悬臂式预应力管桩围护设计

悬臂式预应力管桩围护设计佛山市华兴达地质勘察有限公司罗凤鸣佛山市顺固业岩土工程有限公司毛秀荣简介悬臂式预应力管桩围护是由预应力管桩组成的柱列式排桩围护，这种形式的围护与其它形式的悬臂挡土墙相比，具有施工速度快、检测简单快捷的特点，且施工质量较易控制，显得经济、适用；它成功地解决了钻孔灌注桩、人工挖孔桩工期长（施工时间长、砼养护时间长）的缺点，通过工程实际运用证明：这种形式的围护结构，在技术、经济、安全各方面都是可行的。结构设计围护结构的内力计算悬臂式排桩的桩身内力及位移计算，目前采用较为普遍的是将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定－假定梁上任意一点的土的抗力和该点的位移成比例。再用受荷桩的桡曲微分方程，求出桩各部分的内力和位移，常用的是m法，这种方法的计算模式和原理很多参考书上有详细介绍，这里不再赘述。预应力管桩型号选定预应力管桩桩身抗裂弯矩和极限弯矩差异较大，同一桩径的管桩，A型桩的抗裂弯矩和极限弯矩最小，AB型桩稍大，B型桩最大。实际计算过程中，先假定管桩桩径和桩距，计算基坑外侧最大弯矩，然后根据弯矩选择管桩类型，常用管桩抗裂弯矩及极限弯矩最小值见下表：管桩外径（mmm）类型抗裂弯矩（kNN.m）极限弯矩（kNN.m）400AABB52637577104135500AABB99121144148200258600AABB164201239246332430如何选取管桩的弯矩作为其设计弯矩呢？笔者认为：应根据基坑安全等级选择：即安全等级为一级、二级、三级的基坑分别以管桩极限弯矩的0.80、0.85、0.90倍作为其设计值。工程实例某三级基坑，坑底设计标高-4.60m，实际开挖深度3.40m，濒临主干道，基坑面积147m×54m，场地浅部地层概化参数见下表：层序号名称厚度（m）γ（kN/m3）C（kPa）Ф（°）1填土2.017.31652淤泥质土1.316.88.54.03粉砂6.219.60314粘性土4.018.82218要求基坑围护结构施工时间20天。该基坑工程工期短，如采用其它支护形式，很难达到工期要求，故采用预应力管桩排桩支护，基坑验算用理正深基坑支护设计软件计算。下表为不同桩径、桩距、桩长及基坑每延米价格（市场调节价）：桩径(mm)桩距(m)桩长(m)基坑外侧最大弯弯矩(kN.mm)桩类型每延米价格(元/m)4000.89.0108.13B13505001.09.0130.16A11705001.29.0162.19AB1200同时，为减少沉降，在排桩外侧，布置一排直径600mm，搭接150mm的水泥土搅拌桩作为止水帷幕。按上述设计方案施工，实际施工天数22天，基坑开挖过程监测结果见下表：观测点编号及位位置水平位移预警值值（mm）水平位移容许值值（mm）水平位移实测值值（mm）沉降实测值（mmm）3#（基坑长边中点点）1723.811.213.89#（基坑角点）1723.88.69.8监测表明，预应力管桩所组成的支护方法，从设计到施工是成功的。结束语悬臂式预应力管桩围护结构在基坑上的成功