陳斌 丁洪元 寧國立

（中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，湖北武漢 430080）

壓漿型鋼樁在基坑支護(hù)工程中的應(yīng)用

陳斌 丁洪元 寧國立

（中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，湖北武漢 430080）

根據(jù)某車道基坑場地狹小、周邊環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)，選用小型鉆機(jī)即可施工的壓漿型鋼樁對該基坑進(jìn)行支護(hù)，并對壓漿型鋼樁的施工進(jìn)行了闡述，為類似條件下的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供一定的參考。

復(fù)雜環(huán)境條件，基坑支護(hù)，壓漿，型鋼樁

1 工程概況

某工程位于城市中心地帶，地皮價(jià)格可謂是寸土寸金，開發(fā)商為充分利用規(guī)劃用地，地下室的邊線離規(guī)劃用地紅線的最近距離大約為3 m～4 m，紅線外為待拆遷的2層～3層居民樓。該工程為了盡可能的給上部結(jié)構(gòu)騰出施工空間及施工道路，前期僅對地下室的基坑進(jìn)行了支護(hù)，待上部主體結(jié)構(gòu)施工完成后才單獨(dú)對位于地下室以外的車道基坑進(jìn)行支護(hù)。車道外墻軸線離3層居民樓外墻邊線的最近距離為2.40 m，支護(hù)區(qū)域開挖深度為2.00 m～3.50m。

2 場地巖土工程條件

根據(jù)勘察報(bào)告，場地地貌上屬長江Ⅲ級階地，與基坑支護(hù)有關(guān)的地層從上至下依次為:①雜填土（Qm），呈松散狀態(tài);②粉質(zhì)粘土（Qal4），呈可塑～硬塑狀態(tài);③粘土（Qal+pl3），呈硬塑狀態(tài)。地下水主要為賦存于①層雜填土中的上層滯水，主要受大氣降水、生活用水等補(bǔ)給，其水位、水量隨季節(jié)而變化。地層的計(jì)算參數(shù)見表1。

表1 地層參數(shù)計(jì)算表

3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 方案選擇

由車道外墻軸線離3層居民樓外墻邊線的最近距離為2.40 m，上部結(jié)構(gòu)已封頂，車道基坑施工場地狹小，不便于大型機(jī)械的進(jìn)場和施工;坑底為硬塑狀態(tài)的老粘土、坑壁主要為可塑～硬塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土和硬塑狀態(tài)的老粘土;基坑開挖深度為2.00 m～3.50 m，結(jié)合該地區(qū)的基坑設(shè)計(jì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并考慮施工可行性及經(jīng)濟(jì)性的前提下，采用懸臂壓漿型鋼樁作為支護(hù)方式。

3.2 基本理論

考慮場地的平面布置及施工作業(yè)條件，地面超載按15 kPa考慮，居民樓樓層荷載按每層15 kPa考慮?；臃侄芜M(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算。土壓力采用朗肯土壓力，水土合算。

支護(hù)計(jì)算時(shí)，樁的入土深度根據(jù)等值梁法和樁端嵌固的土層性質(zhì)綜合確定，采用彈性抗力法（桿件有限元法）計(jì)算樁身內(nèi)力和樁的變形，其模型如圖1所示。

圖1 彈性抗力法計(jì)算模型

土抗力彈簧的水平反力系數(shù)可按下式計(jì)算:

式中:m——土的水平反力系數(shù)的比例系數(shù)，kN/m4，對多層土，按不同土層分別取值;

z——計(jì)算點(diǎn)距地面的深度，m;

ho——計(jì)算工況下的基坑開挖深度，m。

第i土層的水平向抗力系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù)m（kN/m4）可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:式中:φik——第i土層內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值，（°）;

cik——第i土層粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa;

Δ——基坑底面處位移量，可取10 mm;

ξ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般粘性土取1.0;老粘性土取1.8。

3.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

支護(hù)樁采用28a工字鋼，樁排間距500 mm，樁長4.5 m～9.0 m?；又ёo(hù)計(jì)算采用《天漢軟件》ver2005.1中“樁錨2005”模塊，各段具體計(jì)算及設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。樁頂鎖口梁按構(gòu)造要求，采用2根28a工字鋼焊接組成。

表2 支護(hù)樁計(jì)算及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.4 地下水處理設(shè)計(jì)

場地地下水為上層滯水，基坑開挖后，可對坑壁產(chǎn)生侵蝕和滲透破壞，應(yīng)采取封堵和疏導(dǎo)措施，具體如下:

1）在坡頂設(shè)置截排水溝，過水?dāng)嗝娉叽鐬?00 mm×300 mm，采用紅磚砌筑;

2）在坑底設(shè)置若干集水坑進(jìn)行明排，匯集上層滯水后，用水泵抽排至坑頂明渠;

3）對場內(nèi)周圍地面進(jìn)行硬化，設(shè)置50 mm厚C15混凝土。

4 基坑支護(hù)施工及監(jiān)測要求

4.1 壓漿型鋼樁施工要求

壓漿型鋼樁樁排施工采取跳打法，其具體施工程序如下:

1）采用鉆機(jī)引孔成樁，成孔直徑350 mm，將工字鋼壓入孔內(nèi)前按500 mm間距錯(cuò)位打花眼;

2）工字鋼置入孔內(nèi)后，應(yīng)預(yù)埋高強(qiáng)注漿管（至工字鋼底部），充填粒徑20 mm～30 mm碎石，最后壓力注入水泥漿;

3）注漿應(yīng)使?jié){液從孔內(nèi)溢出較濃的帶有碎石的漿液為止，以確保鋼樁樁體與樁外土體能形成整體。

4.2 土方開挖要求

基坑開挖前，應(yīng)做好坑頂周邊截排水的設(shè)施，對坡頂1 m～2 m范圍內(nèi)的地面采用厚3 cm～5 cm的C15混凝土作硬化處理，防止地表雨水對坑壁浸潤沖蝕;基坑開挖中應(yīng)做好坑內(nèi)積水排放。

土方開挖必須和土釘掛網(wǎng)支護(hù)施工密切配合，減少無支護(hù)暴露時(shí)間，采取分層分段開挖，每層開挖深度應(yīng)滿足施工要求，每日開挖長度應(yīng)滿足當(dāng)日支護(hù)作業(yè)能力，不得超挖。

基坑開挖后，地下室土建單位應(yīng)盡早進(jìn)場，作好下步土建施工的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，減少基坑暴露時(shí)間。

4.3 基坑監(jiān)測要求

本基坑雖然開挖深度不深，但由于離3層居民樓較近，基坑開挖過程中及土方開挖完成后應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。

監(jiān)測內(nèi)容包括:

1）支護(hù)樁樁頂?shù)孛嫠轿灰萍俺两涤^測;

2）居民樓的地面沉降觀測;

3）土體及支護(hù)樁深層水平位移觀測（測斜）。

監(jiān)測頻率不得少于2 d一次。當(dāng)暴雨階段或出現(xiàn)異常情況時(shí)應(yīng)增加監(jiān)測次數(shù)，監(jiān)測結(jié)果（包括圖表）及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)、監(jiān)理等有關(guān)各方。

水平位移及沉降警報(bào)值:總變形為20 mm，或連續(xù)2 d～3 d以上變形速率達(dá)到5 mm/d。

5 結(jié)語

1）基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)理論與實(shí)際聯(lián)系緊密的工作，既要考慮支護(hù)的安全性、經(jīng)濟(jì)性，又要考慮現(xiàn)場實(shí)際的施工可行性。2）采用壓漿型鋼樁進(jìn)行基坑支護(hù)，具有施工占地空間小、對周邊環(huán)境影響較小等優(yōu)點(diǎn)。

［1］DB 42/159-2004，基坑工程技術(shù)規(guī)程［S］.

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

［3］劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

The application ofm ud-jacking shape steel piles in foundation pit supporting engineering

CHEN Bin DING Hong-yuan NING Guo-li

（Wuhan Survey Research Institute Limited Company，China Metallurgical Group，Wuhan 430080，China）

According to the foundation pit of a driveway with the characteristics of a narrow site and complex surrounding environment，choosing mud-jacking shape steel pile which can be constructed by small drill to support the foundation pit，and then illustrating the construction ofmudjacking shape steel pile，which can provide certain reference for the foundation pit supporting design under similar conditions.

complex environment condition，retaining and protecting for foundation pit，mud-jacking，shape steel pile

TU463

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.18.137

1009-6825（2012）18-0090-02

2012-03-13

陳斌（1984-），男，助理工程師