人工挖孔桩不均匀配筋在深基坑支护中的应用

侯德军

侯德军

结合具体工程实例,介绍了人工挖孔桩不均匀配筋在深基坑支护中的应用,着重阐述了“人工挖孔桩+预应力锚索”的基坑支护方案及相关参数设计,并通过监测该基坑引起的桩土水平位移、地表沉降等得出了一些有益的结论。

深基坑,人工挖孔桩,支护方案,水平位移

1 工程概况

拟建场地位于深圳市南山区华侨城以西世界之窗公共汽车站西侧,北邻近世界花园,南面紧邻深南大道,与世界之窗隔路相望。基坑开挖深度：基坑底面绝对标高为-5.20m,换算开挖深度东北西侧约为 17.0m～20.4m,南侧为 13.5m～14.5m。

2 工程地质条件

拟建场地原始地貌为残丘坡地,后经人工开挖、平整,场地地面标高介于 8.30m～15.47m之间。根据钻孔揭露和室内土工试验结果,场地内分布的主要地层自上而下依次为：

①素填土：褐红、褐黄色,以粘性土为主,含少量碎石及生活垃圾,局部有填块石,稍湿～湿,松散状态。②含砾粘土：褐红、褐黄色,以粘性土为主,不均匀含有石英砾 8.6%～38.3%,局部地段含砂量较高,具网纹状结构,稍湿～湿,可～硬塑状态,部分为坚硬状态。③砾质粉质粘土：褐红、褐黄夹灰白色,由粗粒花岗岩风化残积而成,原岩结构仍可辨,除石英砂砾外其他矿物均风化成粘性土,石英含量 1.6%～47.4%,稍湿,可～硬塑状态。

3 支护方案选择

根据场地的地质条件,考虑工程周边环境、安全要求、工期及经济等条件,在保证基坑安全、工期要求较短、经济投入力求节省的前提下,选择了“人工挖孔桩 +预应力锚索”的基坑支护方案。

1)根据基坑周边环境及土层条件,结合基坑设计开挖深度,进行分区段支护设计;2)场区内基坑先放坡至 7.0m,8.0m,9.0m桩顶标高,从而减短桩身长度及减轻桩的受力;3)采取支护桩不对称配筋法,克服圆形截面受弯构件钢筋承载能力不能充分发挥的缺点。

4 设计计算情况

4.1 计算参数调整

考虑到深基坑开挖后地基应力解除,土中裂隙进一步发育,开挖暴露时间过长,各种水浸润软化土质等因素,结合已有的工程经验,对地质报告中内聚力 C值进行适当调整,使设计参数更趋于合理,调整后的设计参数见表 1。

表1 土层力学性能及设计参数取值

4.2 计算理论

根据周边环境荷载情况,采用朗肯—库仑经典土压力理论计算土压力。并分别采用等值梁法和考虑桩、土、锚索共同作用和开挖次序的有限元法进行比较计算。

4.3 工程桩布置

工程支护桩按设计计算区段分为三段,桩径采用直径 1 200mm,桩芯混凝土强度为C 25商品混凝土,桩中心间距为 2 300mm及2 100mm,同时视周边环境状况,确定了不同的桩顶标高,具体支护桩设计内容见表 2。

表2 支护桩设计

4.4 预应力锚索设计

经计算核定,锚索设计及布置情况见表 3,锚索腰梁采用钢筋混凝土结构,锚索灌浆采用P.O 32.5R普通硅酸盐水泥拌制。水灰比为 0.45～0.55。

表3 预应力锚索设计

5 监测结果及分析

5.1 监测布置及监测仪器

在基坑周边布置坡顶监测点,在桩顶布置水平位移监测点,在周边建筑物布置沉降位移点,对整个基坑开挖施工引起的桩土倾斜、土层分层沉降、桩土水平位移和地表沉降等进行监测。本次在基坑坑顶每隔 30 m设一个沉降及水平位移观测点,在周边建筑物上每栋楼布置 6个～8个变形观测点,观测其水平及垂直变形。

监测仪器采用苏光DSZ-2自动安平水准仪,FS-1型测微器,SET2B全站仪。

5.2 监测结果

1)桩顶位移监测典型变化曲线见图 1。

2)监测桩顶水平位移结果见表 4,表 5。

表4 沉降观测点成果(一) mm

表5 沉降观测点成果(二) mm

3)结果分析。a.基坑在土方开挖过程中引起的支护桩变形和土体的沉降位移均属较稳定的变形;b.基坑开挖及暴雨对桩顶位移影响较大,雨季必须及时抽排基坑内外积水;c.基坑支护系统阳角区域稳定性较差,必须作为重点监测对象,如在基坑支护角点E点,在桩顶位移最大为 28.6mm,并在压顶梁面上出现裂缝,宽度在0.1mm～1.0mm之间;d.监测信息及时反馈给业主及设计、施工方,在阳角区域出现变形过大及裂缝有发展趋势,采用在阳角一段区域增加一排预应力锚索,起到了较好的稳定作用;e.基坑周边临时设施及建筑材料的堆载造成桩身位移较大,如在阳角支护桩顶施工方搭建了两层的活动板房作为施工人员宿舍,造成桩顶水平位移 28.6mm。

6 结语

1)本工程设计思路是正确的,达到了安全、经济合理以及工期要求,在设计中采取上部(桩顶)土钉墙支护,下部采用人工挖孔桩结合预应力锚索支护体系,人工挖孔桩不对称配筋等一系列技术措施是可行的,得到了业主的认可;

2)采取信息化施工,及时反馈监测数据,在基坑阳角区域增加一排预应力锚索等措施,保证了基坑的安全运行;

3)整个基坑从监测数据结果来说,桩顶的位移和沉降,周边建筑物的沉降,均控制在允许范围之内,达到了预期的效果;

4)在设计过程中,虽然考虑了阳角部位的位移会相对较大,在设计中虽有加强措施,但考虑还不够充分,导致该点的位移较大,且在桩顶冠梁出现裂缝。

[1]JGJ 120-99,建筑基坑支护技术规程[S].

[2]GB 50086-2001,锚杆喷射混凝土支护技术规范[S].

[3]SJG 05-96,深圳地区建筑深基坑支护技术规程[S].

[4]魏贤敏.场地岩土工程勘察报告[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

1009-6825(2011)09-0079-03

2010-12-19

侯德军(1976-),男,工程师,深圳市工勘岩土工程有限公司,广东深圳 518026