深基坑管樁支護的影響效果研究

【摘要】文章以某深基坑支護規(guī)劃方案進行分析，通過規(guī)劃計算、建設(shè)與變形監(jiān)控等層面進行對比研究，多指標下研究分析采取灌注樁與管樁支護的整體效益，對后期相似項目起到較大的指導(dǎo)與借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】深基坑；灌注樁；管樁；整體效益

1、引言

近些年，隨著城市化進程的推進，施工用地短缺、交通不暢、空間狹窄等現(xiàn)象十分突出，隨著對地面地下尋找發(fā)展空間，進而出現(xiàn)了大量的深基坑。這是一種十分繁瑣和巖土項目問題，包含土層屬性、地下水、周圍環(huán)境等因素?；又ёo框架通常是臨時性的，在支護設(shè)計中，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，即在多項指標研究下，整體效益最好的支護計劃，是對深基坑支護規(guī)劃者提出的一大挑戰(zhàn)，還是建設(shè)單位重點探究的問題。當(dāng)前，基坑支護規(guī)劃對應(yīng)用錨索的制約與項目質(zhì)量為首要標準，大直徑的開挖灌注樁于基坑支護項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，街道對面是10層國稅局大樓?；影姿芬贿叞踩燃墳棰窦?，其余是Ⅱ級。

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，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、支護效果介紹

3.1兩類支護樁受力情況

利用理正深基坑支撐構(gòu)造設(shè)計系統(tǒng)7.0，對直徑是0.8米的C30鋼筋砼支護樁與Q235φ830×12.1的無縫鋼管支撐樁展開支護內(nèi)力運算。通過研究表明，采取鋼管樁支護相對于鋼筋砼支護來說，其樁體的最大移動值較大，而樁體的最高彎矩就比鋼筋砼樁體小，但對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，對應(yīng)的樁體彎矩偏大，力分布時錨索承擔(dān)的錨拉力低；相反，鋼管柱剛度低，承載的水平剪力大小，對應(yīng)的樁體承載的彎矩較小，力配置時錨索受力較大

3.2監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)分析

對周圍建筑結(jié)構(gòu)、公路、地下管道與圍護墻頂移動的第三方監(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：圍護墻頂豎向移動最大變化值為-4.18毫米，水平移動最大變化值為4.3毫米，移動量均很小；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，最大豎向移動只有4.99毫米。即變形值均遠遠低于控制值，支護構(gòu)造安全穩(wěn)定。由此得知，采取管樁支護的位移監(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，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。

4、管樁支護的優(yōu)缺點

灌注樁的優(yōu)缺點：①優(yōu)點：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：在持力層地下水位之下時，難以打孔，或是很難成孔；需要消耗大量人力資源，經(jīng)費也會增多；工程施工中危險系數(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)樁底殘渣以后，極易導(dǎo)致樁體沉底不穩(wěn)固或是難以進到土中等。

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

結(jié)語：

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

參考文獻：

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[3]李智.鋼管樁基坑支護穩(wěn)定性模型試驗及數(shù)值模擬[D].中國礦業(yè)大學(xué)，2017.

作者簡介：

盧萍，廣東華固工程有限公司，廣東廣州。