侯德軍

人工挖孔樁不均勻配筋在深基坑支護中的應(yīng)用

侯德軍

結(jié)合具體工程實例,介紹了人工挖孔樁不均勻配筋在深基坑支護中的應(yīng)用,著重闡述了“人工挖孔樁+預(yù)應(yīng)力錨索”的基坑支護方案及相關(guān)參數(shù)設(shè)計,并通過監(jiān)測該基坑引起的樁土水平位移、地表沉降等得出了一些有益的結(jié)論。

深基坑,人工挖孔樁,支護方案,水平位移

1 工程概況

擬建場地位于深圳市南山區(qū)華僑城以西世界之窗公共汽車站西側(cè),北鄰近世界花園,南面緊鄰深南大道,與世界之窗隔路相望。基坑開挖深度：基坑底面絕對標(biāo)高為-5.20m,換算開挖深度東北西側(cè)約為 17.0m～20.4m,南側(cè)為 13.5m～14.5m。

2 工程地質(zhì)條件

擬建場地原始地貌為殘丘坡地,后經(jīng)人工開挖、平整,場地地面標(biāo)高介于 8.30m～15.47m之間。根據(jù)鉆孔揭露和室內(nèi)土工試驗結(jié)果,場地內(nèi)分布的主要地層自上而下依次為：

①素填土：褐紅、褐黃色,以粘性土為主,含少量碎石及生活垃圾,局部有填塊石,稍濕 ～濕,松散狀態(tài)。②含礫粘土：褐紅、褐黃色,以粘性土為主,不均勻含有石英礫 8.6%～38.3%,局部地段含砂量較高,具網(wǎng)紋狀結(jié)構(gòu),稍濕 ～濕,可 ～硬塑狀態(tài),部分為堅硬狀態(tài)。③礫質(zhì)粉質(zhì)粘土：褐紅、褐黃夾灰白色,由粗?；◢弾r風(fēng)化殘積而成,原巖結(jié)構(gòu)仍可辨,除石英砂礫外其他礦物均風(fēng)化成粘性土,石英含量 1.6%～47.4%,稍濕,可 ～硬塑狀態(tài)。

3 支護方案選擇

根據(jù)場地的地質(zhì)條件,考慮工程周邊環(huán)境、安全要求、工期及經(jīng)濟等條件,在保證基坑安全、工期要求較短、經(jīng)濟投入力求節(jié)省的前提下,選擇了“人工挖孔樁 +預(yù)應(yīng)力錨索”的基坑支護方案。

1)根據(jù)基坑周邊環(huán)境及土層條件,結(jié)合基坑設(shè)計開挖深度,進行分區(qū)段支護設(shè)計;2)場區(qū)內(nèi)基坑先放坡至 7.0m,8.0m,9.0m樁頂標(biāo)高,從而減短樁身長度及減輕樁的受力;3)采取支護樁不對稱配筋法,克服圓形截面受彎構(gòu)件鋼筋承載能力不能充分發(fā)揮的缺點。

4 設(shè)計計算情況

4.1 計算參數(shù)調(diào)整

考慮到深基坑開挖后地基應(yīng)力解除,土中裂隙進一步發(fā)育,開挖暴露時間過長,各種水浸潤軟化土質(zhì)等因素,結(jié)合已有的工程經(jīng)驗,對地質(zhì)報告中內(nèi)聚力 C值進行適當(dāng)調(diào)整,使設(shè)計參數(shù)更趨于合理,調(diào)整后的設(shè)計參數(shù)見表 1。

表1 土層力學(xué)性能及設(shè)計參數(shù)取值

4.2 計算理論

根據(jù)周邊環(huán)境荷載情況,采用朗肯—庫侖經(jīng)典土壓力理論計算土壓力。并分別采用等值梁法和考慮樁、土、錨索共同作用和開挖次序的有限元法進行比較計算。

4.3 工程樁布置

工程支護樁按設(shè)計計算區(qū)段分為三段,樁徑采用直徑 1 200mm,樁芯混凝土強度為C 25商品混凝土,樁中心間距為 2 300mm及2 100mm,同時視周邊環(huán)境狀況,確定了不同的樁頂標(biāo)高,具體支護樁設(shè)計內(nèi)容見表 2。

表2 支護樁設(shè)計

4.4 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計

經(jīng)計算核定,錨索設(shè)計及布置情況見表 3,錨索腰梁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),錨索灌漿采用P.O 32.5R普通硅酸鹽水泥拌制。水灰比為 0.45～0.55。

表3 預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計

5 監(jiān)測結(jié)果及分析

5.1 監(jiān)測布置及監(jiān)測儀器

在基坑周邊布置坡頂監(jiān)測點,在樁頂布置水平位移監(jiān)測點,在周邊建筑物布置沉降位移點,對整個基坑開挖施工引起的樁土傾斜、土層分層沉降、樁土水平位移和地表沉降等進行監(jiān)測。本次在基坑坑頂每隔 30 m設(shè)一個沉降及水平位移觀測點,在周邊建筑物上每棟樓布置 6個 ～8個變形觀測點,觀測其水平及垂直變形。

監(jiān)測儀器采用蘇光DSZ-2自動安平水準儀,FS-1型測微器,SET2B全站儀。

5.2 監(jiān)測結(jié)果

1)樁頂位移監(jiān)測典型變化曲線見圖 1。

2)監(jiān)測樁頂水平位移結(jié)果見表 4,表 5。

表4 沉降觀測點成果(一) mm

表5 沉降觀測點成果(二) mm

3)結(jié)果分析。a.基坑在土方開挖過程中引起的支護樁變形和土體的沉降位移均屬較穩(wěn)定的變形;b.基坑開挖及暴雨對樁頂位移影響較大,雨季必須及時抽排基坑內(nèi)外積水;c.基坑支護系統(tǒng)陽角區(qū)域穩(wěn)定性較差,必須作為重點監(jiān)測對象,如在基坑支護角點E點,在樁頂位移最大為 28.6mm,并在壓頂梁面上出現(xiàn)裂縫,寬度在0.1mm～1.0mm之間;d.監(jiān)測信息及時反饋給業(yè)主及設(shè)計、施工方,在陽角區(qū)域出現(xiàn)變形過大及裂縫有發(fā)展趨勢,采用在陽角一段區(qū)域增加一排預(yù)應(yīng)力錨索,起到了較好的穩(wěn)定作用;e.基坑周邊臨時設(shè)施及建筑材料的堆載造成樁身位移較大,如在陽角支護樁頂施工方搭建了兩層的活動板房作為施工人員宿舍,造成樁頂水平位移 28.6mm。

6 結(jié)語

1)本工程設(shè)計思路是正確的,達到了安全、經(jīng)濟合理以及工期要求,在設(shè)計中采取上部(樁頂)土釘墻支護,下部采用人工挖孔樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索支護體系,人工挖孔樁不對稱配筋等一系列技術(shù)措施是可行的,得到了業(yè)主的認可;

2)采取信息化施工,及時反饋監(jiān)測數(shù)據(jù),在基坑陽角區(qū)域增加一排預(yù)應(yīng)力錨索等措施,保證了基坑的安全運行;

3)整個基坑從監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果來說,樁頂?shù)奈灰坪统两?周邊建筑物的沉降,均控制在允許范圍之內(nèi),達到了預(yù)期的效果;

4)在設(shè)計過程中,雖然考慮了陽角部位的位移會相對較大,在設(shè)計中雖有加強措施,但考慮還不夠充分,導(dǎo)致該點的位移較大,且在樁頂冠梁出現(xiàn)裂縫。

[1]JGJ 120-99,建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

[2]GB 50086-2001,錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范[S].

[3]SJG 05-96,深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

[4]魏賢敏.場地巖土工程勘察報告[R].深圳：深圳市勘察研究院,2004.

Application of uneven reinforcement of manual excavated pile in deep foundation pit

HOU De-jun

Based on specific project case,it introduce the app lication of uneven rein forcement ofmanual excavated pile in deep foundation pit design,mainly expounds the foundation support scheme of“artificial dig-hole pile+p restressed arch cable” and relevant parameter design,and obtains some beneficial conclusions by surveying pile earth horizontal displacementand ground surface settlementand so on.

deep foundation pit,manual excavated pile,support scheme,horizontal disp lacement

TU472.3

A

1009-6825(2011)09-0079-03

2010-12-19

侯德軍(1976-),男,工程師,深圳市工勘巖土工程有限公司,廣東 深圳 518026