排桩支护在深基坑施工中的应用

排桩支护在深基坑施工中的应用摘要：排桩支护结构所采用的是特定施工方法，它会在基坑周边的土体中设置排桩，并将桩顶位置与钢筋混凝土连梁相连接，形成支护结构并保证较高的侧向刚度，有效限制基坑变形。文章介绍了排桩支护的基本结构体系、特点和所存在的优缺点，并以工程实例例证排桩支护在深基坑施工中的具体技术应用流程。关键词：排桩支护；深基坑施工；结构体系；工程项目；安全监测文献标识码：A中图分类号：TU463文章编号：1009-2374（2017）08-0079-02DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.038考虑到节约成本和施工进度，目前工程项目的深基坑开挖施工都会采用放坡开挖施工工艺，但是在城市建筑相对密集的区域则一般不具备这种放坡开挖条件，因此必须采用另一种方式――支护结构保护来辅助进行基坑垂直开挖过程，以确保施工流程能够安全顺利开展。1排桩支护的相关理论分析1.1排桩支护结构的基本概述目前许多城市都会采用深基坑排桩支护结构，而且已经取得了较好的技术经济效果。从施工过程来看，排桩支护结构的布置形式多以三角式、丁字式、矩形结构、梅花式为主。另外，在连梁方面也有许多种不同结构形式，而且根据连梁结构形式的不同，它们的刚度也各不相同，这里可以将连梁刚度视为是能够影响排桩支护体系性能的重要因素之一。因此，总的来说，要根据工程需求的不同来合理选配连梁形式，确保桩梁连接处拥有较高的施工质量。1.2排桩支护结构的基本特点排桩支护结构体系拥有诸多特点，具体来讲包括以下四点：第一，排桩支护结构存在排桩与连梁，二者相互作用能够实现对土体侧向变形的有效约束，降低桩身内力作用，确保基坑的安全开挖；第二，排桩支护结构存在排桩与连梁所共同组成的超静定结构，所以它从某种程度上也强化了支护结构自身的整体稳定性与刚度；第三，在排桩支护结构中，其桩土作用会形成简单的土拱效应，这一效应能够改变侧向土分布压力，同时全面强化深基坑支护效果；第四，一般工程中会采用悬臂式排桩支护结构，这种支护结构就不需要专门设置支撑，它对机械挖土与工人施工作业非常有利，简便、快捷、安全。从较为复杂多变的外荷载作用情况来看，悬臂式排桩支护结构能够实现对基坑整体结构的自动调整，并平衡支护结构内力作用。考虑到某些基坑中荷载条件复杂且难以预计，所以可以借助排桩代替桩-锚支护结构来代替悬臂式排桩支护结构，这种支护结构在施工工艺方面相对简单快捷且造价相对较低。1.3排桩支护结构的缺点分析排桩支护结构虽然全面但是依然存在诸多缺陷，例如目前我国还没有一套完整的计算排桩支护结构的统一计算模型，难以实现对排桩前后桩间土压力大小的相互作用受力?C理，且十分欠缺对工程实测数据的实时化分析过程。再一方面，排桩支护结构对施工现场存在一定要求，如果是施工现场较为狭小的基坑工程，支护结构整体形式可能会受到严重限制，不利于相关技术的有效发挥。总的来看，只要施工现场场地条件允许，排桩支护结构的基本特点就能体现出来，它可以有效限制坑壁土体的侧向变形，也能在地下水位偏高时起到一定的止水挡土作用。就目前来看，排桩支护结构在我国一些沿海地区城市较为常见，且该技术体系还在不断发展延伸过程中。2工程实例分析2.1工程项目概况某地区石化公司要建设低温取水井群，它的10座地下泵房所采用的都是钢筋混凝土箱型结构，泵房结构尺寸为11.6×9.8×7.4m，基坑开挖深度确定在10m左右。按照施工现场及邻近场地的揭露地层开挖结果来看，在基坑开挖深度范围内，其自上而下分别为素填土、细砂、卵石层等，且它的地下水埋藏深度较深，水位基本位于基坑坑底设计标高以下位置。考虑到基坑开挖会受到周边施工场地限制，所以该工程采用了一面放坡、三面排桩支护结构的垂直开挖施工方法。其排桩所选取的是钻孔灌注桩，排桩的规格为桩径￠900mm，桩间距1.5m，有效桩长为15m，桩顶还设置了1.0×0.5m的钢筋混凝土冠梁，其桩间位置挂有200mm的钢筋网片和80mm厚的喷射混凝土进行面层防护。该工程的基本流程如下：钻孔灌注桩施工→基坑第一层土方开挖→基坑监测→凿桩头→冠梁→第二层土方开挖→挂网喷护→第三层土方开挖→挂网喷护→第四层土方开挖→挂网喷护→底层土方开挖→挂网喷护→垫层。2.2钻孔灌注桩的施工该工程施工中的钻孔灌注桩主要采用了泥浆护壁，冲击钻等较为成熟的成孔工艺，它的主要施工工序为：测量放线→护筒埋设→成孔→安放钢筋笼→安放导管→灌注水下混凝土。护筒埋设。工程中所采用的是直径为900mm的钢护筒（比排桩桩径大100mm），埋深深度在1m以上，其顶端则高出地面0.4m。它的围土分层较为夯实，这也是为了牢固埋设排桩支护结构，在钢护筒的中心与桩位中心选择重合式设计，并将其偏差控制在50mm以内。成孔。该工程选择的是CZ-30冲击型钻机，在开钻前首先对桩位进行复核，保证钻头确切对准钢护筒中心位置（要求偏差不能大于20mm）。在钻进过程中，主要采用小冲击低锤来进行密击，锤高高度控制在0.4～0.7m，同时配合黏土泥浆护壁保证孔壁能够挤压密实。另外，当冲击型钻机达到钢护筒3～4m以下位置时，要加快成孔速度，加大冲程，并同时将锤提高到1.5～2.0m以上位置，逐渐转入正常的连续冲击节奏。在冲孔过程中要做到对泥浆密度的随时测量与控制，保证孔内残渣被彻底排除出孔外。排渣过程该工程主要采用了排渣筒法，基于孔内补充泥浆来避免由亏浆所造成的孔内坍塌事故。在成孔以后，还要利用测绳来检查实际孔深深度，在孔深深度核对无误后才开始进行清孔工作。清孔还是采用排渣筒来反复掏渣，尽可能将孔底的淤泥、沉渣都清理干净。对于一些密度较大的泥浆要利用水泵清水来实施置换，并时刻保证泥浆密度被控制在1.15～2.5范围内。