PHC管樁在基坑支護工程中的應(yīng)用研究

(1. 廣東省高教建筑規(guī)劃設(shè)計院, 廣東510631; 2. 武漢理工大學(xué), 武漢430070)

摘要: 　PHC 管樁是一種在工程中應(yīng)用得越來越多的樁型, 但其在基坑支護工程中卻應(yīng)用得較少 , 這主要是由于PHC 管樁的樁身抗彎能力不強。近幾年大量的工程實例表明PHC管樁在基坑支護工程中的應(yīng)用是可行的，而且有助于提高施工效率，并有很好的環(huán)境效應(yīng)，結(jié)合具體的工程實例，探討了PHC管樁在基坑支護工程中的應(yīng)用。

高強度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(簡稱PHC 管樁) 以其單樁承載力高; 樁身耐打, 穿透力強; 運輸快捷; 施工文明, 現(xiàn)場整潔等優(yōu)點, 已經(jīng)在國內(nèi)外很多地區(qū)和工程中得到廣泛的應(yīng)用。

基坑支護在建筑物的施工過程中是一項非常重要的工作, 它直接關(guān)系到建筑物的安全和使用。當前在基坑支護過程中普遍存在以下難題: (1) 基坑的開挖深度不斷增大, 施工難度也逐漸增大, 這主要是由于建筑物越建越高的緣故; (2) 建筑物周圍的環(huán)境很復(fù)雜。因此, 在對基坑進行設(shè)計和施工時, 就必須選擇技術(shù)可行、造價合理的支護結(jié)構(gòu)方案, 以確保基坑支護體系有足夠的可靠性和安全度。

將PHC 管樁應(yīng)用于基坑支護工程中是近幾年才由一些學(xué)者提出來的, 并已經(jīng)在武漢等很多城市中得到了應(yīng)用。理論研究和工程應(yīng)用都表明, PHC吊裝方管樁作為承壓樁是可行的, 那么它能否作為受彎樁便, 接樁以承受水平向荷載呢? 經(jīng)過近幾年P(guān)HC 管樁的工程應(yīng)用和理論研究, 我們可以得出PHC 管樁在適宜件下作為支護結(jié)構(gòu)是完全可行的, 采用PHC 管樁對提高施工效率和縮短工期非常有利, 同時又有很好的環(huán)境效應(yīng)。本文將就PHC 管樁作為基坑支護樁的受力性能和擠土效應(yīng)等作出探討, 并結(jié)合工程實例介紹PHC 管樁在基坑支護工程中的應(yīng)用情況。

1　PHC 管樁在側(cè)向土體作用下的受力性能

在基坑開挖的過程中, 支護樁側(cè)土體將會發(fā)生位移, 并對樁體施加側(cè)向作用力?；娱_挖前, 坑底土體尚未移動, 樁在樁周土體的初始應(yīng)力作用下處于平衡狀態(tài), 如圖1 (a) 所示; 當基坑開挖時, 樁周土應(yīng)力逐漸發(fā)生變化, 同時使樁產(chǎn)生撓曲和內(nèi)力, 達到新的平衡狀態(tài), 如圖1 (b)。在開挖過程中, 樁周土體按照移動情況可分為穩(wěn)定層和不穩(wěn)定層, 滑動面介于這2 層之間?？砂凑胀翂毫碚? 將不穩(wěn)定土層中承受土體側(cè)向位移的上部樁段稱為“被動”部分; 而穩(wěn)定土層中的下部樁段受到上部樁段傳來的荷載, 這與樁頭直接承受水平荷載的樁類似, 稱之為“主動”部分。在這一過程中, 樁周土可能達到極限狀態(tài)并產(chǎn)生極限土壓力。

基坑開挖后, 坑內(nèi)土體卸除, 土體的側(cè)向位移由2 部分組成: Δ= Δ1+ Δ2。其中, Δ1 為原狀土體側(cè)向卸荷后產(chǎn)生的側(cè)向變形; Δ2 則為重塑區(qū)土體卸荷后產(chǎn)生的回彈變形。由于土體側(cè)向變形量相對較大, 這對管樁的變形控制不利, 因此有必要采取設(shè)置內(nèi)支撐或拉錨的措施以控制管樁的位移和減少樁身的彎矩。

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