加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)在基坑支護(hù)中的應(yīng)用

加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)在基坑支護(hù)中的應(yīng)用 XXX 中鐵建設(shè)集團(tuán)有限公司 摘要 加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù) LXK 工法 具有鉆孔 注漿 攪拌和加筋一次完成的特點(diǎn) 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(hù)與加固技術(shù) LXK 工法和傳統(tǒng)工法施作的支護(hù)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(hù)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(hù)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(hù) LXK 工法 基坑支護(hù) 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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(bào)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(jì)采用懸臂樁 止水 帷幕的支護(hù)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(jì)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(jì)變更 即在原有支護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加了加筋水泥土樁錨 并重新進(jìn)行了 計(jì)算 加筋水泥土樁錨和支護(hù)樁及止水帷幕組合成了一種特有的支護(hù)形式 有效地解決了施工難題 2 工程設(shè)計(jì)及原理分析 2 1 工程設(shè)計(jì) 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(jì)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(hù)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(jī)鉆機(jī)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(jī)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為 1860Mpa 樁錨腰梁采用雙 22b 型工字鋼 支護(hù)剖面圖如圖 1 根據(jù)地勘報(bào)告提供土層參數(shù) 具體見下表 1 通過計(jì)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(jì)要求 表 1 計(jì)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(hù)技術(shù)原理 高壓旋噴加筋水泥土樁錨支護(hù)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(jìn)式錨桿的施工方法 專利號 4 此種方法是通過專 用的機(jī)具向土體加注水泥砂漿旋噴成傾斜樁體 施放錨筋 在支護(hù)的土體中形成由錨樁組合的巖土 支護(hù)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(jìn)度 也克服了軟土層錨桿 施工成孔困難以及錨固力達(dá)不到設(shè)計(jì)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(hù)坡樁和止水帷幕的支護(hù)模式是在基坑周圍 5m 以內(nèi)零荷載的條件下設(shè)計(jì)的 后建設(shè) 400mm 22b 25 10m 圖 1 加筋水泥土樁錨組合支護(hù)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(hù)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(hù)方法 此法 是在充分利用已施工完成的護(hù)坡樁和止水帷幕 的基礎(chǔ)上 并考慮基坑支護(hù)初始條件變化后的 情況下選擇的 基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)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(jìn)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(yán) 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(shí)際對每種現(xiàn)象進(jìn)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(hù)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(yán) 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(jī)械作業(yè)一方面直接增加了荷載 另外機(jī)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(hù)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(jī)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(jī)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(duì)伍按照應(yīng)急預(yù)案及時對基坑側(cè)后土坍塌處進(jìn)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(hù)局部平面圖 由于實(shí)際情況的特殊性 對不具備卸荷條件的沿湖路段基坑進(jìn)行了重點(diǎn)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(hù)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(jī)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(zhǔn)確 加 之事故處理方法得當(dāng) 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(shí)踐表明加筋水泥土樁錨支護(hù) 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(hù)技術(shù)可以和已有傳統(tǒng)支護(hù)結(jié)構(gòu)有效組合從而 達(dá)到理想的支護(hù)效果 經(jīng)過分析總結(jié) 應(yīng)用加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)進(jìn)行基坑支護(hù)時 必須注意以 下幾點(diǎn) 1 加筋水泥土樁錨張拉鎖定需待組合結(jié)構(gòu)達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)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(yán)重加筋水泥土樁錨支護(hù)效果 因此控制好樁錨傾斜角度及上覆土層厚度 防 止機(jī)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(hù)結(jié)構(gòu)安全 參考文獻(xiàn) 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(hù)工程事故原因分析與加固處理實(shí)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(hù)系統(tǒng)動力特征的數(shù)值模擬 J 煤炭學(xué)報(bào) 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(hù)技術(shù)規(guī)程 S 6 JGJ 120 99 建筑基坑支護(hù)技術(shù)