淺談“預(yù)應(yīng)力矩形樁”在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

陳子成 劉金濤 鄧旭

摘 要：通過相應(yīng)計(jì)算，確定預(yù)應(yīng)力矩形樁在基坑支護(hù)中應(yīng)用的條件。通過安全性、經(jīng)濟(jì)性、工期等因素的比較，確定矩形樁在基坑支護(hù)應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力矩形樁；基坑支護(hù)；應(yīng)用

1 引言

隨著城市的高速建設(shè)，人口的密集，使城市地下空間不斷地得以開發(fā)利用。基坑支護(hù)作為城市地下空間建設(shè)的重要一環(huán)在工程建設(shè)中也越來越受到重視，確立可靠的支護(hù)類型以保證基坑的安全性、經(jīng)濟(jì)性則尤為重要。以往的常規(guī)的支護(hù)結(jié)構(gòu)（例如鉆孔灌注樁等）需要在現(xiàn)場進(jìn)行加工，需要預(yù)留特定的施工場地，此外常規(guī)支護(hù)結(jié)構(gòu)有一定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，而且現(xiàn)場施工支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于環(huán)保也不利。所以基坑支護(hù)中選擇預(yù)制構(gòu)件可以大大縮短工期，且盡可能地減少施工揚(yáng)塵等污染。

2 預(yù)應(yīng)力矩形樁的參數(shù)

現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力矩形樁的常規(guī)樁長分為12.0m、15.0m兩種規(guī)格，其試用的基坑深度為4.0m～9.0m，可采用懸臂、加支撐等形式。

預(yù)應(yīng)力矩形樁配筋圖：

3 預(yù)應(yīng)力矩形樁與常規(guī)支護(hù)形式的對(duì)比

3.1 預(yù)應(yīng)力矩形樁與鉆孔灌注樁進(jìn)行對(duì)比

天津某小學(xué)教學(xué)樓地下為一層，施工時(shí)周邊環(huán)境寬松，基坑深度為4.7m，基坑面積約為1400m2，基坑開挖范圍內(nèi)均為粉質(zhì)黏土。原方案采用鉆孔灌注樁F600@900mm，有效樁長為12.0m。經(jīng)過計(jì)算，使用500mm×375mm矩形樁所得出計(jì)算結(jié)果與方案相似。

經(jīng)濟(jì)性比較：

本工程灌注樁與矩形樁均為12.0m。經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如下表所示：

由于灌注樁間距為900mm，矩形樁間距為600mm，折合成每延米造價(jià)如下表所示：

3.2 預(yù)應(yīng)力矩形樁與SMW工法樁進(jìn)行對(duì)比

對(duì)于工期較長、周邊環(huán)境復(fù)雜的工程，可用于替換SMW工法樁中的H型鋼，在降低造價(jià)的同時(shí)減小拔樁造成的安全隱患。

天津某研究基地地下地庫基坑深度6.4m，基坑面積約為32400m2；基坑開挖范圍內(nèi)存在粉質(zhì)黏土和較厚的粉土，原方案采

用SMW工法樁+一層混凝土水平支撐的形式，由于基坑面積較大，工期較長，H型鋼租賃費(fèi)用較高，故甲方要求用預(yù)應(yīng)力矩形樁代替H型鋼。原設(shè)計(jì)H型鋼型號(hào)為700x300x13x24@1200mm，預(yù)應(yīng)力矩形樁500x375，有效樁長均為12.0m。

經(jīng)濟(jì)性比較：

如上可知，SMW工法樁與預(yù)應(yīng)力矩形樁均能滿足計(jì)算要求。

本工程SMW工法樁中H型鋼與矩形樁均為12.0m。工程面積較大，基坑施工的預(yù)計(jì)工期為6～8個(gè)月。折合成每延米造價(jià)如下表所示：

4 結(jié)論

通過上述實(shí)例可知：

對(duì)于基坑深度不深（小于5m），且計(jì)算彎矩較小時(shí)，矩形樁是可以代替其他懸臂支護(hù)樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，矩形樁相比灌注樁施工便利，縮短工期（沒有混凝土養(yǎng)護(hù)過程），經(jīng)濟(jì)性也有一定的優(yōu)勢。

工期是影響SMW工法樁造價(jià)的重要因素，在支護(hù)類型的選取上對(duì)于工期較長、或SMW工法樁拔除對(duì)周圍環(huán)境容易造成不利影響時(shí)，選用預(yù)應(yīng)力矩形樁代替，安全性具有較大優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)性也有一定的優(yōu)勢。此外矩形樁在現(xiàn)階段基坑支護(hù)的應(yīng)用上還有以下幾點(diǎn)問題：（1）現(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力矩形樁生產(chǎn)廠家較少，導(dǎo)致貨源不足，價(jià)格缺乏競爭力，建設(shè)方選擇面較小，進(jìn)而影響其在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用。（2）預(yù)應(yīng)力矩形樁內(nèi)插入三軸水泥土攪拌樁中時(shí)，由于插入時(shí)間、樁間距過近等原因，會(huì)有少量樁體樁頂標(biāo)高有偏差的情況發(fā)生，此時(shí)需對(duì)相應(yīng)樁體進(jìn)行局部接樁，以滿足樁體與帽梁的連接構(gòu)造要求。（3）天津地區(qū)應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力矩形樁樁型比較單一，樁長為12.0m、15.0m，適用的基坑深度范圍面較窄（約4～10m）。在以后的工作中，開發(fā)出新的樁型、長度，以使其適用更多類型的深基坑，是亟待解決的問題。