预制管桩在基坑支护中的应用

杜文哲 王磊

摘要：深圳地区软土层中进行基坑开挖，支护桩一般采用钻孔桩、加强搅拌桩等，由于软土层的特殊性质导致成桩时间长，影响整个基坑支护工期。本文通过预制管桩在软土地层基坑支护中的成功案例，说明其在软土地层基坑支护中的可行性。

关键字：深圳地区预制管桩基坑支护

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

Abstract: shenzhen area in soft soil foundation pit excavation and retaining pile of bored piles, strengthen the general use of the mixing pile, because soft soil layer to the special properties of the pile time long, affects the foundation pit construction period. This article through the precast piles in soft soil layer of foundation pit supporting successful cases, in soft soil layer that the foundation pit supporting the feasibility.

Key words: precast pile foundation pit in shenzhen area

一、概述

近年来，深圳地区发展迅猛，用地日趋紧张，很多建筑不得不建设在了之前认为不适宜建筑的场地上，尤以软土层分布区域最为突出。目前，软土地区建设大多设置1~2层地下室，基坑开挖深度多在8米以内，支护形式多采用桩+注浆土钉，支护桩型通常为钻孔桩、加强搅拌桩等，由于软土层的特殊性质导致成桩时间长，影响整个基坑支护工期，在基坑开挖深度不太大的情况下亦不经济。

二、工程概况

拟建场地位于深圳市南山区，占地面积约3万㎡，拟建商住楼10栋，地上22~32层，框架剪力墙结构，设一层地下室。

场地地貌单元为滨海平原，原地势低洼，后经填土平整。根据场地勘察报告，场地内岩土层按成因自上而下可分为：第四系人工填土层、第四系海陆交互相淤泥质土、中粗砂及粉质粘土层。基坑底均位于淤泥质土层中。

基坑北面为在建市政道路箱涵工程，紧挨基坑施工；南面为堆土区，较场地±0.00高约10米，对基坑开挖影响非常大；基坑西面约30米为地铁施工线路，对基坑支护的要求非常高；基坑东面为已建市政道路，亦对基坑支护的要求非常高。总体来讲，基坑周边环境地质条件复杂。

基坑开挖深度为5.6米，考虑到工期及施工质量的因素，采用了预制管桩+土钉联合支护，坡面挂网喷面。典型剖面如下图2.1所示：

图2.1基坑支护剖面图

三、技术要求

1、管桩

采用Φ600AB型预制管桩，间距1.0m，桩长以穿过淤泥或淤泥质土层进入下卧土层不少于3m为准，本次设计桩长为12m。管桩顶以下6.0m采用C25砼浇实。桩身设置连接筋与土钉加强筋焊接连接。

2、土钉

采用D48δ3.0钢管，长度6~12m，倾角10º，施工过程中可适当调整，尽量保证土钉设置在填土层中。设计抗拔力3KN/m。

击入式高压注浆，采用成孔法施工时成孔直径不小于100mm。水泥采用P.O42.5普硅水泥，水灰比0.45~0.50。注浆压力不小于0.5MPa，压浆量不小于30kg/m。

施工前应进行土钉基本抗拔力试验，以确定土钉与土体之间的抗剪强度及有关施工参数。数量不少于3根，如遇地层情况复杂，可适当增加。

3、挂网喷面

挂网采用Ф6.5@250×250钢筋网，并横向沿土钉设2Ф16加强筋。

喷射砼原材料宜采用P.O42.5普硅水泥，干净的中粗砂和粒径小于15mm的砾石，配合比为:水泥:砂:石子＝1:2:2.5，喷料应搅拌均匀，随拌随用，水灰比为0.45~0.50。喷射厚度100mm。

4、土方

①基坑土方开挖必须配合支护结构施工分段分层、均衡对称、先中间后四周的原则进行，严禁超挖，在参考监测结果未出现异常现象后进行下一层开挖。分层高度小于1.5m，且不低于土钉端头标高以下500mm，分段长度宜为20m。

②开挖过程中，挖斗严禁碰撞支护结构，开挖到位严禁超挖。

③施工时必须做好基坑内滞水和雨水的排除工作。

④土方施工接近基底时，注意和观察基底（淤泥）可能的隆起反应，必要时可采取监测手段，防止淤泥层滑移所造成该层强度的破坏。

5、监测、检测

施工监测委托了有资质的第三方单位进行。

除常规材料检验外，其它检测均按相关规范、规程执行了。

四、监测结果

基坑开挖之前，甲方委托了第三方进行基坑监测工作。开挖后一周沉降、位移较大，但也在设计允许范围内。沉降、位移监测结果详见图4.1、图4.2：

图4.1开挖后一周基坑累积沉降量曲线图（mm）

图4.2开挖后一周基坑累积位移曲线图（mm）

开挖一周后接下来的监测结果显示，沉降、位移均趋于稳定。沉降速率、累积沉降量偏大，但均在设计、规范允许范围之类。最后通过实地考察分析，发现淤泥层之上有一层粗砂强透水层，是勘察报告未查明的，属勘察工作的疏忽。若勘察报告查明该层，支护方案亦会考虑止水措施，沉降速率、累积沉降量是可以大大减小的。

综上，说明该支护形式是行之有效的。

五、结论及存在的问题

从监测结果及现场实际情况来看，本次基坑支护是成功的，主要体现在以下几个方面：

1、利于安全文明施工。支护桩改为管桩后，没有泥浆产生，无需泥浆外运，现场秩序得到保证，利于安全文明施工。

2、缩短了工期。原方案采用钻孔桩+土钉，工期为3个月，支护桩改为管桩后，实际施工工期为1个半月，只为原方案的一半。

3、节省了造价。原方案预算造价为580万，支护桩改为预制管桩后，实际支护费用为320万。

由于管桩的预制性，直径、长度均有固定的规格，因此对其适用范围产生较大影响，主要表现在以下几个方面：

1、预制直径的闲置，抗剪能力存在制约，因此，适用的基坑深度不宜过大。为了适用于更深的基坑，需对管桩灌注混凝土并设置钢筋笼。

2、桩长规格的限制，预制管桩设计长度受限，若设计长度与实际配桩不符，可能会产生桩的浪费，设计时应作多方面对比，增加了设计的难度。

参考文献：

[1] 深圳市标准，深圳市基坑支护技术规范，2011

[2] 《工程地质手册》编委会，工程地质手册（第四版），2007

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。