唐 創(chuàng)，陳宏偉

(湖南城市學(xué)院，湖南益陽 413000)

PRC樁,又稱“混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁”,是在預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁中加入一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋,形成一種新型的混合配筋骨架的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁,以提高預(yù)應(yīng)力管樁的延性和抗彎能力,配筋率高。對(duì)于基坑支護(hù)工程來說，PRC管樁在其中的應(yīng)用主要是為了承擔(dān)其基坑附近土壤的水平作用力，而要能夠承擔(dān)這種作用力就要求其支護(hù)樁具備足夠的抗剪和抗彎能力。PRC管樁就符合這種要求，因此被廣泛用做基坑支護(hù)工程的支護(hù)樁。本文以小直徑PRC管樁為支護(hù)樁的深基坑支護(hù)工程為例，分析工程的整體施工效率及支護(hù)樁的剛度和抗壓能力特性。盡管小直徑PRC管樁具備足夠的抗壓能力和抗彎能力，其對(duì)施工場(chǎng)地附近土壤所造成的影響也相對(duì)較小，但同樣這種材料也存在一定的欠缺，如在搭建支護(hù)樁的過程中，需要利用錘擊或者靜壓的辦法來進(jìn)行送樁，這樣的方式會(huì)產(chǎn)生較大的噪音及震動(dòng)，如若周圍環(huán)境對(duì)噪音及震動(dòng)敏感，就不適合利用錘擊方式來進(jìn)行送樁。在一定條件下，采用小直徑的PRC管樁進(jìn)行基坑支護(hù)的施工成本比采用一般鋼管樁的成本更高，其工程造價(jià)會(huì)更高；另外采用小直徑PRC管樁進(jìn)行支護(hù)樁施工的時(shí)候?qū)κ┕?chǎng)地的土層土質(zhì)限制也比較嚴(yán)格，當(dāng)土層中有大塊石或者土層過硬等情況下就不太適合此種支護(hù)樁的沉樁施工。

1 深基坑支護(hù)工程施工方案的設(shè)計(jì)

本文所選工程案例現(xiàn)場(chǎng)的基坑由于其北側(cè)現(xiàn)狀標(biāo)高比其深基坑的標(biāo)高要低，所以不用對(duì)其北側(cè)進(jìn)行支護(hù)樁的施工。對(duì)于其第二支護(hù)單元(2-2剖面)和20、9、11、15號(hào)樓的距離較近，并與基坑相距大約二到五米，并不能對(duì)其進(jìn)行放坡。由于其基坑土層的土質(zhì)為粗砂土以及粉質(zhì)粘土，其支護(hù)樁的挖掘深度為四到五點(diǎn)三米，使得其管樁以及土釘墻的微型支護(hù)方案不能夠很好地控制其產(chǎn)生位移，所以沒辦法用這種方案，因此便可采取樁錨支護(hù)方案。由于第三支護(hù)單元(3-3剖面)和樓房的間隔略遠(yuǎn)，其挖掘深度為四米到五米，選取土釘墻支護(hù)，其深基坑中所積存的地下水使用集水明排的辦法進(jìn)行排放。

按照深基坑的挖掘深度的不同，以及其施工場(chǎng)地的土層土質(zhì)和附近環(huán)境的不同而帶來的影響，本文所研究的深基坑支護(hù)工程建造支護(hù)樁的方法是選取土釘墻加上天然放坡再加上排樁支護(hù)模式，并總共有三個(gè)支護(hù)單元(如圖1)。

圖1 基坑支護(hù)單元的分析圖

第一個(gè)支護(hù)單元(1-1剖面)是AB、CD、GH、FF、段，選取的是天然放坡的支護(hù)方法，總長(zhǎng)為二百三十六點(diǎn)七米。

第二個(gè)支護(hù)單元(2-2剖面)是BC、DE、FG、HI段，選取的是樁錨支護(hù)方法，其總長(zhǎng)為五十八點(diǎn)二米。

第三個(gè)支護(hù)單元(3-3剖面)是EF段，選取的是土釘墻支護(hù)方法，總長(zhǎng)度為九十一點(diǎn)六米。

2 深基坑支護(hù)施工前的準(zhǔn)備工作

2.1 工程施工方案的模擬分析

根據(jù)相關(guān)技術(shù)來建造出深基坑支護(hù)工程的三維立體模型，將深基坑支護(hù)工程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息和工程施工方案錄入到模型之中，在正式展開施工的時(shí)候根據(jù)深基坑支護(hù)工程的三維立體模型對(duì)工程的施工進(jìn)度進(jìn)行模擬，對(duì)深基坑支護(hù)工程各個(gè)環(huán)節(jié)的施工所需時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行模擬和計(jì)算，以此來預(yù)定工程的交工時(shí)間，并且合理分配各項(xiàng)環(huán)節(jié)的施工所用時(shí)長(zhǎng)。根據(jù)工程的需求，要能夠保證周遭的土層和環(huán)境所受到工程影響最低。

2.2 深化節(jié)點(diǎn)

利用相關(guān)軟件展開復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的模型建造，并且對(duì)和PRC管樁支護(hù)立柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化，并且根據(jù)深基坑的信息模型特征，將這些節(jié)點(diǎn)以更加更加直觀地方式進(jìn)行展現(xiàn)，以此來保證整體的工程規(guī)劃能夠被順利且完善地實(shí)施。與此同時(shí)還需要對(duì)其中所隱含的各種項(xiàng)目施工問題和缺陷進(jìn)行充分地審查和排找，對(duì)于這些問題和缺陷要盡快地找到相應(yīng)科學(xué)的解決方案。以此來讓深基坑支護(hù)工程施工環(huán)節(jié)的總體水平和施工效率獲得保障，讓各種會(huì)影響到工程正常施工和基坑質(zhì)量的因素都能夠盡可能減少。

2.3 基坑內(nèi)部展開查驗(yàn)

利用相關(guān)技術(shù)對(duì)深基坑支護(hù)工程中的各個(gè)環(huán)節(jié)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息展開對(duì)比和運(yùn)算，對(duì)于其中存在問題和風(fēng)險(xiǎn)的地方進(jìn)行標(biāo)記，然后讓相關(guān)工作人員對(duì)這些問題展開核對(duì)，在經(jīng)過仔細(xì)核對(duì)過后將各種問題和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行確定，最后再針對(duì)這些問題展開相應(yīng)的工程施工調(diào)整和變動(dòng)，以此來將施工中的各種問題進(jìn)行及時(shí)的解決。利用其技術(shù)的特性能夠讓對(duì)于基坑的變形檢測(cè)愈發(fā)簡(jiǎn)便，還可以對(duì)基坑內(nèi)部的情況展開實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)基坑內(nèi)部發(fā)生形變的時(shí)候能夠讓相關(guān)工作人員更加及時(shí)地發(fā)現(xiàn)。從而讓整個(gè)基坑工程的施工安全得到有效且全面的保障，讓其整體工程能夠在這種專業(yè)技術(shù)的幫助下最大化提升其施工效率，優(yōu)化其施工質(zhì)量，縮短其施工耗時(shí)。

3 小直徑PRC管樁的支護(hù)設(shè)計(jì)

第二個(gè)支護(hù)單元(2-2剖面)所選取的樁錨支護(hù)方法，這種方案所進(jìn)行挖掘的深度并不深，對(duì)于坡頂?shù)奈灰瓶刂菩枨筝^為嚴(yán)格，并且給其施工所規(guī)定的時(shí)長(zhǎng)較短，需要更快地完成施工。本工程選取小直徑PRC管樁作為深基坑的支護(hù)樁，一共有長(zhǎng)七米和八米的兩種長(zhǎng)度的PRC管樁。這樣能夠避免其支護(hù)樁長(zhǎng)度不夠而需要接樁的狀況出現(xiàn)，以及不用考慮其支護(hù)樁的養(yǎng)護(hù)周期，從而讓工程的效率獲得實(shí)質(zhì)性的提升。另外對(duì)于此深基坑的土壤土質(zhì)來說，都比較適用小直徑的PRC管樁來作為其支護(hù)樁；此部分的支護(hù)單元長(zhǎng)度較短，共五十八點(diǎn)二米長(zhǎng)；周圍的樓房選取PHC管樁來當(dāng)做樁基礎(chǔ)，并且基于節(jié)約施工成本的條件，其總共選用一臺(tái)錘樁機(jī)，第一步將PRC支護(hù)樁進(jìn)行裝配，接著再進(jìn)行PHC樁基礎(chǔ)的裝配。

本文所研究工程場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為六度，并且設(shè)計(jì)地震分組為第3組，其中的基本地震加速度取作0.05 g。其深基坑支護(hù)的施工現(xiàn)場(chǎng)屬于二類建造現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)特征周期為0.45 s。使用小直徑PRC管樁作為其支護(hù)樁能夠比一般的管樁更為合適，主要是因?yàn)樾≈睆絇RC管樁具備較高的抗壓能力以及其剛度，并且其抗震能力也是在各類型的管樁材料中較為突出的。本文基坑支護(hù)工程所對(duì)應(yīng)深基坑的內(nèi)力取值如表1。

表1 深基坑內(nèi)力取值

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選用的PRC管樁參數(shù)為：PRC-I 600AB110單節(jié)預(yù)制管莊，水平間距1 m。其外徑600 mm，壁厚110 mm，預(yù)應(yīng)力筋中心所在圓直徑506 mm，預(yù)應(yīng)力鋼筋16 φ10.7，非預(yù)應(yīng)力筋16 φ12，極限彎矩檢驗(yàn)值為534 kN·m，彎矩設(shè)計(jì)值434 kN·m，抗剪承載力設(shè)計(jì)值為314 kN。

錨桿參數(shù)為：錨索類型1φs15.2，自由段長(zhǎng)度為6.0 m，錨固段長(zhǎng)度為6.0 m，水平間距為2.0 m，豎向間距為2.0 m，入射角為20°，預(yù)應(yīng)力為90 kN。

4 小直徑PRC管樁作為支護(hù)樁的施工過程

首先要為基坑支護(hù)工程的施工展現(xiàn)相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，先將施工場(chǎng)地和基坑周圍的場(chǎng)地進(jìn)行整理，將場(chǎng)地整平；接著進(jìn)行放線，對(duì)基坑進(jìn)行測(cè)量；下一步就是要對(duì)支護(hù)樁的樁位進(jìn)行標(biāo)記；在樁位標(biāo)記完成后把樁機(jī)開到施工地點(diǎn)；固定樁機(jī)后將小直徑PRC管樁吊起；控制好管樁的垂直度；進(jìn)行沉樁；沉樁完成后挖樁頭；最后對(duì)支護(hù)樁的安裝效果進(jìn)行查驗(yàn)。

5 深基坑支護(hù)樁施工過程所涉及到的相關(guān)技術(shù)

5.1 支護(hù)樁的側(cè)向壓力抵抗

當(dāng)深基坑內(nèi)部進(jìn)行施工過后，其RPC管樁附近的土壤會(huì)向其施加較大的側(cè)向壓力。由于小直徑PRC管樁內(nèi)部并不是全實(shí)心的，因此當(dāng)它受到超過其抗壓能力的側(cè)向壓力的時(shí)候就會(huì)逐漸產(chǎn)生變形，并且隨著側(cè)向壓力的逐漸壓迫讓管體逐漸出現(xiàn)彎曲的形變。所以在以小直徑PRC管樁為支護(hù)樁的深基坑支護(hù)工程中，想要盡可能減小或者預(yù)防其PRC管樁所發(fā)生的形變量過與嚴(yán)重，就需要在坡頂配置冠梁600 mm×800 mm，并且在其中間配置上一層腰梁。錨桿為一根鋼絞線，長(zhǎng)度為12 m，其中錨固段長(zhǎng)度為6 m。腰梁兩側(cè)采用18a型鋼固定錨桿。并且需要在PRC管樁的內(nèi)部灌入充足的混凝土，以此來保證PRC管樁能夠有足夠的硬度和剛度以及抗壓能力，從而防止其由于側(cè)向壓力過大而導(dǎo)致的PRC管樁發(fā)生太過嚴(yán)重的形變或者移動(dòng)，以至于整個(gè)深基坑支護(hù)工程的施工結(jié)果都?xì)в谝坏?/p>

5.2 BIM技術(shù)的運(yùn)用

BIM技術(shù)就是根據(jù)當(dāng)前的項(xiàng)目施工目標(biāo)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)建造出對(duì)應(yīng)的立體建筑信息模型，這種建筑信息模型具備真實(shí)工程項(xiàng)目建筑所擁有的各種實(shí)際數(shù)據(jù)，總的來說BIM技術(shù)所具備的特征大致有：

1)可視性

BIM技術(shù)所具備的可視特性就是指我們?cè)谕ㄟ^BIM技術(shù)建立建筑信息模型后，此建筑模型所具備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息和工程完成后所會(huì)獲取的真實(shí)建筑信息數(shù)據(jù)是相同的。BIM技術(shù)的這項(xiàng)特征對(duì)于國(guó)內(nèi)的各個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)提供了極為關(guān)鍵的效用，他讓我們對(duì)于工程項(xiàng)目的研究和計(jì)算不再僅限于紙張之中的平面畫圖，針對(duì)一些內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜的建筑，平面的畫圖也許沒辦法很好地將其中的各種細(xì)節(jié)所標(biāo)識(shí)清楚，這個(gè)時(shí)候經(jīng)過BIM技術(shù)所建造的立體建筑信息模型就能夠很完整地將工程目標(biāo)的各種細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來。以此讓施工單位能夠更加直觀清晰地對(duì)其進(jìn)行研究和計(jì)算，對(duì)工程的施工策劃和管理更加完善和可靠，從而在工程施工正式開展之前就將整體的工程方案制定出來，讓工程施工能夠安全順利地進(jìn)行。

2)實(shí)時(shí)性

對(duì)于BIM技術(shù)所建造的建筑信息模型來說，其具備了一定的實(shí)時(shí)性，他具備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息會(huì)因?yàn)槟稠?xiàng)數(shù)據(jù)的調(diào)整改動(dòng)而產(chǎn)生相應(yīng)的整體改動(dòng)。因此當(dāng)某個(gè)項(xiàng)目工程處于正在施工的時(shí)候，相關(guān)工作人員就能夠根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其工程的數(shù)據(jù)信息模型進(jìn)行相應(yīng)的信息調(diào)整，而這個(gè)數(shù)據(jù)信息模型便會(huì)根據(jù)自身的改變自動(dòng)實(shí)時(shí)更新，讓相關(guān)工作人員可以隨時(shí)觀察到最新的模型信息，對(duì)于工程施工中可能出現(xiàn)的問題和各種安全隱患都能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行處理，讓整個(gè)項(xiàng)目工程的實(shí)施過程都能夠隨時(shí)保證暢通和安全。

3)高效性

當(dāng)項(xiàng)目工程在進(jìn)行施工的時(shí)候往往會(huì)由于不同施工環(huán)節(jié)所涉及到的專業(yè)領(lǐng)域不同，從而導(dǎo)致施工過程中的一些計(jì)算和管理出現(xiàn)問題，讓施工人員的工程進(jìn)度受到影響，并且工程中所存在的一些問題也沒辦法短時(shí)間內(nèi)讓管理人員和所有工人所知曉并進(jìn)行及時(shí)的解決。但是通過對(duì)于建筑信息模型的改動(dòng)和調(diào)整，能夠在第一時(shí)間讓所有人都能夠通過相關(guān)平臺(tái)清除地了解工程的各種信息變動(dòng)和調(diào)整，不需要在花費(fèi)過多時(shí)間和精力進(jìn)行信息的傳遞，以此來達(dá)成高效性的項(xiàng)目工程實(shí)施。

4)能夠合理控制資金使用

項(xiàng)目工程的施工方能夠通過對(duì)建筑信息模型的模擬施工來對(duì)整個(gè)工程所需要耗費(fèi)的資金進(jìn)行計(jì)算和估計(jì)，對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)的成本需求進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析，并且當(dāng)資金使用超出預(yù)算的時(shí)候，對(duì)某些環(huán)節(jié)在能夠保證工程質(zhì)量前提下進(jìn)行資金縮減，從而將工程項(xiàng)目的資金消耗控制在預(yù)算范圍之內(nèi)。

5.3 將鋼筋籠置入PRC支護(hù)樁

想要讓PRC管樁的整體性獲得更多的提升，可以將鋼筋籠置入到其中，以此讓PRC管樁的錨固定到冠梁中，然后將混凝土一同澆灌到其中。以此讓PRC管樁和冠梁之間的接觸面的抗剪力獲得一定的增強(qiáng)。這對(duì)深基坑支護(hù)工程的整體施工質(zhì)量的提升也有較為實(shí)質(zhì)性的幫助。在完成施工之后，沒有發(fā)現(xiàn)冠梁和支護(hù)樁接觸面的剪切破壞現(xiàn)象。

6 結(jié) 語

總的來說，小直徑PRC管樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用能夠讓工程的整體施工效率獲得有效提升，并且結(jié)合相關(guān)工程技術(shù)能夠讓其作為支護(hù)樁的剛度和抗壓能力也獲得實(shí)質(zhì)性的增強(qiáng)。