PHC管桩在基坑支护结构中的应用精品资料

1、PHC管桩在基吉坑支护结构中1的应用1PHC;管桩由于单桩承载力高、施工速度快、工期短、造价低、施工现场文明等许多优占八、在基础工程中得到广泛应用。目刖PHC管桩大量用作抗压桩承受竖向压力少量用作抗拔桩承受竖向拉力但用作基坑支护的抗弯桩承受水平力用量还很少。近年来理论研究和工程应用表明PHC:管桩在适宜条件下用作基坑支护结构是可行的且同样具/、有工效快、工期短、造价低、环境佳等优占八、应大力推一广应用。1管桩支护结构设计要占八、1.1搜集设计资料首先详细分析工程地质资料特别是基坑影响深度范围内的地质情况熟悉地下室结构施工图和桩基施工图根据地下室要求确疋基坑的挖土范围和挖土深度摸清基坑周边建筑物

2、及各种地下管线的详细资料在此基础上确疋基坑支护结构安全等级。1.2确疋结构类型管桩支护结构属于排桩支护结构的一一一种形式可分为三三种结构类型:悬臂结构、单支占八、结构、多支占八、结构。悬臂结构:无锚无撑，一依一靠自身的刚一度和强度维持稳定一的一支护.结.构.当.重.力.式.挡墙.因.场一地.宽.度.不-够.而.不.能.采用时-，-悬臂式-挡墙就.匕匕 厶冃克服这丄缺点，-但悬臂一式.挡墙的.位.移.比-较一大.，-难.以一满.足.周.边.环.境.的.严-格一要.求一，-般一只-匕匕 厶冃用.丄浅一基一坑.单一支一点一结.I构:依靠一道撑或n道锚来维持基坑稳定，一般用一X挖深不-大-的基坑.丄程

3、苗般采用丄层苗杆一丄层一锚一杆一要一求一具一有一比较一好一的一地一质一条一件一亠同时必须有足够开阔的一场地条件或者容许一锚杆可-以一伸一入红一线一以一外_的一土一层一中_多一支一点一结一构一:依一靠一多一道一撑一或一多一道一锚一来维一持一基一坑一稳一定一，一对一丄深一基一坑可一以采用多道撑或多道锚来平一衡土压力一，一因而-可-以一适一用一于一丄挖一较一深一的一基-坑一根一据-基-坑一挖一深一、周一边一环一境一和一地一质一条-件一亠选一择一管一桩一支一护一结一构一类一型一2计一算-侧一向一荷一载-n匚IIIIIII-土压一力一水压一力关一丄土压一力的一计一算一亠建一筑-基-坑一支一护一技一术一规

4、_程一(-回0-20丄规-定一采_用一朗肯-理一论一计-算-，-在一考-虑-丄中一水一对一侧向一压一力一的一影响时,砂土和粉土采用水土分算5粘性土采用水土合算所谓水土合算和水土分算就是在计算公式中土的重度是用天然重度还是浮重度在物理概念上是土中水对挡墙的作用如何考虑的问题假疋不同采用的强度指标不同计算方法也不同1.3.2施工荷载产生的侧压力施工荷载通常按20kPa考虑如果过大的荷载无法避免则应在设计时加以考虑设计时没有考虑的超载施工过程中必须禁止出现1.3.3永久性荷载产生的侧压力基坑设计的永久性荷载主要是:基坑周边建筑物的基底荷载这种荷载对基坑稳疋性有一一一疋的影响当建筑物距基坑比较一近由这

5、些永久性荷载产生的土压力就不能一忽视1.4计算结构内力及变形管桩支护结构内力及变形的计算方法很多包括古典分析方法、解析方法和数值分析方法古典分析方法不考虑挡墙变形及挡墙与土的相互作用将土压力作为外力施加于支护结构然后通过求解水平方向合力及支撑占的弯矩为零的方程得到结构内力。主要有:静力平衡法、等值梁法解析方法是通过将挡土结构分成有限个区间建立弹性微分方程再根据边界条件和连续条件求解挡土结构内力和支撑轴力古典分析方法和解析方法由于在理论上存在各自的局限性而难以满足复杂基坑工程的设计要求随着基坑工程的发展和计算技术的进步目刖常用的数值分析方法主要有平面弹性地基梁法和平面连续介质有限元法如北京理正、

6、同济启明星等软件都是采用此类数值分析方法管桩挡墙虽然由单个桩体组成但其/、竖向受力形式与壁式地下连续墙是类似的其/、区别在于分离布置的管桩之间不能一传递剪力和水平向的弯矩在设计中一一一般通过在水平向设置围懔来加强桩墙的整体性计算时一一一般将桩墙按抗弯刚度相等的原则等价为一一一疋厚度的壁式地下连续墙进行内力分析仅考虑桩体竖向受力和变形采用北京理正或同济启明星等软件可以方便地对管桩支护结构进行内力和位移计算自动绘出内力及位移包络图有撑或有锚时还给出水平力验算管桩一强一度H P桩一的一抗弯性一能是用一作支护一桩.重.要.指.标.，-一般.桩-图一集.中.对-各.种.规.格.的管桩设计-弯矩值和-设计

7、剪力-值均在力-学性能一参.数一表.中.给.出.1根一据.管桩-支一护.结.构.的.内.力.计.算一结一果.，-将一管一桩-所一受.的一最一大一弯.矩一标一准一值一及.最.大剪力一标准值亠换算成最大弯矩设计一值及最大-剪力-设计-值，-与参数表.丄对-应型一号的桩比-对-，-选一定一PHC管一桩一型一号一，一如一果一前一者小一于一后一者，一则所一选一管桩桩身强度满足要求口nnn验一算一稳一定一性一稳一定一性一验一算一亠实一际一丄就一是一验-算一支一护一结一构一在一丄压一力一和一水一压一力一作一用一下是一否一满一足一静一力一平衡条件，一并一是否具有一所要求的一必要的一设计安一全一度一验-算一包-

8、括_:悬一臂一结一构一嵌一固一稳一定一性一丄单一支一点一结一构一嵌一固一稳-定一性一悬一臂一结一构一锚一拉一式一结一构一整一体一稳-定一性一丄圆一弧一滑一动-支一护一结一构一的一抗一隆一起一稳-定一性一多-支点一结一构一最-下层一支一点一为一轴心的圆-弧一滑-动稳定性(-小圆弧滑动一);地丄水渗透稳定性U等-目-前-常-用-的-北_京-理一正一同一济-启一明一星-等-软一件一均一可-对-丄述一各-种一稳-定一性一进一行验一算-亠重-要-的一是-设一计人员应用时必须要有清晰的结构概念和土力学概念。2工程实例2.1工程概况启东市东辰公寓二二二期工程由2栋高层住宅和沿街商业建筑组成建筑面积21870

9、m2，设一一一层地下室建筑面积5780m2:。该工程采用静压桩整体桩筏基础基坑呈矩形南北向长92m东西向宽70m基坑周长324m基坑面积约6500m2。 0.00相当于绝对标高(85高程)3.(7m自然地面整平后标高约为2.47m相对标高为-0.60m基坑挖深5.()m拟建高层住宅楼处挖深6.3m坑中坑挖深达2.2环境条件拟建场地位于启东市人民路北侧建设路东侧原为镇卫生院经拆除后场地平坦。基坑南侧距人民路边线最近处9.C5m西侧为建设路基坑边离用地红线最近处3m用地红线与道路边线相距6m北侧为正在施工的住宅区距最近的建筑8.：2m基坑东侧为住宅区最近处离车库3.*m距高层住宅楼8.7m如图1所

10、示2.3地质条件基坑影响深度范围内各土层分层描述一如一丄:丄丄填丄:褐黄色一，一土质一不均匀.，-主.要.成.分.为.粉.质.粘.土.，-含.碎.砖.X块.和.植.物根茎，-结构松散，-力-学性质较差O丄淤泥一质.粉.质.粘.土.灰-色一，-流.塑一，-土.质.不-均.匀.，-夹.淤一泥一质.粉一土-1粉一质粘一土.，-属一高一压.缩一性一丄II丄3-2-粉土一:灰色，一土-很湿，一稍密丄质不一均匀，-夹淤泥质一粉土粉.质粘丄，-含云母碎片-，-属一中一压一缩一性一土一丄丄粉一砂一:灰一色一饱一和一亠稍一密，-土质不均匀，-含贝一壳碎屑，-云母，-属中低一压一缩一性一丄场一地_地一下_水-类一

11、型一为一孔一隙一潜一水一亠埋一藏一较一浅一，一为一自一然一地面一下0-5二一Bm左一右一地一基一丄分层特性见表丄1基-坑一支一护一的一方-案-选一择一和一设_计-24-基一坑一支一护一方一案一选一择一根一据一基一坑一挖一深一周一边一环一境一和-地一质一情一况一，-支一护一结一构一安-全一等-级-除一放一坡一开一挖-段一为一三一级一外一，-其一余一均一为一二 级一针-对一本基一坑的一特点，-区别不一同一的环境条件一*7因地制宜采用一不同的-支一护一方-案-对-具-备-放一坡一条-件一的一南-侧-地一段一优一先一采一用-自-然-放一坡一细-石混-凝-丄挂-网一抹面-方案-亠对一放一坡坡比受到限制的

12、西侧地段,采用土钉墙挂网喷锚支护方案7北侧距分隔围墙6m采用重力式水泥土挡墙方案格栅式布置纵横向搭接200挡墙宽3.；2m。东侧距分隔围墙最近处仅2.3m经过多方案的比较.决疋采用预应力混凝土管桩加一一一道水泥土旋喷加筋锚桩挡土管桩外侧设两排:90水泥土搅拌桩作止水帷幕的方案管桩支护剖面见图2。2.4.2东侧管桩支护结构设计(1)内力变形计算管桩挡土结构采用同济启明星FRWS7软件分析计算。内力变形计算结果如图3所示每根桩抗弯刚度EI=477552kN.m2。内力计算结果是每根桩的支撑反力是每延米的J见表2。(2)锚桩抗拔计算（表3)(3)PHC:管桩强度验算管桩选用PHC-50(）（125)

13、B-C80-11从图3中可以看出PHC:管桩的桩身最大弯矩标准值为173N?J作用占八、位于桩顶下3m左右处。PHC:管桩的桩身最大剪力标准值为120.2kN作用占八、位于桩顶下58m处。由预应力混凝土管桩(苏gQ3-2()12)图集可查得PHC；-50(）（125)B-C380管桩的弯矩设计值为254kN?mn.剪力设计值为307kN。最大弯矩验算:173X仁25 X1=216.25kN?m254kN?im最大剪力验算:120.2 X500 (125)B-(C80作为该基坑支护桩时桩身强度满足要求o根据图3计算结果PHC;管桩的最大位移为13.6mm满足基坑设计最大位移小于3Cmm的限值要求

14、0支护结构的变形和基坑侧壁的位移均满足规范要求基坑的稳疋性验算也都满足要求说明本基坑东侧采用PHC:管桩作支护桩的桩锚体系是合理的2.5支护方案细节设计(1)选用PHC：-50()(125)B-C；80管桩桩顶位于地表下仁3m桩长110m单节桩压入无接头间距1.m。(2)桩顶设置冠梁加强支护结构的整体性。冠梁顶面为自然地面下0.*m冠梁截面为600mmK500mm支护PHC:管桩伸入冠梁10()mm冠梁混凝上强度采用C30(3)深层搅拌水泥土桩桩径70(搭接长度20()mm桩顶埋深与自然地面平桩长12仃1;水泥采用32.5普硅水泥水泥掺入比14%TD o(4)锚桩采用旋喷搅拌加劲水泥土桩锁疋于管桩顶的冠梁侧面水平间距1*m为减少对地面、iT沉降的影响锚桩的倾角:3545桩径选疋40()mm扩大头直径65锚筋用2根12L7钢绞线抗拉强度设计值132()MPa,锚桩长13中。在冠梁及锚桩强度达设计强度70%）后施加预应力用锚具/、锁疋。(5)管桩布桩尽量形成封闭特别是在转角处如不匕匕 厶冃封闭可在端部加角撑。2.6基坑监测基坑在开挖过程中监测周围土体及建筑物的动态变化确保支护结构及邻近建筑物的安全。在坡项每2040m设一一一监测占八、观测支护结构的位移并在隔水帷幕的外侧管桩挡墙边长的中间附近布置测斜孔及时获取支护结构及深层土体位移变化信息。监测结果显示:从基坑开挖至地下