深基坑管桩支护的影响效果研究

【摘要】文章以某深基坑支护规划方案进行分析，通过规划计算、建设与变形监控等层面进行对比研究，多指标下研究分析采取灌注桩与管桩支护的整体效益，对后期相似项目起到较大的指导与借鉴作用。

【关键词】深基坑；灌注桩；管桩；整体效益

1、引言

近些年，随着城市化进程的推进，施工用地短缺、交通不畅、空间狭窄等现象十分突出，随着对地面地下寻找发展空间，进而出现了大量的深基坑。这是一种十分繁琐和岩土项目问题，包含土层属性、地下水、周围环境等因素。基坑支护框架通常是临时性的，在支护设计中，怎样充分兼顾到现场的地质条件、水文环境和周围实际情况等，因地制宜的规划出稳固性好、变化小、投资低、工期有所保障、施工难度小，即在多项指标研究下，整体效益最好的支护计划，是对深基坑支护规划者提出的一大挑战，还是建设单位重点探究的问题。当前，基坑支护规划对应用锚索的制约与项目质量为首要标准，大直径的开挖灌注桩于基坑支护项目中的使用日益普遍。

2、工程介绍

2.1基坑与周围环境

拟建重要建筑结构是3栋超高层住宅小区，其余是地层商业工程和地下室，都是剪力墙构造。工程设总体的3层地下室。结合建设方提供的地勘数据信息、周围路网管道信息、现场方向测绘结论，考虑基坑中300毫米深的排水槽后，基坑具体挖掘深度是14.2米，基坑周长为517.7米。基坑周围红线外具体环境为：基坑东边是围墙与30米宽有重车行驶的白塔路；南边是20米宽规划街道，街道对面是住宅楼；西边是15米宽的规划路；北边是围墙与24米宽规划街道，街道对面是10层国税局大楼。基坑白塔路一边安全等级为Ⅰ级，其余是Ⅱ级。

2.2水文地质环境

现场土层是常见韵律交叉沉积特点，基岩面变化很大。而且，拟建场地地貌是冲积层，现场内土层环境很差，基坑挖掘深度范围内包括深厚软土层。基坑西边接近7层的喷粉桩符合基础建筑，锚杆处理会损坏其建筑基础，因此，该段采取钻孔灌注支撑排桩加角撑的支撑模式。添加土锚有助于更好保障路面与地下管道稳定。基坑采取PHC-ABS00管桩支撑，管桩距离为1500毫米，有效长度为11.5米，最短是7.5米。

现场地下水种类是第四类疏松层间隙水与基岩岩溶水。结合钻孔抽水测试结果，地下水作用半径是86.2-92.9米，因此对基坑影响很大。疏松层间隙水的承压性能较小，主要含水层是二层圆砾，其渗透性与富水性很好。

3、支护效果介绍

3.1两类支护桩受力情况

利用理正深基坑支撑构造设计系统7.0，对直径是0.8米的C30钢筋砼支护桩与Q235φ830×12.1的无缝钢管支撑桩展开支护内力运算。通过研究表明，采取钢管桩支护相对于钢筋砼支护来说，其桩体的最大移动值较大，而桩体的最高弯矩就比钢筋砼桩体小，但对桩体最大剪力布置也较小一些。研究其原因在于钢筋砼支护桩刚度大于钢管桩，指在水平力影响下位移较小，同理，钢筋砼桩体刚度大，水平承载性能高，对应的桩体弯矩偏大，力分布时锚索承担的锚拉力低；相反，钢管柱刚度低，承载的水平剪力大小，对应的桩体承载的弯矩较小，力配置时锚索受力较大

3.2监测结果数据分析

对周围建筑结构、公路、地下管道与围护墙顶移动的第三方监控结果加以分析，监测结果见表1所示。具体内容是：围护墙顶竖向移动最大变化值为-4.18毫米，水平移动最大变化值为4.3毫米，移动量均很小；地下管道最大沉降为5.50毫米；周围建筑结构竖向位移为4.82毫米；周围公路竖向位移超过水平移动，最大竖向移动只有4.99毫米。即变形值均远远低于控制值，支护构造安全稳定。由此得知，采取管桩支护的位移监控结果略大一些，最大4.3毫米，采取钢筋砼灌注桩支护，最大位移为3毫米，相差很小，变形较小，仅仅是规定的控制值30毫米的1/10，因此，采取钢管桩支撑也完全可以符合要求，且工期较短。

4、管桩支護的优缺点

灌注桩的优缺点：①优点：施工中几乎不污染环境，不影响周边居民的日常生活，无震动噪音，无出来土的麻烦；可以建设很大的桩子，尤其是比预制桩直径更大的；各个场所均能应用；本身桩体的承载性能难以受其他因素的干扰，稳固性较好。②缺点：在持力层地下水位之下时，难以打孔，或是很难成孔；需要消耗大量人力资源，经费也会增多；工程施工中危险系数很大，若产生塌孔结果不堪设想；如果桩底杂质没有彻底清除就浇灌，出现桩底残渣以后，极易导致桩体沉底不稳固或是难以进到土中等。

预应力管桩的优缺点：①优点：预应力管柱在设计中造价低，能采用便宜的砼展开设计。通常情况下，在各种桩型中，这种管桩的单位承载性经济费用是最少的；操作简单，速度快，周期短，简单地说，在早期准备过程，设计至生产出有效的管桩只需3-4d；施工环节1台设备能同步打7-8个桩体，操作简单；能够入土层很深，现场钢筋，没有淤泥运输要求等。②缺点：管桩是挤土桩，对体质有很大限制，淤泥层很厚的土层，桩体极易偏位和倾斜；将管桩打进土中时，尽管管桩自身无影响，但是会导致地表晃动，出现较大噪声，无淤泥但是可以出来土，且数量较多，这些均会污染自然环境。

结语：

（1）经对钢管桩与钢筋砼灌注桩两类支护模式在同个基坑的施工效果展开对比研究，利用钢管桩开展施工效果较好、时间短，能回收、节省资源，减少工程造价。支护构造的竖向与最大水平移动，周围道路与管线的变化都在相关规范标准允许范围之内。

参考文献：

[1]刘克文，阮永芬，贾谷荣，蔡司.深基坑管桩支护的影响效果分析[J].土木建筑工程信息技术，2018，10（04）：113-118.

[2]李茂.黄土地区深基坑双排桩支护结构设计方法及变形规研究[D].西安科技大学，2018.

[3]李智.钢管桩基坑支护稳定性模型试验及数值模拟[D].中国矿业大学，2017.

作者简介：

卢萍，广东华固工程有限公司，广东广州。