温州市勘察测绘研究院 浙江省温州市 325000
摘要：以温州软土地区深基坑支护为例，阐述了PC工法桩在浙南地区的设计，施工工艺及应用效果，并论述了PC工法桩基坑支护的在浙南地区的应用和推广前景。
关键词：PC工法桩；基坑支护；施工工艺
1、引言
随着近些年社会发展对环境保护的要求不断提高，在保证围护体系安全的前提下，无污染，无泥浆排放，不挤土，可重复利用的支护结构体系越来越受到社会青睐，而PC工法桩就是在这个背景下应运而生。PC工法桩（含义：Pipe-combination），是一种新型围护桩，为钢管桩与拉森钢板桩组合式连接，融合了钢管桩的抗弯刚度大，整体性强，受力好以及拉森钢板桩优良的止水效果。相较于传统的钻孔灌注桩和SMW工法桩，其具有无需养护，施工速度快，无泥浆，无大噪音和大震动且可重复利用绿色施工等特点。适用土层为软土，粉砂，黏土，淤泥土和吹填土。在浙江地区包括杭州，宁波，台州等地已经有着良好的推广和应用。本文主要阐述PC工法桩在以温州为代表的浙南软土地区的应用。
2、工程概况
围护设计项目位于浙江省乐清市，基坑支护结构外边线北侧约11.7~18.8为用为已建道路；南侧约3.4m为用地红线，红线外为绿化带，西侧红线外约9.7m为本工程在建二期工程，东侧约0.5~8.6m已建道路。北侧和东侧已建道路均有管线布置，最近管线距离本基坑约为3.2米。
基坑开挖深度为4.55~4.75米，地质情况：上部①杂填土，厚度0.30～4.10米，②1含砂淤泥，流塑状，高压缩性，厚度4.50～10.40米，②2淤泥，流塑状，高压缩性，厚度7.50～14.30米，②3淤泥，流塑状，高压缩性，厚度8.30～12.40米。
3、基坑工程特点和难点
1） 地质条件差 本工程地处乐清市滨海区，场地为新近吹填土，基坑深度影响范围内的土质情况较差，均为流塑状，高压缩性淤泥土，且含水量均大于60%。
2） 周边环境复杂 本工程周边已建道路均有管线布置，对基坑位移要求控制较严格。
3） 基坑面积大 本工程地库面积约20310m2，周长约1320米，对空间效应控制要求较高。
4） 工期和造价 本工程业主对工期和造价均有严格的要求。
4、基坑支护体系选型
根据上述特点以及相关地方文件的要求，本工程支护体系采用双排门架式支护结构，其中因场地情况不同，在本工程南侧围护采用PC工法桩，在北侧围护采用传统钻孔灌注结合双轴水泥搅拌桩止水帷幕。在基坑角部地方均做了混凝土支撑进行加强。
PC工法桩典型剖面以主楼靠边位置为例，开挖深度4.15米，双排悬臂门架式设计，∅630x14钢管桩采用Q345钢，桩顶设置于地面以下0.5米，桩长12米，前排桩间距为1.5米，后排桩间距为3.0米，前后排桩间距为2.7米。钢管桩桩间采用IV型拉森钢板桩进行止水，桩长为9.0米。
.png)
图1 PC工法桩平面布置示意图
拉森钢板桩和钢管桩之间的锁口沿用拉森钢板桩的锁口设计，在钢管桩的侧面焊接锁口，与拉森钢板桩锁口之间呈弧形状搭接，起到良好的止水和止土效果。
.png)
图2 钢管桩+拉森钢板桩锁口及锁口连接示意图
5、PC工法桩围护体系计算
PC工法桩为钢管桩和拉森钢板的组合，其截面惯性矩可以按照材料力学的理论计算进行如下换算。
Ic = I1 + A1 x（hc - h1）2 + I2 + A2 x（hc - h2）2
式中：Ic -- 组合PC工法桩截面的截面惯性矩
I1、I2 -- 所组合钢管桩或拉森钢板桩单元的截面惯性矩
其中：
1）对于钢管桩中间布置有两根拉森钢板桩的组合，每米拉森惯性矩约为钢管桩的24%；
2）对于钢管桩中间布置一根拉森钢板桩的组合，，每米拉森惯性矩约为钢管桩的12%；
就目前而言，基坑围护设计所采用最常见的剖面计算软件（例：同济启明星或北京理正），对于PC工法桩的计算均不考虑拉森钢板桩对于整体刚度的加强作用以及钢管桩本身的土芯作用，仅作为安全储备考虑。
6、PC工法桩施工工艺
钢管桩在施工前应进行试沉桩，孔位放样误差小于2.0cm，钻孔深度误差小于±5.0cm，桩身垂直度要求不大于L/200L（L为桩长）。钢管桩必须控制好下沉速度，钢管桩下沉速度一般为1m/min。
钢管桩部分施工流程：场地平整--测量放线--开挖沟槽--安装定位--钢管桩施工，钢管焊接宜采用剖口焊接，质量要求不低于二级。单根焊接接头不宜超过2个，焊接位置应避开弯矩最大处。
在地下结构完成且围护桩与地下室外墙的空隙回填密实后方可开始回收，回收前应先拆除冠梁，并清除钢管桩表面的砼渣、钢构件等，清除过程中注意保护钢管桩母材。钢管桩的回收方法为拔桩采用振动锤拔桩，利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏钢板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。在拔桩过程中应注意加强监测，必要时并采用跳拔的方式。正式施工前应先在空地进行试插拔试验，拔桩间隔时间5~7天，试桩数量不少于3根。
拉森钢板桩施工前要逐根检查，对变形严重的钢板桩，需修整合格后才可使用，整修后还不合格的禁用，剔除连接锁扣处的锈蚀并涂抹油脂，以方便钢板桩的打入、拔出。钢板桩扣打要垂直打下去，水平要成直线，保证每根桩的倾斜度不超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，必须拔起重打。
7、PC工法桩围护监测要求
在本基坑在开挖过程中做了全过程的监测，监测内容包括坑外土体沉降及水平位移监测，深层土体水平位移监测，围护桩顶水平位移监测，以及对周边需要保护的管线及建（构）筑物进行监测。以深层土体水平位移监测为代表（见下图），其中CX1，CX2和CX3为PC工法桩双排门架式支护结构，CX4，CX5和CX6为钻孔灌注桩双排门架式支护结构。两种桩型在本工程围护工程中对位移的控制都达到了设计要求。
.png)
图3 深层土体水平位移监测结构汇总图
8、结语
本工程地处乐清滨海区，土质情况较差，周边环境对变形控制严格，而且面临工期和造价的压力。本工程地下室基坑围护工程，同时用到了PC工法桩和钻孔灌注桩。在相同的条件下，PC工法桩和钻孔灌注桩都很好的完成了地下室的基坑围护。
在止水方面，PC工法桩在软土地区的止水效果优于双轴水泥搅拌桩。独特的弧形状搭接，让PC工法桩在止水和止土效果优异，在坑壁和坑底均未发生渗漏现象，而双轴水泥搅拌桩止水帷幕在坑壁局部位置出现渗漏现象。
在工期方面，PC工法桩因为施工速度快，无泥浆排放，不需要养护，比钻孔灌注桩节省工期超过60%。而在工程造价方面，PC工法桩未体现出明显优势，在6个月的工期之内，经过施工造价分析测算，对比钻孔灌注桩，PC工法桩大约能节约8%左右的工程造价。
通过本项目对于两种围护桩的对比不难得出，PC工法桩在以温州为代表的浙南软土地区，因其在绿色施工，节约工期方面的优势，具有一定的推广前景。
参考文献：
[1]刘国彬，王卫东，基坑工程手册（第二版）[M]，中国建筑工业出版社，2009
[2]JGJ 120-2012 建筑基坑围护技术规范[S]
[3]陈赟，PC工法支护桩在某深厚软体地区地区基坑中的应用及分析[J]，浙江建筑，2018
[4]柯灵潮，PC工法桩在地下室车库基坑工程中的应用[J]，建筑施工，2018
[5]陈圣贤，徐铨彪，PC工法桩在德清某项目基坑工程中的应用[J]，山西建筑，2016