加筋水泥土樁錨支護技術(shù)在基坑支護中的應(yīng)用

加筋水泥土樁錨支護技術(shù)在基坑支護中的應(yīng)用 XXX 中鐵建設(shè)集團有限公司 摘要 加筋水泥土樁錨支護技術(shù) LXK 工法 具有鉆孔 注漿 攪拌和加筋一次完成的特點 集 旋噴及攪拌樁于一體 施工靈活性大 可成較大直徑鉆孔 適應(yīng)各種復(fù)雜場地 是一種具有較廣適 用性的土體支護與加固技術(shù) LXK 工法和傳統(tǒng)工法施作的支護結(jié)構(gòu)靈活組合形成的鉆孔樁 止水帷 幕 加筋水泥土樁錨支護結(jié)構(gòu)有效地解決了施工難題 加筋水泥土樁錨施工過程中 錨體張拉鎖定 等工序 地下水情況以及環(huán)境振動因素對樁錨支護質(zhì)量和安全有著重要影響 關(guān)鍵詞 加筋水泥土樁錨支護 LXK 工法 基坑支護 0 前言 隨著社會發(fā)展和城市建筑用地的緊張 為充分利用地下空間 基坑工程隨之向更深更大發(fā)展的 趨勢越來越明顯 加之近年來基坑安全事故頻發(fā) 因此基坑支護安全性越來越受到重視 筆者結(jié)合 基坑工程案例 剖析加筋水泥土樁錨支護技術(shù) LXK 工法 在復(fù)雜工況下的應(yīng)用 分析工程中事故 的發(fā)生原因及解決措施 總結(jié)了基坑支護施工過程中應(yīng)注意的問題 希望對類似工程有一定參考作 用 1 工程概況 案例為一地下車庫基坑支護工程 場地位于津市東麗區(qū) 屬濱海沖積平原 海陸交互相沉積地 層 根據(jù)詳勘報告揭示 場地淤泥質(zhì)粘土層分布較廣且最厚處約有 7m 基坑設(shè)計采用懸臂樁 止水 帷幕的支護方法 后由于現(xiàn)場條件如基坑局部外邊緣需填土筑路 基坑周邊動 靜荷載分布以及基 坑設(shè)計深度 基坑最深處變?yōu)?5 6m 等初始條件均發(fā)生了變化 加之懸臂樁和止水帷幕施工均接 近尾聲的情況下 做了設(shè)計變更 即在原有支護設(shè)計基礎(chǔ)上增加了加筋水泥土樁錨 并重新進行了 計算 加筋水泥土樁錨和支護樁及止水帷幕組合成了一種特有的支護形式 有效地解決了施工難題 2 工程設(shè)計及原理分析 2 1 工程設(shè)計 由于場地淤泥質(zhì)土層較厚及工期較緊等多種特殊原因 設(shè)計變更后的方案采用高壓旋噴加筋水 泥土樁錨結(jié)合懸臂樁及止水帷幕的支護形式 懸臂樁為鋼筋混凝土灌注樁 樁長 9m 樁徑 600mm 樁間距 1 6m 嵌入深度 4 1m 施工采用 潛水鉆機鉆機水下灌注法 冠梁尺寸 500mm 700mm 止水帷幕為水泥土攪拌樁 樁長 7 5m 樁徑 700mm 樁間距 500mm 樁間咬合不小于 200mm 施工采用雙軸深攪鉆機成樁 高壓旋噴加筋水泥土樁錨的錨固段長 10m 自 由端長 6m 水平間距 3 2m 水平夾角 25 水泥 土錨體直徑 400mm 旋噴水泥漿液水灰比 0 7 泵 壓力值為 10 18Mpa 錨筋采用 3 束 15 2 預(yù)應(yīng)力 鋼絞線 強度標準值為 1860Mpa 樁錨腰梁采用雙 22b 型工字鋼 支護剖面圖如圖 1 根據(jù)地勘報告提供土層參數(shù) 具體見下表 1 通過計算 整體穩(wěn)定安全系數(shù) s 1 816 1 1 抗 傾覆安全系數(shù) ov 1 831 1 2 均符合規(guī)范及相 關(guān)設(shè)計要求 表 1 計算土層參數(shù)表 層號土類名稱層厚重度浮重度粘聚力內(nèi)摩擦角 m kN m3 kN m3 kPa 度 1 雜填土 1 2018 0 10 0010 00 2 粘性土 1 6018 08 015 508 00 3 淤泥質(zhì)粘土 1 8018 08 010 304 90 4 粘性土 8 0019 09 013 0020 70 2 2 加筋水泥土樁錨支護技術(shù)原理 高壓旋噴加筋水泥土樁錨支護適于軟弱的淤泥層和松散的砂土層 案例中工程采用由珠海智順 巖土工程技術(shù)專利有限公司開發(fā)的一種自進式錨桿的施工方法 專利號 4 此種方法是通過專 用的機具向土體加注水泥砂漿旋噴成傾斜樁體 施放錨筋 在支護的土體中形成由錨樁組合的巖土 支護結(jié)構(gòu) 是 LXK 法中的一種 采用此種施工方法 錨固體直徑較大 本工程加筋水泥土錨體直徑 不小于 400mm 且鉆孔 注漿 攪拌和加筋一次完成 大大提高了施工進度 也克服了軟土層錨桿 施工成孔困難以及錨固力達不到設(shè)計要求等難題 3 事故分析及處理措施 3 1 事故描述 原采用的護坡樁和止水帷幕的支護模式是在基坑周圍 5m 以內(nèi)零荷載的條件下設(shè)計的 后建設(shè) 400mm 22b 25 10m 圖 1 加筋水泥土樁錨組合支護形式 單位在基坑外 8m 12m 左右處修建人工湖并人工湖與基坑之間填土筑路 平面布置見圖 2 填土 高度平均高約 0 75m 此時按原方案施工護坡 樁及止水帷幕已經(jīng)接近尾聲 此種情況下 采 用了高壓旋噴加筋水泥土樁錨支護方法 此法 是在充分利用已施工完成的護坡樁和止水帷幕 的基礎(chǔ)上 并考慮基坑支護初始條件變化后的 情況下選擇的 基坑開挖至設(shè)計標高后 根據(jù)觀察記錄 亮槽一周后基坑位移均在控制范圍之內(nèi) 且未 見其他異常情況發(fā)生 但在基坑開挖過程中 人工湖在注水 人工湖與基坑間填土筑路施工 同時進行 此后主要有三個重要現(xiàn)象發(fā)生 其 一 基坑內(nèi)側(cè)出現(xiàn)沿上部填土層及少數(shù)樁錨鉆孔往下滲水現(xiàn)象且愈演愈烈 其二 沿湖段基坑位移 在幾日內(nèi)急劇增加 沿湖在建路段出現(xiàn)裂縫 其三 局部沿路段基坑加筋水泥土樁錨之錨頭位移嚴 重直至失效 3 2 事故分析 針對工程事故 查閱相關(guān)資料并理論結(jié)合實際對每種現(xiàn)象進行了客觀分析如下 基坑內(nèi)側(cè)出現(xiàn)沿上部填土層及少數(shù)樁錨鉆孔往下滲水 主要是由人工湖注水引起 經(jīng)測量發(fā)現(xiàn) 人工湖注水后水位高于支護冠梁頂 0 5m 以上 且人工湖底防水措施漏洞較多 沿湖段基坑位移嚴 重 一方面是由于人工湖滲水改變基坑后側(cè)土層含水狀態(tài) 從而增加了基坑側(cè)后土壓力 其次 沿 湖填土筑路時大型機械作業(yè)一方面直接增加了荷載 另外機械作業(yè)對基坑側(cè)后土擾動十分大 不同 頻率應(yīng)力波以及振幅的大小對支護樁和樁錨的影響極大 局部沿路段基坑加筋水泥土樁錨失效 經(jīng) 分析 一方面加筋水泥土樁錨預(yù)應(yīng)力張拉時操作是否規(guī)范直接影響其質(zhì)量 另一方面 加筋水泥土 樁錨上覆土層厚度不夠 沿路大重型機械行走振動對自由端及錨體均有直接作用致使錨頭松動樁錨 失效 3 2 事故處理 根據(jù)以上客觀分析 及時采取了對應(yīng)處理及加固措施 首先 協(xié)調(diào)相關(guān)部門立即抽降了人工湖 水位至一定位置 并禁止大重型機械在沿湖路段行走和其他對基坑有較大擾動的施工作業(yè) 其次 積極組織搶險隊伍按照應(yīng)急預(yù)案及時對基坑側(cè)后土坍塌處進行了堵漏引流處理 同時對加筋水泥土 樁錨失效部位有坑外卸荷或坑內(nèi)回填條件的立即卸荷放坡或坑內(nèi)回填 28 基坑邊緣線 人工湖邊緣線 地 下 車 庫 基 坑 填 土 筑 路 填 土 筑 路 填 土 筑 路 人 工 湖 圖 2 基坑支護局部平面圖 由于實際情況的特殊性 對不具備卸荷條件的沿湖路段基坑進行了重點處理 主要是采用斜支 撐的方法 具體方法是采用 6m 長雙 22b 型工字鋼做支撐 支撐上端頂在冠梁與護坡樁交叉處 支 撐下端與一個三角底座連接 將力傳遞 至坑底 三角底座主要通過機械在坑底 垂直壓入 4 根 5m 長工字鋼 排列成 1 5m 1 5m 1 5m 三角形 并將其端 部焊接成一可以有效傳力的整體 支撐 加固簡圖如圖 3 由于問題發(fā)生后分析客觀準確 加 之事故處理方法得當 組織搶險及時 基坑位移得到了有效控制 基坑安全得 到保證 4 結(jié) 語 工程實踐表明加筋水泥土樁錨支護 技術(shù)具有較靈活的組合形式 特別是在 松軟土層較厚等復(fù)雜場地條件下 加筋水泥土樁錨支護技術(shù)可以和已有傳統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)有效組合從而 達到理想的支護效果 經(jīng)過分析總結(jié) 應(yīng)用加筋水泥土樁錨支護技術(shù)進行基坑支護時 必須注意以 下幾點 1 加筋水泥土樁錨張拉鎖定需待組合結(jié)構(gòu)達到一定強度后進行 并按規(guī)范及相關(guān)工藝要求 做好每一步 以防止樁錨失效 2 環(huán)境振動嚴重加筋水泥土樁錨支護效果 因此控制好樁錨傾斜角度及上覆土層厚度 防 止機械等外界因素對基坑近距離擾動 可有效防止基坑事故 3 注意地下 地上水對基坑側(cè)后土層的影響 水通過滲透可以影響加筋水泥土錨體與土層 之間的粘結(jié)力和基坑側(cè)后土壓力 從而影響支護結(jié)構(gòu)安全 參考文獻 1 易長平 盧文波 爆破振動對砂漿錨桿的影響研究 J 巖土力學(xué) 2006 27 8 1312 1316 2 劉福東 于澤鋒 環(huán)境振動對基坑邊坡擾動的影響 J 建筑工程 3 祁亮山 葛自力 張繼文 馬希飛 趙海生 深基坑支護工程事故原因分析與加固處理實例 J 工程 質(zhì)量 2009 27 10 26 30 4 李青鋒 朱川曲 段瑜 預(yù)應(yīng)力錨桿支護系統(tǒng)動力特征的數(shù)值模擬 J 煤炭學(xué)報 2008 33 7 727 400mm 22b 25 a b 22b a 支撐剖面圖 b 支撐平面圖 圖 3 支撐加固簡圖 731 5 CECS 147 2004 加筋水泥土樁錨支護技術(shù)規(guī)程 S 6 JGJ 120 99 建筑基坑支護技術(shù)