深基坑管樁支護的影響效果研究

文/盧萍 廣東華固工程有限公司 廣東廣州 510014

1、引言

近些年，隨著城市化進程的推進，施工用地短缺、交通不暢、空間狹窄等現象十分突出，隨著對地面地下尋找發展空間，進而出現了大量的深基坑。這是一種十分繁瑣和巖土項目問題，包含土層屬性、地下水、周圍環境等因素。基坑支護框架通常是臨時性的，在支護設計中，怎樣充分兼顧到現場的地質條件、水文環境和周圍實際情況等，因地制宜的規劃出穩固性好、變化小、投資低、工期有所保障、施工難度小，即在多項指標研究下，整體效益最好的支護計劃，是對深基坑支護規劃者提出的一大挑戰，還是建設單位重點探究的問題。當前，基坑支護規劃對應用錨索的制約與項目質量為首要標準，大直徑的開挖灌注樁于基坑支護項目中的使用日益普遍。

2、工程介紹

2.1 基坑與周圍環境

擬建重要建筑結構是3棟超高層住宅小區，其余是地層商業工程和地下室，都是剪力墻構造。工程設總體的3層地下室。結合建設方提供的地勘數據信息、周圍路網管道信息、現場方向測繪結論，考慮基坑中300毫米深的排水槽后，基坑具體挖掘深度是14.2米，基坑周長為517.7米。基坑周圍紅線外具體環境為：基坑東邊是圍墻與30米寬有重車行駛的白塔路；南邊是20米寬規劃街道，街道對面是住宅樓；西邊是15米寬的規劃路；北邊是圍墻與24米寬規劃街道，街道對面是10層國稅局大樓。基坑白塔路一邊安全等級為Ⅰ級，其余是Ⅱ級。

2.2 水文地質環境

現場土層是常見韻律交叉沉積特點，基巖面變化很大。而且，擬建場地地貌是沖積層，現場內土層環境很差，基坑挖掘深度范圍內包括深厚軟土層。基坑西邊接近7層的噴粉樁符合基礎建筑，錨桿處理會損壞其建筑基礎，因此，該段采取鉆孔灌注支撐排樁加角撐的支撐模式。添加土錨有助于更好保障路面與地下管道穩定。基坑采取PHC-ABS00管樁支撐，管樁距離為1500毫米，有效長度為11.5米，最短是7.5米。

現場地下水種類是第四類疏松層間隙水與基巖巖溶水。結合鉆孔抽水測試結果，地下水作用半徑是86.2-92.9米，因此對基坑影響很大。疏松層間隙水的承壓性能較小，主要含水層是二層圓礫，其滲透性與富水性很好。

3、支護效果介紹

3.1 兩類支護樁受力情況

利用理正深基坑支撐構造設計系統7.0，對直徑是0.8米的C30鋼筋砼支護樁與Q235φ830×12.1的無縫鋼管支撐樁展開支護內力運算。通過研究表明，采取鋼管樁支護相對于鋼筋砼支護來說，其樁體的最大移動值較大，而樁體的最高彎矩就比鋼筋砼樁體小，但對樁體最大剪力布置也較小一些。研究其原因在于鋼筋砼支護樁剛度大于鋼管樁，指在水平力影響下位移較小，同理，鋼筋砼樁體剛度大，水平承載性能高，對應的樁體彎矩偏大，力分布時錨索承擔的錨拉力低；相反，鋼管柱剛度低，承載的水平剪力大小，對應的樁體承載的彎矩較小，力配置時錨索受力較大

3.2 監測結果數據分析

對周圍建筑結構、公路、地下管道與圍護墻頂移動的第三方監控結果加以分析，監測結果見表1所示。具體內容是：圍護墻頂豎向移動最大變化值為-4.18毫米，水平移動最大變化值為4.3毫米，移動量均很小；地下管道最大沉降為5.50毫米；周圍建筑結構豎向位移為4.82毫米；周圍公路豎向位移超過水平移動，最大豎向移動只有4.99毫米。即變形值均遠遠低于控制值，支護構造安全穩定。由此得知，采取管樁支護的位移監控結果略大一些，最大4.3毫米，采取鋼筋砼灌注樁支護，最大位移為3毫米，相差很小，變形較小，僅僅是規定的控制值30毫米的1/10，因此，采取鋼管樁支撐也完全可以符合要求，且工期較短。

表1 基坑圍護樁頂與周圍環境檢測數據和控制值

4、管樁支護的優缺點

灌注樁的優缺點：①優點：施工中幾乎不污染環境，不影響周邊居民的日常生活，無震動噪音，無出來土的麻煩；可以建設很大的樁子，尤其是比預制樁直徑更大的；各個場所均能應用；本身樁體的承載性能難以受其他因素的干擾，穩固性較好。②缺點：在持力層地下水位之下時，難以打孔，或是很難成孔；需要消耗大量人力資源，經費也會增多；工程施工中危險系數很大，若產生塌孔結果不堪設想；如果樁底雜質沒有徹底清除就澆灌，出現樁底殘渣以后，極易導致樁體沉底不穩固或是難以進到土中等。

預應力管樁的優缺點：①優點：預應力管柱在設計中造價低，能采用便宜的砼展開設計。通常情況下，在各種樁型中，這種管樁的單位承載性經濟費用是最少的；操作簡單，速度快，周期短，簡單地說，在早期準備過程，設計至生產出有效的管樁只需3-4d；施工環節1臺設備能同步打7-8個樁體，操作簡單；能夠入土層很深，現場鋼筋，沒有淤泥運輸要求等。②缺點：管樁是擠土樁，對體質有很大限制，淤泥層很厚的土層，樁體極易偏位和傾斜；將管樁打進土中時，盡管管樁自身無影響，但是會導致地表晃動，出現較大噪聲，無淤泥但是可以出來土，且數量較多，這些均會污染自然環境。

結語：

經對鋼管樁與鋼筋砼灌注樁兩類支護模式在同個基坑的施工效果展開對比研究，利用鋼管樁開展施工效果較好、時間短，能回收、節省資源，減少工程造價。支護構造的豎向與最大水平移動，周圍道路與管線的變化都在相關規范標準允許范圍之內。