PHC管桩等围护结构在某基坑工程中的运用

【关键词】PHC管桩；支护；围护；施工要求；应急措施 

　　1 工程概述 

　　北海某工程，总建筑面积约45000m2；采用PHC管桩围护结构的18#楼总建筑面积35551m2，其中，地下建筑面积：2880m2，地上建筑面积：32712m2，地上34层，地下1层，剪力墙结构；14#楼建筑面积9616m2，地上18层，框剪结构。14#楼与18#楼地下室剪力墙之间的距离最近处5.38米。 

　　2 基坑和地质情况 

　　为了保证工程质量和基坑施工安全，首先优选综合实力和信誉良好的地勘单位进行现场勘察工作，其次督促监理单位加强对现场勘察工作的监督和管理，确保现场地质情况的准确性。具体情况如下： 

　　2.1 18#楼基坑综合情况 

　　18#楼的地下室设计将北边的主楼基础为800mm厚筏板基础，南边非主楼部分设300mm厚的筏板作抗水板。主楼部分挖深为：-6.55 （垫层底标高），300mm厚的抗水板部分挖深至-5.65，局部挖深电梯井挖至-8.55m，其他局部挖深在6.55至8.55间。因场地为-2.00标高，所有挖深在实际开挖时应减去2 m的深度，本基坑为二级基坑。 

　　2.2 基坑周边环境情况 

　　东、西、北边最近点离18#楼地下室外墙为10.4 m，对基坑无影响。南边80 m与同一标段的14#楼主体较近，最近处5.38 m，与14#楼的电梯井基础边3.88 m，边坡必须要承受已先施工的14#楼共14层楼产生的侧压力。两栋楼基础高差 2.5m，此处两楼之间及中间的止水桩与防护桩关系复杂。场地确认开挖基坑范围内没有地下管线。 

　　2.3 地质情况 

　　2.3.1 地层土情况： 

　　据地勘钻探表明，场地岩土层自上而下主要由素填土、含粘性土粗砂、含粘性土砾砂、粗砂以及粘土组成，根据土的成因类型和结构特征。 

　　2.3.2 地下水位的测定 

　　本工程14#楼塔吊基础及基坑先行开挖，开挖过程中测得周边地下水位为：-3.85 m。 

　　2.3.3 勘察单位对护坡和止水的建议 

　　根据地质资料所述，18号楼建议采用钻孔灌注桩支护，钻孔灌注桩既能护坡又起挡水作用。本场地对采用水泥搅拌桩止水方案有利，在基坑外围打1-2排水泥搅拌桩，桩长打至粘土层，该层土埋藏浅，隔水性好，这样把整个基坑封闭起来，达到止水目的。对护坡也起到一定作用，对周边建筑物无影响，应为首选方案。 

　　3 止水围护方案的确定 

　　根据地勘报告的内容和建议，要求设计单位详细对围护设计方案进行优化，并邀请专家参与全过程设计，对设计方案的可行性提出宝贵的建议，并对最终确定的设计方案进行论证，确保围护施工时的安全性。具体设计方案内容如下： 

　　3.1 止水桩采用φ600水泥搅拌桩，中间重叠交叉200mm不间断方案。支护部分与止水桩结合进行。 

　　3.2 支护桩 

　　3.2.1 本项目的支护桩模型设想采用钢筋砼灌注桩支护,主要考虑因素是：14#楼的有效防护、没有工作面开挖时进行垂直开挖的边坡支护、因在基坑的南边堆放钢材所产生的侧压力所需对基坑的支护。按照地勘单位的建议应优先采用桩径为φ800钢筋砼灌注桩保证支护安全；缺点是施工周期长。 

　　3.2.2 确定方案：为了抢在北海雨季前完成地下室施工，必须缩短施工周期，在空间允许下调整采用PHC预应力管桩进行支护，满足围护安全下节约施工时间。管桩的选型由地勘单位按照周边因素重新建模计算，经验算后选择φ500预应力管桩替代φ800钢筋砼灌注桩，桩头采用800*600冠梁连接，在中部采用局部土钉锚杆加强，达到抗剪和抗弯要求。止水采用桩与桩之间打两排φ600水泥搅拌桩，形成前后排止水桩。 

　　3.2.3 桩间土的护坡方法 

　　垂直开挖后，支护桩之间的土裸露在外，易受雨水的侵袭，为此，在桩间土（经过固化处理的）表面按打入土钉（间距1000mm的φ8钢筋，长约700一头打弯卡住钢丝网+挂钢丝网，规格为50mm×50mm×2mm+抹水泥砂浆50厚的做法。 

　　3.3 排水沟的设置 

　　基坑排水采用坑内和坑外集中排水的方式：在坡脚处和离边坡顶约1.2m沿坑四周均设置300X300断面的排水明沟,将水统一汇集到集水井后排入沿坡顶设置的PVC管，由管排入北面低洼处。 降水及排水用的排水总管采用φ300PVC管，沿基坑周边布设，统一排放。 

　　3.4 监测措施 

　　3.4.1 观测点的设置：有支护桩的按20 m设一个点，14#楼北面墙设三个观测点；基坑周边地表竖向位移观测设在转角处和中间部位。 

　　3.4.2 监测的预警值设定为20mm或坑顶水平位移连续3d大于5mm/d。 

　　3.5 止水支护方案的确定： 

　　结合本工程实际特点，根据“安全、经济、快捷施工”的原则，选择采用东西北三侧自然放坡开挖；南侧PHC管桩支护，近14#楼处局部土钉锚杆加强围护，外围止水采用水泥搅拌桩的围护方案是比较经济合适的。 

　　4 施工要求和现场监测 

　　4.1 施工要求 

　　施工准备阶段，组织施工单位和监理单位召开专题会议，要求施工单位做好各项准备工作，应编制有针对性、可操作性的专项施工方案和应急预案，并按方案的内容指导现场具体施工；要求监理单位认真审批专项施工方案，并确定方案的可行性，同时，要求监理单位应编制专项监理实施细则，并按细则的要求对现场的施工质量和安全进行控制。 

　　施工阶段，采用的PHC管桩都是定长的，PHC管桩的控制确保按照预定间距和标高控制即可，管桩施工完成按照设计方案做端部冠梁施工。止水桩施工重点要求控制桩间间距和水泥含量保证止水桩在外部水压力较大的情况下能达到止水效果，避免局部搅拌桩强度不足出现大量、大面积渗漏。局部土钉墙围护是随着基坑开挖的进行逐步实施的，要求基坑土方开挖应结合土钉墙施工，分层、分段进行，每层开挖深度不超过1.5 m，长度不能超过25 m，开挖面宽度不能小于同层土钉长度，严禁超挖或在上一层未加固完毕就开挖下一层。做好现场和隐蔽工程验收。 

　　4.2 现场安全监测 

　　现场施工时，要求监理单位严把质量关，加强对现场的巡视、检查和平行检验等确保现场的施工安全和施工质量，必要时，应采取旁站的方式对现场施工过程进行控制。由于与相临建筑物近，除了进行安全可靠的围护体系设计、施工外，应定期进行现场监测，做到信息化施工。 

　　本基坑监测内容如下： 

　　4.2.1 基坑开挖过程，基坑周边深层土体水平位移监测； 

　　4.2.2 基坑外土体的沉降观测； 

　　4.2.3 周围环境监测：主要是14#楼沉降。 

　　4.3 应急措施。 

　　基坑开挖过程中，如出现边坡水平位移超过警戒值，可采用坡顶超前锚杆注浆，加长加密土钉处理办法，必要时采用基坑内回填措施等。在开挖过程中，确保场地内有一台挖掘机可以随时调用，便于采取应急措施。 

　　5 结束语 

　　采用PHC预应力管桩支护结合搅拌止水桩有效缩短施工时间，满足在安全范围内的支护围护效果，实际支护的效果与其他项目采用的混凝土灌注桩的效果一样。工程监测的位移满足设计要求，保证施工安全的同时，既争取了总的施工进度，在造价上也更为经济。目前已完成地下室施工，止水围护方案实施效果好，达到止水支护的设计目的。 

　　因此，从建设单位的角度出发，在满足工程质量和安全的前提下，既缩短了工程进度，又节约了工程造价，说明本次围护结构从设计到施工过程都是成功的。