预制预应力高强混凝土矩形支护桩应用

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预应力高强混凝土矩形支护桩是2011年开发的桩型，截面形状外方内圆，与支护管桩及空心方桩相比，其力学性能更好，节省材料，含钢率低，具有更大的抗弯刚度，也更有利于水平受力，所以其应用于基坑支护等以抗水平力为主要用途的结构上具有更广泛的前景。研究表明，在相近的成本下，矩形支护桩比空心方桩抗弯承载力增加约10%~20%。

预应力高强混凝土矩形支护桩（简称矩形支护桩）是以特制模具，采用离心和预应力技术相结合的方式生产的一种预制桩。预应力高强混凝土矩形支护桩截面为长宽不等的矩形截面，内部为空心管状，采用离心法成型，并施加预应力，混凝土强度等级为C80，蒸汽养护，单节桩长最大可达18m。

矩形桩的生产工艺流程与现有的管桩、空心方桩类似，主要的不同点是钢筋骨架和模具外观形式是长方形，以及针对矩形支护桩的截面形式，生产工艺作了相应的调整和改进。矩形支护桩模具采用沿矩形截面对角线对半分开的方式，预应力主筋采用ΦD12.6预应力混凝土用钢棒，箍筋为冷拔低碳钢丝，端板采用铸坯轴向模轧生产工艺。

矩形支护桩按配筋形式分为：

预应力高强混凝土矩形桩（SPR）、

含普通钢筋的预应力高强混凝土矩形支护桩（CSPR）。

矩形支护桩的优点主要有：

（1）作为基坑支护桩，桩的抗弯性能是关键所在。而就截面形式而言，矩形截面的支护桩在抗弯刚度方面有进一步的提高。

（2）由于施加预应力，可改善结构的抗弯性能。

（3）由于可工厂化生产，其桩身质量好，且工程造价相对较低，无泥浆污染，施工速度快。

预制矩形桩是近年来用于深基坑支护的一种新型桩。该支护桩可采用常规预制桩的施工工法（静压法、锤击法）打入土中，或者插入三轴水泥土搅拌桩、或插入TRD搅拌墙、或CSM双轮铣搅拌墙内形成连续的预应力高强度矩形桩水泥土复合支护墙支护结构。

预制矩形桩与传统的灌注桩支护方式相比，施工不存在噪声很大、油污、泥浆等污染，且预制矩形桩具有桩身质量好、施工速度快、工程造价低、桩身检测方便、可工厂化生产等；预制矩形桩与管桩相比，其适用范围更广，同等用材条件下，抗弯刚度更大，承受水平能力更强。预制矩形桩自身抗裂弯矩和极限弯矩计算方法及其类型均有具体的研究。

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项目位于盐城市迎宾路西侧，串场河南侧原外贸宿舍区位置上。地上建筑为2栋31层高层、2栋27层高层、周边3层商业及整体设置2层地下室。基坑面积约5400m2，周长340m，基坑挖深8.3m。

基坑北侧为沿河东路，沿线埋有自来水、污水、电缆及电信管道，地下室外墙距离红线最近约3.0m；西侧为1栋3层砖混结构办公楼（天然地基，埋深约1.0m），地下室外墙距离该办公楼最近距离约3.0m；南侧为平房车库（天然地基，埋深约为1.0m）和6层砖混结构住宅楼（深层搅拌水泥土桩复合地基，埋深约1.0m），地下室外墙距离车库最近距离约8.5m，距离该6层住宅楼最近距离约7.0m；东侧为迎宾南路，沿线埋有自来水、污水、电缆及电信管道，地下室外墙距离用地红线最近距离约3.5m。场地周边环境如图所示。

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场地现为空地，地面标高约1.44～2.06m，地处苏北里下河平原，第四纪以来地壳运动以沉降为主，第四纪地层分布范围广、厚度大、形成广阔的平原地貌，本区地貌类型为滨海相沉积平原区，表层杂填土下为滨海相沉积物。勘察资料显示，拟建场地属软土地基，但土层成层性较好，层位基本稳定，土体物理力学参数详见表。

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地下水为孔隙潜水和承压水。孔隙潜水赋存于第4层以上土层中，其补给来源主要为大气降水及地表水，其排泄方式主要为自然蒸发和侧向迳流；承压水赋存于第5~10层土中，其补给来源主要是同一含水层的侧向补给，其排泄方式主要为侧向迳流。场地孔隙潜水稳定地下水位标高在0.90~1.00m左右。赋存于第5~10层土中的承压水，近期3~5年内该层承压水最高地下水位为0.55m。

根据周边环境条件、场地工程地质与水文地质条件，靠沿河东路距离管线很近，可用于支护的范围很小，故采用三轴水泥土搅拌桩内插预制矩形桩的支护形式，其它侧因距离建筑物近，考虑到吊桩的安全性，采用钻孔灌注桩排桩结合外侧三轴水泥土搅拌桩止水帷幕的支护形式，预制矩形桩的具体支护信息详见表3。

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