预应力方桩在某基坑支护中的应用

胡福龙 贺 浩 曾维楚 龚艳霞 王焕龙

(武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北 武汉 430072)

预应力方桩在某基坑支护中的应用

胡福龙 贺 浩 曾维楚 龚艳霞 王焕龙

(武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北 武汉 430072)

结合工程实例，介绍了预应力方桩在基坑支护中的设计方案，阐述了方桩施工的要点，并探讨了方桩与冠梁的连接方式，指出预应力方桩在基坑支护中具有施工效率高、支护成本低和清洁环保等特点，应当在开挖深度不大于6 m、重要性等级不大于一级的城市基坑支护中进行推广。

预应力方桩，基坑支护，应用

预应力方桩相对钻孔灌注桩，因其施工效率高、成桩整体性好、施工成本相对较低、良好的环境保护效应以及作为工程桩能充分发挥竖向承载力的特性，已经被广泛应用于桩基础施工。但其作为支护桩由于受到侧向抗弯刚度较小的限制，在基坑工程中的应用相对较少。文章结合工程实例，对预应力空心方桩在基坑中作为支护桩的应用进行探讨。

1 工程概况

1.1 基坑概况

武汉红桥村城中村改造还建房工程H4地块3号基坑支护工程位于武汉市江岸区后湖红桥村。南侧为五洲大厦、武汉市司法局，基础类型为桩基础，建筑物距离地下室外墙最近约18 m。基坑设计±0.00=21.300 m，场地整平标高为20.600 m(-0.700 m)，基坑普挖标高-5.750 m～-7.200 m。地下室平面呈不规则矩形(北侧与1号基坑连接)，基坑周长约255 m，地下室开挖面积约2 400 m2。基坑重要性等级为二级(见图1)。

1.2 工程地质条件

1.3 水文地质条件

场区内地下水主要可分为两类：一类为上层滞水，赋存于第①层杂填土中，受大气降水和地表水渗透补给，其水位水量随季节性变化，无统一。第②层组粘土、淤泥质土属微透水层，为场地相对隔水层，有一定厚度。二类为孔隙承压水，赋存于下部砂性土层中，主要接受侧向补给，与长江存在较密切水力联系，实测上层滞水水位埋深0.80 m～1.80 m，水位标高：18.87 m～20.09 m。实测孔隙承压水位在地下3.20 m～4.60 m之间，标高16.31 m～17.45 m之间。

2 支护方案

2.1 支护方案设计

本基坑对于北侧普挖标高为-7.200 m的EFG和HJ段采用坑内被动区加固+φ800@1 300 mm的钻孔灌注桩支护，南侧普挖标高为-5.75 m的JABCDE段采用坑内被动区加固+PHS-B450(250)间距800 mm的预应力空心方桩支护。现就南侧BCDE段进行分析。1)方桩支护边线距离地下室外墙线为1 m，预留施工空间。2)方桩设计桩长为14 m，桩顶2.5 m范围采用1∶0.75的坡率放坡挂网喷混凝土。3)坑内被动区加固采用φ650@500 mm双轴搅拌桩，共设置24排。本基坑采用天汉软件计算，计算参数如表1所示。

BCDE段计算图见图2，剖面图见图3。

2.2 稳定性分析

基坑开挖至坑底后，计算结果如图4所示。

基坑开挖至坑底后，最大位移为16 mm，满足DB 42/159—2012基坑工程技术规程规范要求。根据04G361《预制钢筋混凝土方桩》图集，PHS-B450(250)型方桩抗弯承载力设计值Mu=273 kN·m。该工程中支护桩最大弯矩Mmax=189 kN·m

表1 基坑计算土层参数

3 方桩施工要点

3.1 方桩施工

工程位于中心城区，为保证文明施工，不采用施工噪声大的锤击桩机施工，而采用高效、环保的静压桩机施工。设计方桩桩长为14 m，考虑方桩接桩处为弯矩薄弱点，工程施工不得接桩，应定制桩长为14 m的单节方桩。1)桩机就位。桩机就位必须保证其水平，桩机稳固可靠，夹桩卡中心必须与桩位吻合，误差不大于20 mm，垂直度误差小于1%。2)吊桩、桩尖对中调直。禁止吊装过程中桩体下部在地上拖行，桩吊起后要观察桩体有无损伤、变形；桩对中应与地面桩位吻合，误差不大于5 mm，对中完成后要保持桩体垂直。3)沉桩。压桩应随时注意保持桩处于轴心受压状态，如有偏位及时调整，以免发生桩顶破坏和断桩事故；压桩过程中注意油压表的变化，如有异常应及时研究解决。当桩尖插入桩位后，微微启动压桩油缸，当桩入0.5 m时，测量员根据全站仪观测到的桩身倾斜情况指挥桩机驾驶员再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过2 mm。然后启动压桩油缸，把桩徐徐压下，沉桩的前三个行程应不断地用全站仪观测桩身倾斜情况并及时做出调整，控制施压速度。方桩设计桩间距为800 mm，施工时为避免相邻桩的挤土效应，需采用“隔桩跳压”的方法；压桩应连续，减少停顿次数与时间，避免产生过大的启动阻力。4)送桩。桩顶位于自然地面以下2.5 m，需送桩，采用送桩器送桩。当方桩桩顶距离地面约1 m时，采用送桩器将方桩压至设计标高处。5)终压。当桩顶标高达到设计标高后，即停止压桩。为保证后续冠梁施工效果，应控制方桩桩顶位于同一标高。

3.2 方桩与冠梁连接

方桩与冠梁连接有两种方式：1)以方桩桩身为嵌入体，桩顶伸入至冠梁顶标高100 mm以下，采用方桩桩头与冠梁连接。冠梁混凝土浇筑时，以冠梁混凝土包裹方桩桩头形成整体，如图5所示。2)方桩桩顶1 m～1.5 m范围内插入带托板的钢筋笼，钢筋笼主筋伸入冠梁内与冠梁主筋焊接。冠梁混凝土浇筑时，同时浇筑方桩桩顶内托板以上的空隙，从而将方桩与冠梁连接成整体，如图6所示。

4 结语

1)对于开挖深度不超过6 m、重要性等级为二级的基坑，根据实际情况，可选用预应力方桩进行支护。2)方桩作为支护桩不宜接桩，应采用单节桩，避免接头。3)预应力方桩作为支护桩相对于钻孔灌注桩具有施工快、污染少、成本低等优点，应在条件适合的基坑支护中加以推广。4)由于受到侧向抗弯性能的制约，方桩接头处为抗弯薄弱点。如何有效的解决预制方桩接头薄弱点的问题应继续进行深入探讨。

[1] DB 42/159—2012,基坑工程技术规程[S].

[2] 04G361,预应力钢筋混凝土方桩[S].

Application of prestressed square pile in the foundation support

Hu Fulong He Hao Zeng Weichu Gong Yanxia Wang Huanlong

(WuhanGeologySurveyFoundationEngineeringCo.,Ltd,Wuhan430072,China)

Combining with engineering examples, the paper introduces the design scheme of prestressed square pile in foundation support, elaborates the construction key points of square pile, explores the connection method of square pile and crown beam, and points out prestressed square pile features including high construction efficiency, low support cost and clean and environmental protection and so on, which should be promoted in urban foundation support with less than 6 m of excavation depth and less than grade 1 importance.

prestressed square pile, foundation support, application

2015-06-24

胡福龙(1988- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)25-0096-02

TU463

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