深基坑支護(hù)規(guī)劃者提出的一大挑戰(zhàn)，還是建設(shè)單位重點(diǎn)探究的問題。當(dāng)前，基坑支護(hù)規(guī)劃對(duì)應(yīng)用錨索的制約與項(xiàng)目質(zhì)量為首要標(biāo)準(zhǔn)，大直徑的開挖灌注樁于基坑支護(hù)項(xiàng)目中的使用日益普遍。

2、工程介紹

2.1 基坑與周圍環(huán)境

擬建重要建筑結(jié)構(gòu)是3棟超高層住宅小區(qū)，其余是地層商業(yè)工程和地下室，都是剪力墻構(gòu)造。工程設(shè)總體的3層地下室。結(jié)合建設(shè)方提供的地勘數(shù)據(jù)信息、周圍路網(wǎng)管道信息、現(xiàn)場方向測繪結(jié)論，考慮基坑中300毫米深的排水槽后，基坑具體挖掘深度是14.2米，基坑周長為517.7米?；又車t線外具體環(huán)境為：基坑?xùn)|邊是圍墻與30米寬有重車行駛的白塔路；南邊是20米寬規(guī)劃街道，街道對(duì)面是住宅樓；西邊是15米寬的規(guī)劃路；北邊是圍墻與24米寬規(guī)劃街道，街道對(duì)面是10層國稅局大樓?；影姿芬贿叞踩燃?jí)為Ⅰ級(jí)，其余是Ⅱ級(jí)。

2.2 水文地質(zhì)環(huán)境

現(xiàn)場土層是常見韻律交叉沉積特點(diǎn)，基巖面變化很大。而且，擬建場地地貌是沖積層，現(xiàn)場內(nèi)土層環(huán)境很差，基坑挖掘深度范圍內(nèi)包括深厚軟土層?；游鬟吔咏?層的噴粉樁符合基礎(chǔ)建筑，錨桿處理會(huì)損壞其建筑基礎(chǔ)，因此，該段采取鉆孔灌注支撐排樁加角撐的支撐模式。添加土錨有助于更好保障路面與地下管道穩(wěn)定?；硬扇HC-ABS00管樁支撐，管樁距離為1500毫米，有效長度為11.5米，最短是7.5米。

現(xiàn)場地下水種類是第四類疏松層間隙水與基巖巖溶水。結(jié)合鉆孔抽水測試結(jié)果，地下水作用半徑是86.2-92.9米，因此對(duì)基坑影響很大。疏松層間隙水的承壓性能較小，主要含水層是二層圓礫，其滲透性與富水性很好。

3、支護(hù)效果介紹

3.1 兩類支護(hù)樁受力情況

利用理正深基坑支撐構(gòu)造設(shè)計(jì)系統(tǒng)7.0，對(duì)直徑是0.8米的C30鋼筋砼支護(hù)樁與Q235φ830×12.1的無縫鋼管支撐樁展開支護(hù)內(nèi)力運(yùn)算。通過研究表明，采取鋼管樁支護(hù)相對(duì)于鋼筋砼支護(hù)來說，其樁體的最大移動(dòng)值較大，而樁體的最高彎矩就比鋼筋砼樁體小，但對(duì)樁體最大剪力布置也較小一些。研究其原因在于鋼筋砼支護(hù)樁剛度大于鋼管樁，指在水平力影響下位移較小，同理，鋼筋砼樁體剛度大，水平承載性能高，對(duì)應(yīng)的樁體彎矩偏大，力分布時(shí)錨索承擔(dān)的錨拉力低；相反，鋼管柱剛度低，承載的水平剪力大小，對(duì)應(yīng)的樁體承載的彎矩較小，力配置時(shí)錨索受力較大

3.2 監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)分析

對(duì)周圍建筑結(jié)構(gòu)、公路、地下管道與圍護(hù)墻頂移動(dòng)的第三方監(jiān)控結(jié)果加以分析，監(jiān)測結(jié)果見表1所示。具體內(nèi)容是：圍護(hù)墻頂豎向移動(dòng)最大變化值為-4.18毫米，水平移動(dòng)最大變化值為4.3毫米，移動(dòng)量均很??；地下管道最大沉降為5.50毫米；周圍建筑結(jié)構(gòu)豎向位移為4.82毫米；周圍公路豎向位移超過水平移動(dòng)，最大豎向移動(dòng)只有4.99毫米。即變形值均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制值，支護(hù)構(gòu)造安全穩(wěn)定。由此得知，采取管樁支護(hù)的位移監(jiān)控結(jié)果略大一些，最大4.3毫米，采取鋼筋砼灌注樁支護(hù)，最大位移為3毫米，相差很小，變形較小，僅僅是規(guī)定的控制值30毫米的1/10，因此，采取鋼管樁支撐也完全可以符合要求，且工期較短。

表1 基坑圍護(hù)樁頂與周圍環(huán)境檢測數(shù)據(jù)和控制值

4、管樁支護(hù)的優(yōu)缺點(diǎn)

灌注樁的優(yōu)缺點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn)：施工中幾乎不污染環(huán)境，不影響周邊居民的日常生活，無震動(dòng)噪音，無出來土的麻煩；可以建設(shè)很大的樁子，尤其是比預(yù)制樁直徑更大的；各個(gè)場所均能應(yīng)用；本身樁體的承載性能難以受其他因素的干擾，穩(wěn)固性較好。②缺點(diǎn)：在持力層地下水位之下時(shí)，難以打孔，或是很難成孔；需要消耗大量人力資源，經(jīng)費(fèi)也會(huì)增多；工程施工中危險(xiǎn)系數(shù)很大，若產(chǎn)生塌孔結(jié)果不堪設(shè)想；如果樁底雜質(zhì)沒有徹底清除就澆灌，出現(xiàn)樁底殘?jiān)院螅瑯O易導(dǎo)致樁體沉底不穩(wěn)固或是難以進(jìn)到土中等。

預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)缺點(diǎn)：①優(yōu)點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力管柱在設(shè)計(jì)中造價(jià)低，能采用便宜的砼展開設(shè)計(jì)。通常情況下，在各種樁型中，這種管樁的單位承載性經(jīng)濟(jì)費(fèi)用是最少的；操作簡單，速度快，周期短，簡單地說，在早期準(zhǔn)備過程，設(shè)計(jì)至生產(chǎn)出有效的管樁只需3-4d；施工環(huán)節(jié)1臺(tái)設(shè)備能同步打7-8個(gè)樁體，操作簡單；能夠入土層很深，現(xiàn)場鋼筋，沒有淤泥運(yùn)輸要求等。②缺點(diǎn)：管樁是擠土樁，對(duì)體質(zhì)有很大限制，淤泥層很厚的土層，樁體極易偏位和傾斜；將管樁打進(jìn)土中時(shí)，盡管管樁自身無影響，但是會(huì)導(dǎo)致地表晃動(dòng)，出現(xiàn)較大噪聲，無淤泥但是可以出來土，且數(shù)量較多，這些均會(huì)污染自然環(huán)境。

結(jié)語：

經(jīng)對(duì)鋼管樁與鋼筋砼灌注樁兩類支護(hù)模式在同個(gè)基坑的施工效果展開對(duì)比研究，利用鋼管樁開展施工效果較好、時(shí)間短，能回收、節(jié)省資源，減少工程造價(jià)。支護(hù)構(gòu)造的豎向與最大水平移動(dòng)，周圍道路與管線的變化都在相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)。