緊鄰地鐵隧道超長(zhǎng)深層攪拌樁加固試驗(yàn)

1、緊鄰地鐵隧道超長(zhǎng)深層攪拌樁加固試驗(yàn)摘要:介紹了緊鄰地鐵隧道的超長(zhǎng)深層攪拌樁施工試驗(yàn)實(shí)例,通過(guò)試驗(yàn),找出了該地基條件下對(duì)地鐵隧道影響最小的施工參數(shù),如水灰比、樁的下沉速度和提升速度等,從而總結(jié)出一套適用且有效的施工方法供同行參考。關(guān)鍵詞:地鐵隧道;超長(zhǎng)深層攪拌樁;施工試驗(yàn)介紹緊鄰地鐵隧道進(jìn)展超長(zhǎng)深層攪拌樁施工試驗(yàn)的實(shí)例,通過(guò)施工過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,找出了一組對(duì)地鐵隧道影響最小的施工參數(shù),總結(jié)出一套適用有效的施工方法。1工程概況上海金昌摩爾大廈工程位于西藏中路以西、長(zhǎng)沙路以東、鳳陽(yáng)路以北、牯嶺路以南。主樓地上37層,裙房59層,地下13層。該工程場(chǎng)地紅線內(nèi)有地鐵一號(hào)線,紅線外東側(cè)西藏中路下有8線地

2、鐵隧道穿過(guò)。為了充分利用地下空間,在地鐵一號(hào)線上行線隧道東6.50處設(shè)置了一道中隔墻。本工程基坑以此為界,以東為深坑,地下3層,基坑開挖深度14.10;以西為淺坑,地下1層,基坑開挖深度4.90,其下有地鐵一號(hào)線通過(guò)。地鐵一號(hào)線區(qū)間運(yùn)營(yíng)隧道頂埋深約8.45,基坑開挖底面間隔 隧道頂約有3.55?；有螤罴拔恢靡妶D1。2超長(zhǎng)深層攪拌樁的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在深坑構(gòu)造到達(dá)0.00以后,方可開場(chǎng)淺坑土體開挖和地下構(gòu)造施工。因此,淺坑和深坑分別采取了不同的圍護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì),深坑和淺坑分隔部位采用32深地下連續(xù)墻圍護(hù),淺坑那么采用S工法樁圍護(hù)。地鐵一號(hào)線區(qū)間隧道的底部埋深約為14.65,深、淺坑分隔位置地下連

3、續(xù)墻與地鐵一號(hào)線上行線平面相距6.50,地下連續(xù)墻施工深度超過(guò)隧道底部埋深達(dá)17之多。詳見圖2。為了防止地下連續(xù)墻施工過(guò)程中因槽壁坍塌造成土體位移,影響地鐵一號(hào)線的正常運(yùn)行,地下連續(xù)墻兩側(cè)采用S深層攪拌樁加固土體,待S深層攪拌樁加固體的強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求后,開場(chǎng)地下連續(xù)墻施工,以減少施工中突發(fā)事故對(duì)地鐵隧道的影響。S深層攪拌樁設(shè)計(jì)參數(shù)為:樁徑為850,采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水灰比1.2,水泥摻量20%(即每立方米攪拌土的水泥摻量為360kg),樁長(zhǎng)31,采用搭接施工,二次攪拌工藝,噴漿攪拌時(shí)鉆頭的提升速度(或下沉)不得大于0.50/in,鉆頭每轉(zhuǎn)一周的提升(或下沉)速度為1015。S深層

4、攪拌樁28d抗壓強(qiáng)度不小于1.5Pa。3超長(zhǎng)深層攪拌樁試驗(yàn)施工3.1試驗(yàn)?zāi)康脑谏睢\坑分隔地下連續(xù)墻的兩側(cè),采用S深層攪拌樁先行加固土體,待其強(qiáng)度到達(dá)設(shè)計(jì)要求后進(jìn)展地下連續(xù)墻施工,為了確保超長(zhǎng)深層攪拌樁施工的萬(wàn)無(wú)一失,根據(jù)地鐵監(jiān)護(hù)部門的要求,在遠(yuǎn)離地鐵隧道50以外的地方,按照設(shè)計(jì)要求,布置了六組S工法樁進(jìn)展試驗(yàn)性施工,經(jīng)試驗(yàn)理解S深層攪拌樁(850、三軸)施工過(guò)程中土體位移的大小,再選擇合理的施工參數(shù),將S深層攪拌樁施工對(duì)地鐵隧道的影響控制在允許范圍內(nèi)。3.2試驗(yàn)施工參數(shù)在距地鐵一號(hào)線50左右處,布置一排S深層攪拌試驗(yàn)樁,計(jì)6幅(Z1Z6),每幅樁之間搭接25,樁位布置見圖3所示。樁長(zhǎng)及水泥摻

5、入量,采用設(shè)計(jì)參數(shù);水灰比和提升(下沉)速度,分別按照三個(gè)級(jí)別和兩個(gè)級(jí)別施工,即水灰比分別為1.5、1.2、1.0,提升(下沉)速度分別為0.25/in和0.5/in。在試驗(yàn)施工中,每幅試驗(yàn)樁的實(shí)際施工參數(shù),如表1。3.3施工順序試驗(yàn)按照“間隔跳打,逐漸加密的原那么,施工順序?yàn)?Z1Z6Z2Z5Z3Z4,每一幅樁施工完成后,中間間隔24h再施工另一幅樁以便于測(cè)試土體回彈情況,樁位詳見圖3。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3.4施工過(guò)程觀測(cè)1)Z1樁施工時(shí),在017之間下沉速度為0.5/in,17以下下沉速度減慢,最低下沉速度僅為0.2/in。在下沉到2531之間時(shí),由于電流超過(guò)限值而出現(xiàn)5次跳閘,提升時(shí)

6、鉆桿不能逆轉(zhuǎn)上升。2)Z1樁施工完成后,針對(duì)施工中出現(xiàn)的情況,決定在不同的深度采用不同的提升和下沉速度,Z6、Z2、Z5施工比擬順利,詳細(xì)參數(shù)如上所述。論文聯(lián)盟.LL.編輯。3)Z3樁施工時(shí),采用水灰比為1.0,在不同的深度采用不同的提升和下沉速度。當(dāng)下沉到15處時(shí),樁機(jī)就因阻力過(guò)大,造成電流過(guò)大而跳閘,無(wú)法正常施工,后將水灰比調(diào)整為1.2,施工才得以順利進(jìn)展。4)5幅S深層攪拌樁施工完成后發(fā)現(xiàn),按照水灰比1.2施工,與設(shè)備的才能較匹配,因此,Z4施工參數(shù)仍采用1.2水灰比。3.5土體變形測(cè)試3.5.1測(cè)斜管布置本次試驗(yàn)施工,方案在間隔 S深層攪拌樁中心線3、4.5,分別設(shè)置一條平行于S深層攪

7、拌樁中心線的測(cè)控線,每一條測(cè)控線上安設(shè)5根測(cè)斜管,共計(jì)10根;測(cè)斜管每2根一組,分別位于垂直于S深層攪拌樁中心線方向上的5條測(cè)控線上,測(cè)控線間距為2.5。詳見圖3。3.5.2測(cè)斜管埋設(shè)測(cè)斜管外徑70,管內(nèi)有十字滑槽(用于下放測(cè)斜儀探頭滑輪),其中有一對(duì)滑槽與S深層攪拌樁中心線垂直。測(cè)斜管采用鉆孔方式埋設(shè),其中4根測(cè)斜管深度為45,其余為30。詳見圖3。3.5.3測(cè)試方案土體變形測(cè)試采用滑動(dòng)式測(cè)斜儀。(1)當(dāng)測(cè)斜管下沉到11時(shí),設(shè)備暫時(shí)停頓下沉,為防止埋鉆而原位旋轉(zhuǎn)供氣不壓漿,測(cè)控人員立即進(jìn)展第1次全孔測(cè)斜;(2)下沉到31時(shí),設(shè)備暫不提升,為防止埋鉆而原位旋轉(zhuǎn)供氣不壓漿,測(cè)控人員立即進(jìn)展第2次

8、全孔測(cè)斜;(3)提升到地表時(shí)測(cè)控人員立即進(jìn)展第3次全孔測(cè)斜;(4)施工完成24h以后,測(cè)控人員進(jìn)展第4次全孔測(cè)斜。3.6測(cè)試結(jié)果分析1)根據(jù)土體變形曲線圖4,攪拌樁施工引起工后土體變形的大小依次為:Z1、Z6Z3、Z4;Z4Z3的情況。分析后認(rèn)為Z1和Z6之間間隔四幅樁,最先施工,土體變形的互相疊加效應(yīng)較小;Z3和Z4相鄰且最后施工,施工時(shí),土體變形不僅互相疊加,而且在Z3和Z4施工前,受已施工的樁的影響,土體已經(jīng)積累了一定的變形量。2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,每一幅樁的水泥摻入總量一樣,假如水灰比不同,注入的水泥漿液的總量也不同,單位樁長(zhǎng)注入的漿液越多,對(duì)土體的擠壓作用就越大。按照設(shè)計(jì)的水泥摻入量指標(biāo)

9、,經(jīng)計(jì)算,水灰比1.2與1.5,漿液總量相差約17%,而施工過(guò)程土體置換率卻相差無(wú)幾。由圖4可以看出,因?yàn)樽⑷霛{液的體積不同,Z1工后土體變形總體要小于Z6工后土體變形。3)每一幅S深層攪拌樁施工,在下沉到11、31及提升到地表時(shí),根據(jù)對(duì)最接近的測(cè)斜管的測(cè)試結(jié)果,土體變形不斷疊加,最大變形的位置沒有根本改變,見圖5。4)工后24h,測(cè)控人員再一次進(jìn)展全孔測(cè)斜,測(cè)試結(jié)果顯示土體變形開場(chǎng)緩慢回彈,施工完畢后土體變形不會(huì)繼續(xù)增加,見圖5。5)工后土體變形隨著間隔 的增大而減校如圖6,在Z3、Z4號(hào)樁所對(duì)應(yīng)的垂直于S深層攪拌樁中心線的同一條測(cè)控線上,前排測(cè)斜管3、5的測(cè)試數(shù)據(jù)要大于后排測(cè)斜管4、6的測(cè)

10、試數(shù)據(jù)。4結(jié)語(yǔ)在本次施工試驗(yàn)實(shí)例中我們有以下四點(diǎn)體會(huì):1)從測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出,土體加固對(duì)地鐵隧道的影響主要表現(xiàn)為造成隧道的隆起。由于施工破壞了土體構(gòu)造,水泥漿的密度一般小于原狀土的密度,從而造成下方土體產(chǎn)生部分卸載。地鐵隧道為密封狀態(tài),在土壓力、水的浮力及隧道自身的重力共同作用下,保持著平衡。而深層攪拌樁加固施工打破了原有的平衡,造成下覆土體和隧道的應(yīng)力進(jìn)展重新分布,從而造成地鐵隧道的不同程度的隆起。2)施工時(shí)注入的水泥漿的體積大于施工所置換出土的體積時(shí),會(huì)產(chǎn)生壓密注漿的擠密效應(yīng),引起土體變形,造成地鐵隧道的隆起。因此,要選擇較小的水灰比,盡可能減少漿液注入量,但過(guò)小的水灰比又會(huì)造成粘滯力增大,既增加施工的難度,又降低了土體的置換率,間接增加了漿液注入量,同樣不可齲3)施工時(shí)間隔跳打,土體變形的互相疊加效應(yīng)不明顯;隨著施工間距的逐漸減小,土體變形的互相疊加效應(yīng)就逐漸