懸臂式預應力管樁圍護設計

懸臂式預應力管樁圍護設計佛山市華興達地質(zhì)勘察有限公司羅鳳鳴佛山市順固業(yè)巖土工程有限公司毛秀榮簡介懸臂式預應力管樁圍護是由預應力管樁組成的柱列式排樁圍護，這種形式的圍護與其它形式的懸臂擋土墻相比，具有施工速度快、檢測簡單快捷的特點，且施工質(zhì)量較易控制，顯得經(jīng)濟、適用；它成功地解決了鉆孔灌注樁、人工挖孔樁工期長（施工時間長、砼養(yǎng)護時間長）的缺點，通過工程實際運用證明：這種形式的圍護結(jié)構(gòu)，在技術(shù)、經(jīng)濟、安全各方面都是可行的。結(jié)構(gòu)設計圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算懸臂式排樁的樁身內(nèi)力及位移計算，目前采用較為普遍的是將樁作為彈性地基上的梁，按文克爾假定－假定梁上任意一點的土的抗力和該點的位移成比例。再用受荷樁的橈曲微分方程，求出樁各部分的內(nèi)力和位移，常用的是m法，這種方法的計算模式和原理很多參考書上有詳細介紹，這里不再贅述。預應力管樁型號選定預應力管樁樁身抗裂彎矩和極限彎矩差異較大，同一樁徑的管樁，A型樁的抗裂彎矩和極限彎矩最小，AB型樁稍大，B型樁最大。實際計算過程中，先假定管樁樁徑和樁距，計算基坑外側(cè)最大彎矩，然后根據(jù)彎矩選擇管樁類型，常用管樁抗裂彎矩及極限彎矩最小值見下表：管樁外徑（mmm）類型抗裂彎矩（kNN.m）極限彎矩（kNN.m）400AABB52637577104135500AABB99121144148200258600AABB164201239246332430如何選取管樁的彎矩作為其設計彎矩呢？筆者認為：應根據(jù)基坑安全等級選擇：即安全等級為一級、二級、三級的基坑分別以管樁極限彎矩的0.80、0.85、0.90倍作為其設計值。工程實例某三級基坑，坑底設計標高-4.60m，實際開挖深度3.40m，瀕臨主干道，基坑面積147m×54m，場地淺部地層概化參數(shù)見下表：層序號名稱厚度（m）γ（kN/m3）C（kPa）Ф（°）1填土2.017.31652淤泥質(zhì)土1.316.88.54.03粉砂6.219.60314粘性土4.018.82218要求基坑圍護結(jié)構(gòu)施工時間20天。該基坑工程工期短，如采用其它支護形式，很難達到工期要求，故采用預應力管樁排樁支護，基坑驗算用理正深基坑支護設計軟件計算。下表為不同樁徑、樁距、樁長及基坑每延米價格（市場調(diào)節(jié)價）：樁徑(mm)樁距(m)樁長(m)基坑外側(cè)最大彎彎矩(kN.mm)樁類型每延米價格(元/m)4000.89.0108.13B13505001.09.0130.16A11705001.29.0162.19AB1200同時，為減少沉降，在排樁外側(cè)，布置一排直徑600mm，搭接150mm的水泥土攪拌樁作為止水帷幕。按上述設計方案施工，實際施工天數(shù)22天，基坑開挖過程監(jiān)測結(jié)果見下表：觀測點編號及位位置水平位移預警值值（mm）水平位移容許值值（mm）水平位移實測值值（mm）沉降實測值（mmm）3#（基坑長邊中點點）1723.811.213.89#（基坑角點）1723.88.69.8監(jiān)測表明，預應力管樁所組成的支護方法，從設計到施工是成功的。結(jié)束語懸臂式預應力管樁圍護結(jié)構(gòu)在基坑上的成功