预制管桩在基坑支护中的应用

预制管桩在基坑支护中的应用
摘要：深圳地区软土层中进行基坑开挖，支护桩一般采用钻孔桩、加强搅拌桩等，由于软土层的特殊性质导致成桩时间长，影响整个基坑支护工期。

本文通过预制管桩在软土地层基坑支护中的成功案例，说明其在软土地层基坑支护中的可行性。

关键字：：深圳地区预制管桩基坑支护
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一、概述
近年来，深圳地区发展迅猛，用地日趋紧张，很多建筑不得不建设在了之前认为不适宜建筑的场地上，尤以软土层分布区域最为突出。

目前，软土地区建设大多设置1~2层地下室，基坑开挖深度多在8米以内，支护形式多采用桩+注浆土钉，支护桩型通常为钻孔桩、加强搅拌桩等，由于软土层的特殊性质导致成桩时间长，影响整个基坑支护工期，在基坑开挖深度不太大的情况下亦不经济。

二、工程概况
拟建场地位于深圳市南山区，占地面积约3万㎡，拟建商住楼10栋，地上22~32层，框架剪力墙结构，设一层地下室。

场地地貌单元为滨海平原，原地势低洼，后经填土平整。

根据场地勘察报告，场地内岩土层按成因自上而下可分为：第四系人工填土层、第四系海陆交互相淤泥质土、中粗砂及粉质粘土层。

基坑底均位于淤泥质土层中。

基坑北面为在建市政道路箱涵工程，紧挨基坑施工；南面为堆土区，较场地±0.00高约10米，对基坑开挖影响非常大；基坑西面约30米为地铁施工线路，对基坑支护的要求非常高；基坑东面为已建市政道路，亦对基坑支护的要求非常高。

总体来讲，基坑周边环境地质条件复杂。

基坑开挖深度为5.6米，考虑到工期及施工质量的因素，采用了预制管桩+土钉联合支护，坡面挂网喷面。

典型剖面如下图2.1所示：
图2.1 基坑支护剖面图
三、技术要求
1、管桩
采用Φ600AB 型预制管桩，间距1.0m ，桩长以穿过淤泥或淤泥质土层进入下卧土层不少于3m 为准，本次设计桩长为12m 。

管桩顶以下6.0m 采用C25砼浇实。

桩身设置连接筋与土钉加强筋焊接连接。

2、土钉
采用D48δ3.0钢管，长度6~12m ，倾角10º，施工过程中可适当调整，尽量保证土钉设置在填土层中。

设计抗拔力3KN/m 。

击入式高压注浆，采用成孔法施工时成孔直径不小于100mm 。

水泥采用P.O42.5普硅水泥，水灰比0.45~0.50。

注浆压力不小于0.5MPa ，压浆量不小于30kg/m 。

施工前应进行土钉基本抗拔力试验，以确定土钉与土体之间的抗剪强度及有关施工参数。

数量不少于3根，如遇地层情况复杂，可适当增加。

3、挂网喷面
挂网采用Ф6.5@250×250钢筋网，并横向沿土钉设2Ф16加强筋。

喷射砼原材料宜采用P.O42.5普硅水泥，干净的中粗砂和粒径小于15mm 的砾石，配合比为:水泥:砂:石子＝1:2:2.5，喷料应搅拌均匀，随拌随用，水灰比为0.45~0.50。

喷射厚度100mm 。

4、土方
①基坑土方开挖必须配合支护结构施工分段分层、均衡对称、先中间后四周的原则进行，严禁超挖，在参考监测结果未出现异常现象后进行下一层开挖。

分层高度小于1.5m ，且不低于土钉端头标高以下500mm ，分段长度宜为20m 。

②开挖过程中，挖斗严禁碰撞支护结构，开挖到位严禁超挖。

③施工时必须做好基坑内滞水和雨水的排除工作。

④土方施工接近基底时，注意和观察基底（淤泥）可能的隆起反应，必要时可采取监测手段，防止淤泥层滑移所造成该层强度的破坏。

5、监测、检测
施工监测委托了有资质的第三方单位进行。

除常规材料检验外，其它检测均按相关规范、规程执行了。

四、监测监测结果结果
基坑开挖之前，甲方委托了第三方进行基坑监测工作。

开挖后一周沉降、位移较大，但也在设计允许范围内。

沉降、位移监测结果详见图4.1、图4.2：
-0.5
0.0
0.5
1.01.5
2.0
2.5
累积沉降量（m m ）
图4.1 开挖后一周基坑累积沉降量曲线图（mm ）
5
10
15202530
35
11-5-15
11-5-1611-5-1711-5-1811-5-1911-5-2011-5-21
11-5-22
累积位移量（m m ）
图4.2 开挖后一周基坑累积位移曲线图（mm ）
开挖一周后接下来的监测结果显示，沉降、位移均趋于稳定。

沉降速率、累积沉降量偏大，但均在设计、规范允许范围之类。

最后通过实地考察分析，发现淤泥层之上有一层粗砂强透水层，是勘察报告未查明的，属勘察工作的疏忽。

若勘察报告查明该层，支护方案亦会考虑止水措施，沉降速率、累积沉降量是可以大大减小的。

综上，说明该支护形式是行之有效的。

五、结论结论及存在的问题及存在的问题
从监测结果及现场实际情况来看，本次基坑支护是成功的，主要体现在以下几个方面：
1、利于安全文明施工。

支护桩改为管桩后，没有泥浆产生，无需泥浆外运，现场秩序得到保证，利于安全文明施工。

2、缩短了工期。

原方案采用钻孔桩+土钉，工期为3个月，支护桩改为管桩后，实际施工工期为1个半月，只为原方案的一半。

3、节省了造价。

原方案预算造价为580万，支护桩改为预制管桩后，实际支护费用为320万。

由于管桩的预制性，直径、长度均有固定的规格，因此对其适用范围产生较大影响，主要表现在以下几个方面：
1、预制直径的闲置，抗剪能力存在制约，因此，适用的基坑深度不宜过大。

为了适用于更深的基坑，需对管桩灌注混凝土并设置钢筋笼。

2、桩长规格的限制，预制管桩设计长度受限，若设计长度与实际配桩不符，可能会产生桩的浪费，设计时应作多方面对比，增加了设计的难度。

参考文献：
[1] 深圳市标准，深圳市基坑支护技术规范，2011
[2] 《工程地质手册》编委会，工程地质手册（第四版），2007。