淺談灌注支護(hù)樁設(shè)計(jì)及其在深基坑中的應(yīng)用

孟麗君 王 巖

（1 江蘇省無錫交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校；2 江蘇博森建筑設(shè)計(jì)有限公司， 江蘇 無錫 214072）

0 前言

建筑物的荷載（Loads）通過基礎(chǔ)底面?zhèn)鬟f給地基（Subgrade），使構(gòu)成地基的天然土層的初始應(yīng)力狀態(tài)場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生附加應(yīng)力（Superimposed stress），導(dǎo)致地基土體產(chǎn)生變形（Deformation）。在樁基承載力設(shè)計(jì)階段，目前國(guó)內(nèi)主要是按照現(xiàn)行樁基規(guī)范的規(guī)定，綜合地質(zhì)條件、施工現(xiàn)場(chǎng)條件、造價(jià)指標(biāo)以及有明確影響的角度考慮樁基選型。不同的樁型，不同的樁長(zhǎng)會(huì)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)帶來可能天壤之別的差距，合理的樁型選擇具有很大的必要性。

1 樁型分析

1.1 、預(yù)制樁具有工藝標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)自動(dòng)、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)但同時(shí)預(yù)制樁也存在以下缺點(diǎn)：

1、施工對(duì)周圍環(huán)境影響較大 ，打樁噪音擾民及易引起粉塵污染。

2、不適宜用于砂石礫層及含堅(jiān)硬夾層（孤石、溶洞等）的地層情況。

1.2 、相比較預(yù)制樁，顯然，灌注樁具有適應(yīng)地質(zhì)情況更廣和承載力剛度更大的優(yōu)點(diǎn)。另外，還可用于預(yù)制樁施工受限、工程加固以及抗抜 、受水平力較大、地震烈度高等情況。因而，在工程中應(yīng)用廣泛。當(dāng)然，它也有樁身質(zhì)量不如預(yù)制樁可靠、施工速度慢、有污染、綜合造價(jià)高、人工成孔時(shí)有安全隱患等缺點(diǎn)。當(dāng)然，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)度，這些缺點(diǎn)也在逐漸被改進(jìn)。

2 灌注樁的設(shè)計(jì)與施工

2.1 單樁承載力設(shè)計(jì)

經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算單樁承載力

一般進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，先根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提供的參數(shù)估算單樁承載力直接進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)施工。在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的是：大直徑灌注樁單樁承載力計(jì)算要在上述公式的基礎(chǔ)上考慮系數(shù) ψ。嵌巖樁計(jì)算時(shí)需注意嵌巖段側(cè)阻力和端阻力修正系數(shù) ζr系數(shù)與施工工藝有關(guān)。單樁承載力較大時(shí)，應(yīng)校核樁身材料承載力。當(dāng)基礎(chǔ)軸力較大，可考慮采取后壓漿技術(shù)。根據(jù)地質(zhì)條件，承載力一般可提高20～100%。

2.2 灌注樁施工

灌注樁由于適應(yīng)性強(qiáng)，因此，針對(duì)不同條件下的成孔方法繁多，新設(shè)備新技術(shù)也在不斷更新。

按成孔過程作業(yè)受不受水條件影響，灌注樁成孔可以分為兩個(gè)大類，即濕作業(yè)和干作業(yè)成孔。

機(jī)械成孔機(jī)械化程度高，效率高，基本適用于各種工況。人工挖孔是一種傳統(tǒng)方法，造價(jià)相對(duì)低廉，但需要耗費(fèi)繁重而危險(xiǎn)的體力勞動(dòng)。

3、 灌注樁試樁強(qiáng)度等級(jí)一般應(yīng)提高一級(jí)，且樁頂設(shè)加強(qiáng)樁帽。

4、灌注樁施工樁頂一般應(yīng)超灌，樁身混凝土應(yīng)滿足一定的充盈系數(shù)要求。

3 灌注支護(hù)樁在深基坑中的應(yīng)用

在實(shí)際工程中，樁基礎(chǔ)另一常見的工程應(yīng)用即為基坑支護(hù)中的支護(hù)樁。隨著目前商業(yè)體地下空間的需要，基坑深度逐漸增加，基坑支護(hù)的費(fèi)用占據(jù)整個(gè)工程費(fèi)用的比例也越來越大。然而，基坑支護(hù)作為一種臨時(shí)的防護(hù)結(jié)構(gòu)，如何在安全適用的前提下，節(jié)省基坑支護(hù)的工程造價(jià)，將值得我們進(jìn)行深思和探索。

目前，無錫地區(qū)深基坑（約7.0米以上）的支護(hù)樁型主要采取以下三種形式：PHC管樁、SMW工法樁、灌注樁。

同等條件下，三種支護(hù)樁基的每延米造價(jià)比較詳見下表：

表1 不同樁型造價(jià)對(duì)比表

從上表中可以看出：在基坑深度不太深（7.0米左右）的情況下，PHC管樁支護(hù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但是，對(duì)于更深的基坑，由于抗彎強(qiáng)度及樁長(zhǎng)限制（用作支護(hù)樁不允許接樁），PHC管樁則很少使用。

本文的工程實(shí)例為無錫市方廟睦鄰中心一期工程項(xiàng)目，位于方廟路與信成道交叉口西南側(cè)，規(guī)劃總建筑面積為23536.15平方米，總投資概算約1.99億元，地上2層，建筑高度9.15米，設(shè)計(jì)功能為：農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、便民商鋪及商業(yè)中心；地下2層，設(shè)計(jì)功能為：蔬菜配送中心、機(jī)動(dòng)車庫(kù)、非機(jī)動(dòng)車庫(kù)及設(shè)備用房等配套設(shè)施。

本項(xiàng)目基坑深度約8.55米，項(xiàng)目南側(cè)，西側(cè)，北側(cè)均為道路或規(guī)劃道路，東側(cè)為現(xiàn)有建筑（詳見下圖），地下室外墻距離東側(cè)現(xiàn)有建筑僅10.4米，東側(cè)基坑邊距離現(xiàn)有建筑僅7米，為了確?，F(xiàn)有建筑的安全，盡量減少本項(xiàng)目對(duì)其的影響，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位多次溝通敲定本工程基坑采用鉆孔灌注樁（東側(cè)）、鋼管斜支撐，結(jié)合放坡噴錨的支護(hù)形式。

基坑開始施工土方開挖前，施工單位編制了詳細(xì)的土方開挖方案組織設(shè)計(jì)，組織相關(guān)專家進(jìn)行方案論證并取得了認(rèn)可。土方開挖應(yīng)嚴(yán)格遵照分層分段開挖進(jìn)行，每層開挖深度不應(yīng)超過相應(yīng)土釘或錨桿以下300mm，分段長(zhǎng)度每次不超過20米為宜，嚴(yán)禁超挖，減少基坑無支護(hù)的暴露時(shí)間，并應(yīng)遵循先撐后挖的施工順序。每層土方開挖完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基坑監(jiān)測(cè)，確保變形量在容許范圍內(nèi)并最終收斂，若發(fā)生異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停止開挖并進(jìn)行回填處理。土方開挖過程中應(yīng)對(duì)基坑周邊地面進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免對(duì)周邊建筑造成不可挽救的影響。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)照片

現(xiàn)場(chǎng)鉆孔灌注支護(hù)樁施工嚴(yán)格按照?qǐng)D紙順序進(jìn)行；基坑開挖前就作出了系統(tǒng)的開挖監(jiān)測(cè)方案，對(duì)基坑邊緣外進(jìn)行監(jiān)控，目前現(xiàn)場(chǎng)基坑支護(hù)工程已施工完畢，監(jiān)控?zé)o明顯位移，未對(duì)相鄰建筑造成影響。

4 結(jié)語(yǔ)

灌注樁的設(shè)計(jì)時(shí)要在成熟經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上充分考慮場(chǎng)地條件、施工條件、造價(jià)等因素，灌注樁施工前要做好施工組織設(shè)計(jì)，確保工程順利進(jìn)行，對(duì)工程險(xiǎn)情應(yīng)有必要的處理措施，施工中要精確圖紙施工，實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理，為項(xiàng)目建設(shè)提供必要的保障。