预应力管桩加内支撑技术在深基坑支护中的应用

佘远健

（江苏南通六建建设集团有限公司，江苏南通226500）

1 基坑概况

无锡会展中心工程位于无锡市太湖新城内，现场地势较为平坦，属长江三角洲河湖冲积平原地貌。地质层有素填土、淤泥质土、粉质黏土、黏土，工程基坑长约320m，宽约125m，基坑开挖深度为自然地面以下4.5～10.5m，基坑采用深井井点和部分轻型井点降水，基坑围护主要采用复合土钉墙，复合土钉墙支护面积约9400m2，在基坑-5.3m 以下有800m长、5m 深的通风槽,其中120m 长、4.5m 宽、5m 深通风槽设计为垂直开挖（见图1），其余通风槽为放坡开挖。

图1 施工中的通风槽

2 通风槽支护方案选择

通风槽基坑需垂直开挖，必须采取支护措施，且支护不能拆除，要被基础掩埋，加上工程工期紧，基础部分不宜留设过多的施工缝，施工前确定了钻孔灌注桩、地下连续墙、钢板桩、截水加强型复合土钉墙、劲性水泥土搅拌桩、预应力管桩加支撑6 种支护方案，分别从各方案的造价、工期、文明施工、安全等方面比较论证后，借鉴在苏州百硕电脑污水厂的基坑支护经验，决定采用先张法预应力混凝土管桩加内支撑支护方案。管桩端进入第5 层粉质黏土，桩型号为PHC-500（120）ABC80-11，桩长10m，共224 根；内支撑采用DN450mm×20mm钢管，间距3m；该支护方案相对于钢筋混凝土灌注桩、钢筋混凝土连续墙、钢板桩、劲性水泥土搅拌桩、截水加强型复合土钉墙等支护方案造价低、工期短、无污染，预应力管桩可直接从工厂购买，与基础预应力管桩同时施工，直接利用静压桩机施工，不需另外投入施工机械，因此，可大大节省工期、机械进退场费用；管桩选用湖南长河机械有限公司生产的ZYB800J型液压静力沉桩机施工，施工速度快，且施工中噪声小、无泥浆产生，有利于文明施工。

3 施工流程

管桩定位放线→压入管桩→管桩上部土方开挖→截桩→管桩灌芯→管桩压梁施工→压梁养护→钢管内支撑安装→土方分层开挖→管桩间隙挂网喷浆护坡→支护监测、-8.1m 以下通风槽结构施工→钢管内支撑拆除→-5.3m 以下通风槽结构施工。

4 预应力管桩支护施工

4.1 管桩施工顺序

为避免沉桩过程中产生的挤土效应造成桩位偏移、桩体上浮，沉桩施工必须采用“自中间向两侧，先深后浅”的沉桩原则。根据排桩桩位布置，施工自中间开始，2 排同时进行，向两边间隔一桩跳打（见图2）。

图2 支护管桩施工

4.2 静力压桩工程施工要求及措施

静力压桩工程施工要求及措施包括：

1）每根桩根据轴线测放，并经有关人员复核后方可施工。桩机就位前施工员和班组必须进行桩位复查，凡误差大于10mm 应重新校正，校正后方可施工。

2）对中、调直。预应力管桩被插入夹桩的钳口（压桩帽）中后，将桩徐徐下降直至桩离地面约10㎝处，微调压桩机使桩中心对准桩位，并将桩压入土中0.5～1m，暂停压桩，从桩的2 个正交侧面校正桩身垂直度，待桩身垂直度偏差小于0.5%时才可正式开压。

3）施工时必须控制桩的垂直度，垂直度控制分2 步：第一步，先要观测桩机导杆的垂直度,直至符合要求；第二步，用经纬仪观测桩身垂直度，保证垂直度偏差在0.5%以内，桩的垂直度要进行反复多次调整。桩身入土3m 后，严禁用桩机调整其垂直度。

4）施打夹桩时，沉桩速度要严格控制。

5）桩顶标高控制。施工前，用水准仪测出自然地坪标高，每根桩按图纸有关数据进行计算和复核，准确计算送桩深度，确认无误，方可标于送桩器上，确保桩顶标高误差在规范允许范围内。

6）土方开挖到压梁底标高后，将桩高出部分截除，然后进行桩芯灌芯（见图3），其灌芯方法同工程抗拔桩灌芯，采用C40 微膨胀混凝土。

7）灌芯后进行桩顶压梁施工（见图4），压梁大小为600mm×600mm，采用C40 混凝土，为加快施工进度混凝土中掺入早强剂。

8）压梁拆模后开始焊接内支撑钢管（见图5）。

9）压梁强度达到70%以上时可开始进行槽内土方开挖，开挖时要做到分层、均衡，开挖到设计标高后立即浇筑混凝土垫层。

图3 支护管桩灌芯

图4 支护管桩压顶梁施工

10）开挖过程中，管桩之间打入1m 长Φ12mm 钢筋并挂钢丝网喷浆护坡（见图6），防止基础施工期间下雨造成桩间土方塌落，掉进基础钢筋内。

图5 支护管桩内支撑施工

图6 支护管桩间挂网喷浆

11）通风槽施工期间要做好管桩支护的监测工作，特别要做好基坑的降水工作，防止管桩间流砂发生。

5 内支撑拆除

待通风槽-8.1m 以下结构施工结束（见图7），槽侧墙混凝土强度达到C20 以上时，支护桩的侧压力可由通风槽侧墙承受，此时可拆除钢管内支撑，继续施工通风槽上部结构。

图7 支护管桩间结构施工

6 结语

无锡会展中心地下120m 长、4.5m 宽、5m 深通风槽基坑采用224 根预应力管桩加钢管内支撑的支护方案，有效保证了工程的施工进度、文明施工及安全，在整个施工过程中支护结构稳定，取得了较好的经济效益和社会效益。