PC工法桩在德清某项目基坑工程中的应用

第42卷第33期•80•2016年11月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol.42No.33Nov.2016文章编号：1009-6825(2016)33-0080-02PC工法桩在德清某项目基坑工程中的应用陈圣贤徐4全彪(浙江大学建筑设计研究院有限公司，浙江杭州310012)摘要:基于湖州市德清县某工程的地质条件，分析了该基坑工程的特点，确定了基坑围护方案，并阐述了PC工法桩构造设计措施及施工要求，指出PC工法桩具有安全、经济、绿色环保等优点，值得推广应用。关键词:基坑,PC工法桩，围护结构,稳定性中图分类号:TU463文献标识码:A〇引言pc工法桩工艺是近几年来兴起的一种新型围护桩工艺，该工艺主要采用钢管、型钢、拉森钢板材料形式，可任意组合为围护桩，根据工程实际情况选择工法桩组合形式，主要有管桩+拉森钢板桩、钢管+型钢、型钢+拉森钢板桩等形式。pc工法桩具有桩身刚度大、施工快速、无泥浆、无噪声、场地适宜性好、止水效果好、可全部回收等显著优点。德清某项目基坑围护主要采用钢管桩+拉森钢板桩的组合形式的PC工法桩围护结构，解决了该项目中存在的诸多难点，该工程是德清首个采用PC工法桩的重点工程，为德清地区类似工程提供经验参考。1工程概况该项目位于湖州市德清县武康镇德清科技新城内，东、西两侧用地红线外为待建市政道路，北侧用地红线外为现状市政主干道，南侧为河道;拟建场地内西侧、北侧基坑紧邻施工道路、材料加工场;基坑开挖深度为5.5m~8.25m。工程地质条件:①素填土、杂填土，层厚〇.80m~3.0m。场地西侧有大面积原河道回填区，有撤填土层，层厚〇.60m~2.50m。②粉质枯土，软塑，局部稳定过程中，植被发挥着重要的作用。一般，植被覆盖范围大的边坡相对于覆盖较少的边坡而言，其稳定性明显较强。所以，提高边坡绿植覆盖范围，不仅可以绿化环境，而且还能够稳定边坡。最后，为更好的防止地质灾害的发生，也需要注意整采区与边坡角的合理设计，适当的采取一些降低动载荷与减震爆破的科学技术。3.3采煤沉陷的治理目前，对于采煤沉陷的治理，应用最为频繁的几种方法有充填、修筑复垦、疏排地表积水以及修建梯田等技术。对于不同地域的煤田采煤沉陷，所采取的治理措施也会有所差异;如在抚顺地区，在治理采煤沉陷时适宜采取疏排地表积水与填充等措施，待采煤活动结束之后，再实施建筑复垦技术进行治理。采煤沉陷主要是由于采空区岩体陷落或破损所导致，所以,治理采煤沉陷软~可塑，层厚〇•〇〇m~2.60m。③粘质粉土，主要分布在基坑东区，层厚〇•〇〇m~1.70m。④砂质粉土，主要分布在场地东区，层厚0.0010.40m。⑤游泥，灰色，流塑,东区局部缺失，其余基坑底多处于该层土，层厚0.00m~10.60m。⑥粉质粘土，硬~可塑，全场分布，层厚0.90m~3.40m。⑦圆确，全场分布，层顶埋深约13m~15m,层厚2.10m~15.00m。2该基坑工程特点与重难点1)基坑面积大，约50000m2(约338mX148m),1层地下室，基坑开挖大面积深度为5.5m,但电梯井多位于基坑边，电梯井位置开挖深度为8.25m。2)基坑周边环境相对较好，除了北侧市政主干道外暂无需重点保护的建(构)筑物，但场地内施工用地紧张,西侧紧邻河道，其余各侧均有现状临时施工道路以及施工材料加工用地，基坑边施工荷载以及堆载大。3)场地开挖深度影响范围内地层条件变化大，场地东区主要为粘质粉土和砂质粉土，基坑底处于砂质粉土层，需重点考虑降、止水措施，以防流砂及管涌;西区主要为淤泥,该层淤泥高压缩性、的关键也就在于加强对采空区的治理。参考文献：[1]路学忠.宁东煤田采煤沉陷地质灾害规律研究[D].北京：中国地质大学（北京），2〇06.[2]周正华，郭迅，林淋，等•抚顺煤田建筑破坏与地质灾害的关系[J].地震工程与工程振动,2005(6):122-126.[3]李淑艳.抚顺市矿山环境地质灾害形成机制与防治对策研究[D].沈阳：煤炭科学研究总院,2008.[4]张丽丽.抚顺市煤田开采区地质灾害分区评价研究[D].长春：吉林大学，2014.[5]刘大勇，宋建潮，王恩德，等.抚顺煤田断裂活化与地质灾害衍生关系[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2008(4)-.496-499.TherelationshipbetweencoalfieldbuildingdamageandgeologicaldisastersLiuJianjun(ShanxiCoalMineGeologyGeophysicalProspectingSurvey&MappingInstitute,Jinzhong030600,China)Abstract：ThethesisintroducesgeologicalenvironmentbackgroundofcoalfieldNo.1ofwestTaihangmountain,predictsthecoalfieldminingge­ologydeformationdegreeonthebasisofitsbasicconditionsandminingmethods,andputsforwardgeologicaldisastersprocessingmeasures,soastoguaranteetheregionsafety.Keywords：coalmine,geologicaldisaster,goaf,geologicalstructure收稿日期=2016-09-14作者简介:陈圣贤（1981-)，女，工程师；徐铨彪（1976-),男，高级工程师第42卷第33期2016年11月陈圣贤等:PC工法桩在德清某项目基坑工程中的应用•81•高灵敏性、高触变性，力学强度极低，需重点考虑基坑整体稳定以及坑底抗隆起问题。4)总工期紧，设计阶段距离±0.〇〇〇的工期还有7个月。3基坑围护设计方案3.1围护结构选型分析1)基坑周边施工场地有限，围护结构局限于采用排桩围护；基坑面积大，不利于设置全内撑。2)根据地质条件,东侧须采用止水效果好的围护体系，同时坑内外设置降水井;其余各侧应考虑围护结构有较大强度和刚度，以有效控制基坑边形，确保施工现场安全。考虑圆砾层埋深较浅，围护结构在圆砾层中的施工可行性。3)为解决工期紧问题，围护结构应施工快，养护期短。3.2围护方案选择1)围护结构主要采用PC工法桩双排门架式支护结构。以电梯井位置为例，开挖深度为8.25m，PC工法桩采用钢管桩+拉森钢板桩组合形式，双排悬臂桩门架式设计，钢管桩采用0630x14钢管，桩顶设置于地面下1.5m，桩长16m，前排桩间距1.1m，后排桩间距2.2m,桩顶均设置一定宽度的压顶梁，两排压顶梁之间设置连系梁，压顶梁以上根据场地实际情况采用放坡开挖支护或者挡土墙支护;前排桩间采用长12m、间距1.1m拉森IV钢板桩，拉森钢板桩与钢管桩锁口施工，主要作为桩间止水考虑，暂不考虑参与受力计算。2)东北角位置开挖深度5.5m,采用PC工法桩结合钢筋混凝土角撑围护结构，采用一排(630X14钢管桩，桩长为15m,间距为1.5m，桩间设置两根桩长12m拉森IV钢板桩止口施工。3)东区含粉土层范围内，坑内外设置800自流管井降水，管井深度要求穿透粘质粉土、砂质粉土透水层进人淤泥质土不透水层0.5m03.3PC工法桩构造设计沿用拉森钢板桩的止口原理，在钢管上焊接企口，使钢管桩与拉森钢板桩之间相互锁口呈弧形状搭接，能有效起到止水、止淤、止砂等作用，详见图1。图1钢管桩+拉森钢板桩组合桩锁口搭接图3.4PC工法桩施工要求1)钢管采用Q345钢。2)三支点桩基底盘应保持水平，平面允许偏差为±20mm,立柱导向架垂直度偏差不应大于i/250。桩径偏差不大于10mm,标高误差不大于1〇〇mm。钢管桩要确保平整度和垂直度，不允许有扭曲现象，插人时要保证垂直度。3)中掘进必须控制好钻具下沉速度，钻机钻进搅拌速度一般为1m/min04)所有焊缝应连续焊满，焊缝高8mm,具体参数可根据现场情况作适当调整。4基坑稳定性验算依据JGJ120—2012建筑基坑围护技术规程，围护结构计算采用同济启明星软件、北京理正《深基坑围护结构设计》软件;计算荷载考虑地面均布荷载20kPa,施工荷载30kPa;各土层计算参数取自岩土工程勘察报告，各土层的土压力分布采用朗肯土压力理论确定。PC工法桩中主要利用钢管材料力学参数，设计计算采用参数详见表1。经计算以及验算，各项稳定性计算结果均满足规范要求。表1PC工法桩主要设计参数钢管型号截面面积cm24cm4cm3!rcm4rycm3EMPa抗弯强度设计值/kPa([630x14270.931128574.3444081.725128574.3444081.7252100003100005PC工法粧在本基坑围护工程中应用的意义1)桩身强度高刚度大，有效控制围护结构自身变形，解决了软土区及周边荷载大的区域基坑变形大的问题，确保基坑整体稳定性。2)其引用原拉森钢板桩搭接工艺，止水效果好，结合管井降水，解决了粉土层中基坑边壁渗水、管涌等问题。3)其施工技术、设备先进，可进人圆砾层中施工，解决因嵌人深度不足导致围护结构倾覆问题。4)参与设计计算的钢管桩，作为主要受力桩，其桩间距可通过调整钢管桩上企口位置任意调整，两钢管桩之间可设计多根钢板桩，改善以往其他围护桩在桩间距上的局限性，达到了设计更加经济合理的效果。5)其施工速度快，零养护期，最大程度上节约了施工工期。6)PC工法桩施工无泥浆，零污染，在基坑回填后可全部回收，不遗留任何地下障碍物。作为一种新型绿色环保围护桩，PC工法桩具有一定推广价值。参考文献：[1]JGJ120—2012,建筑基坑围护技术规范[S].[2]GB50007—2011,建筑地基基础设计规范[S].[3]GB50009—2012,建筑结构荷载规范[S].[4]JGJ311—2013,建筑深基坑工程施工安全技术规范[S].ApplicationofPCpileconstructionmethodsinDeqingprojectfoundationengineeringChenShengxianXuQuanbiao(ZhejiangUniversityBuildingDesignAcademyCo.，Ltd，Hangzhou3WQV2，China)Abstract：BasedongeologicalconditionsofDeqingengineeringinHuzhoucity,thepaperanalyzesthefoundationengineeringfeatures,deter­minesthefoundationenclosurescheme,describesstructuraldesignmeasuresandconstructiondemandsofPCpileconstructionmethod,andfinal­lypointsoutitsadvantages,suchassafe,economic,greenandenvironmentprotectionandsoon.Therefore,itisworthpromoting.Keywords：foundationpit,PCpileconstructionmethod,enclosurestructure,stability