下面结合附图实施例进一步详述:
参见图1、图2,扁砼桩一般采用b∶h=1∶3以上的扁形,为使桩具有足够的抗扭性,b:h也不宜大于5。当基坑深度大于5m时,尚应在桩中设预留孔以便设置连系梁。长度按实际需要生产,当超过12m时,采用定尺焊接,焊口强度必须大于主筋强度。为使受力主筋的强度能充分发挥,必须使扁桩在抵受土压力时,受力主筋的支点能准确落在架立筋部位的砼上,因此,主筋布置限制为:
As主fy≤0.1bhfcm+Aa架·fy式中:
As主—受力主筋横截面积mm2;
Aa架—架立筋横截面积mm2;
fy—普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值N/mm2;
fcm—砼弯曲抗压强度设计值N/mm2;
b——扁桩截面宽度mm;
h——扁桩截面长度mm;
如:225×900桩,配4Ф22主筋,2Ф12架立筋,则:
As主·fy=1520.53×310=471.37KN·m
0.1bhfcm+As架fy=0.1×225×900×21.5+226.2×310
=505.5KN·m>471.37KN·m
又如:250×1000桩,配3Ф22+2Ф25主筋,2Ф16架立筋,则:
As主·fy=(1140.1+981.75)×310=657.87KN·m
0.1bhfcm+As架·fy=0.1×250×1000×21.5+201.06×310
=662.1KN.m>657.87KN.m其桩的抗弯力计算
按《混凝土设计规范》(GBJ10-89)附3-1式计算,砼强度不宜低于C40。
上述两例中:(以C40砼计算)
225×900桩,配4Ф22筋,M=387.0KN·m
(连腰筋、架立筋为1972mm2)
250×1000桩,配3Ф22+2Ф25筋,M=597.9KN·m
(连腰筋、架主筋为2750mm2)参见图3、图4、图5,为某水厂蓄水池基坑图(基坑深6m)。
原方案:管桩配深层搅拌桩支护。
AB段:设计弯距值M=744.26KN·m,采用单排Ф500管桩,桩距0.6m,桩长12m,布桩63根;桩后布置三排Ф500深层搅拌桩,桩距0.4m,桩长12m,布桩255根。
CD段:设计弯距值M=482.9KN·m,采用单排Ф400管桩,桩距1.0m,桩长12m,布桩38根;桩后三排Ф500深层搅拌桩,桩数255根,桩长10m。
AC、BD段:采用1∶2放坡挖深3m,支护3m。采用双排Ф500深层搅拌桩,桩长7m,共布桩180根。
合计500管桩63根,756m,造价15.12万元;Ф400管桩38根,456m,造价6.84万元;Ф500深层搅拌桩690根,6615m,造价39.69万元。总造价61.65万元。
新方案:扁桩配深层搅拌桩支护(设计弯矩值同上)。
AB段:采用单排250×1000mm扁桩(受力主筋3Ф22+2Ф25,下同),桩距0.8m,桩长12m,布桩47根;桩后单排深层搅拌桩,桩长10m,布桩100根。
CD段采用单排250×1000mm扁桩,桩距1.2m,桩长12m,布桩32根;桩后一排Ф500深层搅拌桩,桩长9m,布桩100根。
AC、BD段:同原方案。
合计250×1000mm扁桩79根,桩长948m,造价28.44万元;Ф500mm深层搅拌桩200根,桩长1900m,造价11.4万元。总造价39.84万元。
扁桩比管桩方案节省21.81万元,节省幅度达35%。参见图6、图7、图8,为某酒店基坑图。
本段基坑离宜新路10.5m,支护深度8.84m,长度110m,支护深度及下卧层地质情况甚差,为C=5.6KPa,Ф=6°的淤质土。
原方案:钻孔桩配深层搅拌桩支护。
①紧贴宜新路做一排Ф500深层搅拌桩,深15m,共计274条。
②由宜新路至基坑处梅花状布置Ф500深层搅拌桩,深12m,共计545条。且在该段以1∶2.5放坡。放坡后剩余支护深度5.84m。
③紧贴基坑边每隔1.4m作Ф1200钻孔桩1根,深23-24m,内配16Ф18主筋,共计79条,钻孔桩顶作0.6×1m圈梁。
造价:钻孔桩:
搅拌桩:(274×15+545×10.5)×65=63.9万元
合计:372.1万元(不含圈梁)
新方案:扁桩配深层搅拌桩分两层支护:
①在宜新路边每米一条250×1000扁桩(受力主筋3Ф22+2Ф25,下同),深16m,共计110条,桩后做一排Ф500深层搅拌桩,深15m,共计273条,扁桩顶做0.5×1m圈梁。
上述结构可支护4.4m的土压力,剩余4.43m由二级支护。
②紧贴基坑处每米一条250×1000扁桩,深16m,共计110条。
造价:扁 桩:220×16×300=105.6万元
深层搅拌桩:273×15×65=26.6万元
合 计:132.2万元(不含圈梁)
两相比较,扁桩支护方案节省239.9万元,造价仅为原方案的35.5%。即使将钻孔桩造价折半计算(此时原方案为218万元)扁桩支护方案仍节省39.4%。本实施例中:
1.土压力计算
按中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(征求意见稿)进行。
2.止水帷幕设计
根据地质情况,按中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(征求意见稿)进行。
当扁桩间距较大,桩间止水帷幕有失稳可能时,应在悬臂扁桩中部设置连系梁,使止水帷幕承受的土压力直接传递至扁桩上。如用深层搅拌桩作止水帷幕,则深层搅拌桩可设计成外拱形将所受土压力传递到扁桩上。
3.施工方法:扁砼桩施工应以静压式进行,施工机械以边桩压桩机(中国专利96237670.1号)或前置式压桩机(中国专利申请97240064.8号)为佳,以减小对周围的干扰和桩的损坏。
4.施工技术要点:同静压桩施工类同(按《建筑桩基技术规程》JGJ94-94进行),但桩的允许偏差不宜大于50mm。焊接口强度必须大于主筋强度, 且符合JGJ94-94规范的要求。