閱讀 3831 次 微型樁、錨桿、土釘墻相結(jié)合在邊坡支護(hù)的應(yīng)用
微型樁、錨桿、土釘墻相結(jié)合在邊坡支護(hù)的應(yīng)用
馮英會(huì)
(鐵道第五勘察設(shè)計(jì)院,北京l02600)
1.工程概況
南郊農(nóng)場(chǎng)二期工程——商業(yè)服務(wù)樓,位于北京市大興區(qū)舊宮鎮(zhèn),主體為框架結(jié)構(gòu),建筑面積21966.9m2 ,地上4層,地下2層,基坑開挖深度為12m,其四周用地緊張,沒有足夠場(chǎng)地進(jìn)行放坡。基坑的東側(cè)有三棟6層建筑物,最近一棟離本基坑邊的距離只有8m,稍有不慎,將會(huì)引起既有建筑的不均勻沉降,影響其結(jié)構(gòu)安全。基坑西、北側(cè)與道路相距20m,路面下有各種管線。其位置如圖l所示。
本基坑開挖的深度和周圍條件的復(fù)雜性,在本地區(qū)近年來比較罕見,如此條件給邊坡支護(hù)帶來很大的難度,如何保證邊坡安全、控制成本是本工程面臨的兩大難題。
2.工程地質(zhì)情況
該工程場(chǎng)地地貌原為永定河的沖擊平原,地勢(shì)基本平坦,地下水類型為潛水,靜止水位平均埋深距地表l9.39m,對(duì)邊坡基本沒有影響。基坑邊坡土質(zhì)從地表自上而下為:①素填土;②黏質(zhì)粉土;③粉質(zhì)黏土;④砂質(zhì)黏土;⑤細(xì)中砂;⑥圓礫。②、③、④層屬于黏土,土的黏聚強(qiáng)度較高,⑤、⑥層土質(zhì)黏聚力較差。
3.支護(hù)體系的確定
3.1支護(hù)體系技術(shù)要求
根據(jù)本工程的周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、邊坡荷載的分布情況,對(duì)基坑邊坡支護(hù)體系進(jìn)行單項(xiàng)理論分析,通過主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力的取值計(jì)算,來確定合理的邊坡支護(hù)方案,并要滿足基坑邊坡的負(fù)載情況及可能出現(xiàn)的不確定因素。所以支護(hù)方案的設(shè)計(jì)及施工要達(dá)到以下三個(gè)方面技術(shù)要求。
(1)基坑開挖和使用過程中,必須確保東側(cè)邊坡外已有建筑的地基穩(wěn)定。由于東側(cè)邊坡外相鄰三棟建筑地基均進(jìn)行過夯實(shí)水泥土樁處理,所以邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)的支擋結(jié)構(gòu)應(yīng)確保復(fù)合地基的側(cè)向約束條件基本不發(fā)生變化;
(2)相鄰建筑物的沉降及變形值應(yīng)控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi),不產(chǎn)生過大的差異沉降。所以邊坡增設(shè)的錨桿設(shè)計(jì)時(shí)要有一定的預(yù)應(yīng)力值,這樣可以有效地控制已有建筑物地基土的側(cè)向位移;
(3)其它部位邊坡進(jìn)行支護(hù)后,要保證能夠擔(dān)負(fù)坡頂外少許堆載以及工程施工過程中的附加荷載。
3.2基坑邊坡支護(hù)分區(qū)
基于以上的綜合考慮,在方案設(shè)計(jì)時(shí)將基坑邊坡支護(hù)分為了以下三個(gè)工作區(qū)域。
(1)基坑平面分區(qū)I區(qū)。指基坑北坡、西坡及南坡。該段邊坡有放坡條件,故采用經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠的純土釘墻支護(hù)方式。考慮坡頂荷載20kPa,按l:02比率進(jìn)行放坡。
(2)基坑平面分區(qū)Ⅱ區(qū)。指基坑?xùn)|坡與建筑物相鄰的部分。該部分基坑上口線與已有建筑物墻體水平距離較近,所設(shè)計(jì)的邊坡支護(hù)方案必須確保已有建筑物安全,并須保證支擋的安全性與經(jīng)濟(jì)合理性,故采用微型樁、雙排預(yù)應(yīng)力錨桿與土釘墻聯(lián)合作業(yè)的支護(hù)方式。
從微型樁支護(hù)結(jié)構(gòu)來看,通過設(shè)置多層的常規(guī)土釘及預(yù)應(yīng)力錨桿能使微型樁嵌固深度顯著減小,沿排樁豎向應(yīng)力分布趨于平均,并有效減小由于主動(dòng)土壓力產(chǎn)生的水平側(cè)移。在本工程實(shí)際中,微型樁著重以下幾點(diǎn)應(yīng)用:①微型樁通過槽鋼與土釘、土釘面層鋼筋網(wǎng)及壓筋等緊密聯(lián)接成一體,構(gòu)成復(fù)合鋼筋混凝土面板,從而加強(qiáng)了土釘墻面板的整體強(qiáng)度,共同承受土體側(cè)向壓力、限制土體坍塌。②微型樁通過成孔、下鋼筋、注漿,與樁周土體構(gòu)成一個(gè)復(fù)合土體,這種復(fù)合土體在豎向范圍內(nèi)具有一定剛度,對(duì)不均勻土體的變形有限制作用。③在基坑開挖過程中,微型樁由于本身的抗剪性能,起到了抵抗土體側(cè)向位移作用。微型樁與錨桿、土釘聯(lián)合起來使用,可以將部分作用力傳遞給錨桿和土釘承擔(dān),實(shí)現(xiàn)整個(gè)支護(hù)體系水平位移小和結(jié)構(gòu)受力合理的特點(diǎn)。④微型樁與土釘形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)共同受力,因微型樁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的預(yù)先形成,可顯著提高土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度,使基坑可以連續(xù)的分層開挖,并有效提高土釘結(jié)構(gòu)的內(nèi)部安全系數(shù)。
第一排錨桿設(shè)于自然地面下一4.30m處,能夠固定建筑物墻體與基坑邊坡上口線之問的孤立土柱,使其穩(wěn)定。單錨采用2根7,/5鋼絞線(1860級(jí)),自由段長(zhǎng)度5m,錨固段長(zhǎng)度llm,設(shè)計(jì)單錨預(yù)應(yīng)力l50kN。由于以不破壞原有墻體或避開復(fù)合基樁為前提,故該部分錨桿可以水平方向進(jìn)行角度調(diào)整。
第二排錨桿設(shè)于天然地面下-8.60m,起到維持邊坡穩(wěn)定的作用,錨間距l 400mm,單錨采用2根7Φ5鋼絞線(1860級(jí)),自由段長(zhǎng)度5 m,錨固段長(zhǎng)度ll m,錨固段預(yù)應(yīng)力200 kN。
(3)基坑平面分區(qū)Ⅲ區(qū)。指基坑?xùn)|側(cè)除Ⅱ區(qū)外的部分邊坡,該段邊坡有一定放坡條件,可采用經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠的單排預(yù)應(yīng)力錨桿與土釘墻聯(lián)合支護(hù)方式。考慮坡頂附加荷載20 kPa,按l:0.1比率進(jìn)行放坡。
4.支護(hù)過程中可能出現(xiàn)的問題和解決對(duì)策
(1)由于地質(zhì)條件、施工的復(fù)雜性,基坑各邊坡地坪標(biāo)高不一致,基坑深度也不同,邊坡土釘?shù)膶?shí)際排數(shù),土釘長(zhǎng)度和間距應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)調(diào)整。例如,因地下障礙而無法按設(shè)計(jì)孔位或設(shè)計(jì)長(zhǎng)度進(jìn)行成孔施工,可適當(dāng)調(diào)整土釘人射角度和位置。
(2)基坑開挖過程中因土質(zhì)較松散而發(fā)生局部土體不穩(wěn)定時(shí),可視土質(zhì)情況減小土方開挖深度,或土方開挖后立即噴射一層40 mm厚混凝土,如果不穩(wěn)定土體已坍塌,視坍塌
土體大小用編織袋或草袋裝土填充密實(shí)后,掛鋼筋網(wǎng)或進(jìn)行壓力注漿,然后進(jìn)行下道工序。
5.基坑的變形與觀測(cè)
為了及時(shí)掌握邊坡變形動(dòng)態(tài),保證邊坡安全穩(wěn)定和工程順利進(jìn)行,要對(duì)邊坡進(jìn)行水平位移監(jiān)測(cè).以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,起到預(yù)控目的。
(1)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置。在邊坡散水上沿基坑邊坡布點(diǎn),每邊布置觀測(cè)點(diǎn)不少于3個(gè),間距約為l/3倍邊坡長(zhǎng)度。
(2)觀測(cè)周期。在開挖過程中每天觀測(cè)一次,如發(fā)現(xiàn)位移量較大或有突變時(shí),上、下午各觀測(cè)一次。
(3)注意事項(xiàng)。①各觀測(cè)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)要嚴(yán)格保護(hù)并做明顯標(biāo)記。②觀測(cè)嚴(yán)格按時(shí)問進(jìn)行,不許漏測(cè),開挖接近槽底時(shí).觀測(cè)人員不得離開現(xiàn)場(chǎng)。③如發(fā)現(xiàn)坡頂位移與當(dāng)時(shí)的基坑開挖深度之比超過下列數(shù)值時(shí),及時(shí)匯報(bào),以便及時(shí)采取措施處理:砂土為主的邊坡3‰;黏性土為主的邊坡5‰。
(4)加強(qiáng)對(duì)周邊建筑物的沉降觀測(cè)。邊坡支護(hù)進(jìn)行之前,做好基準(zhǔn)點(diǎn),在相臨建筑物上按標(biāo)準(zhǔn)留置足夠數(shù)量的觀測(cè)點(diǎn)。商業(yè)樓基礎(chǔ)底板混凝土澆筑、回填土施工、主體每澆筑一層均觀測(cè)一次,結(jié)構(gòu)封頂至竣工期間每三個(gè)月觀測(cè)一次。
6.小結(jié)
在考慮邊坡所處的周邊環(huán)境,采用多種邊坡支護(hù)方法相結(jié)合,充分發(fā)揮了各種邊坡支護(hù)類型的優(yōu)點(diǎn),保證了邊坡的穩(wěn)定與安全,縮短了工期,大大降低了成本。在施工過程中,因采用了合理的設(shè)計(jì)方案,合理的組織了施工安排,選擇了適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ_保了工程質(zhì)量,降低了工程造價(jià),取得了顯著的效果,為以后的工程積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]龔曉南,高有潮深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M]北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.
(本文來源:陜西省土木建筑學(xué)會(huì) 文徑網(wǎng)絡(luò):尚雯瀟 尹維維 編輯 文徑 審核)
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