高壓旋噴錨索在深基坑支護的應(yīng)用
時間:2022-09-08 11:11:47
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摘要:淤泥質(zhì)地層中采用預應(yīng)力旋噴錨索樁錨支護結(jié)構(gòu)能夠顯著降低錨索的蠕變量,更好地控制基坑側(cè)向位移。當?shù)貙酉虏坑休^好土層時,可適當增大錨索傾角,將錨固端伸入下部較好土層內(nèi),能有效提高錨索的可靠度。錨固端頭部3~5m通過增加噴攪次數(shù)或提高噴漿壓力,可在錨固端頭部形成擴大頭,能顯著提高錨固力,減少錨索的塑性變形。
關(guān)鍵詞:淤泥質(zhì)地層;基坑支護;高壓旋噴預應(yīng)力錨索
1引言
在淤泥質(zhì)土地區(qū)開挖深基坑時,其支護結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變形問題,而且其錨索施工中也經(jīng)常遇到縮頸、管涌以及滲流等難題。近年來,預應(yīng)力旋噴錨索技術(shù)的應(yīng)用,使以上問題得以有效解決。通過旋噴錨索與排樁的合理組合,構(gòu)成樁外拉錨支護體系后,增大了錨索的縱橫排距,提升了工程的經(jīng)濟效益。
2旋噴預應(yīng)力錨索的優(yōu)點
旋噴錨索的錨固體截面積大、承載性能強、可用于軟弱土層,能將錨固力強化3~6倍,而預應(yīng)力錨索則能對變形加以約束,弱化蠕變變形,降低錨索塑性變形,對支護結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移進行控制,同時也能使圍護墻體的受力狀態(tài)得到改善。旋噴預應(yīng)力錨索的布置方式十分靈活,在復雜環(huán)境中也能適用。
3工程實例
3.1基坑支護的基本概況
金鵬玖玖商業(yè)區(qū)的基坑設(shè)計挖深較大且場地附近環(huán)境復雜,近出存在其他建筑,對基坑的臨時性支護應(yīng)作加強設(shè)計,可沿用主體結(jié)構(gòu)標高體系,具體高程為±0=20.000m。剖面1、2處基坑支護要求9.3~9.8m的有效深度,剖面3處要求4.3~4.7m的有效深度。本基坑工程巖土層在支護范圍內(nèi)的分布為:⑥細砂夾粉土;⑤粉質(zhì)淤泥質(zhì)黏土夾粉砂粉土;④粉土;③粉質(zhì)淤泥質(zhì)黏土夾粉土;②粉土夾粉質(zhì)黏土;①雜填土。以第⑤粉質(zhì)淤泥質(zhì)黏土夾粉砂粉土層為基底。其設(shè)計參數(shù)要求為:a.基坑上口周邊2m內(nèi)不允許堆載,2~10m內(nèi)要求20kPa;道路要求20kPa荷載;剖面3與3a的坡頂要求10kPa荷載;b.剖面1、2的基坑側(cè)壁要求一級的安全等級,其重要性系數(shù)為1.1;剖面3與3a的基坑側(cè)壁要求二級安全等級,其重要性系數(shù)為1.0;基坑必須具備12個月的安全使用期。d.計算土層物理力學的折減參數(shù)時,按0.75計。圖1基坑臨時支護示意圖
3.2支護方案
①保證基坑邊坡的穩(wěn)固與安全。②保證附近原建筑結(jié)構(gòu)的安全。③保證基礎(chǔ)施工的安全性。④提供基礎(chǔ)施工所需空間。經(jīng)比選,選擇樁錨支護方案,設(shè)止水帷幕,基坑以管井降水;具體為:①地下二層車庫側(cè)的剖面1-1與2-2均按上部放坡+下部樁錨方式支護;②地下二層車庫與住宅區(qū)地下室側(cè)的剖面3-3與3a-3a處以懸臂樁方式支護。
4施工要點
4.1支護樁
①成孔:a.因樁間距不足2.50m,施工時務(wù)必要間隔成孔,相鄰樁位須待樁芯混凝土終凝后再成孔;b.鉆孔取土期間,當鉆至設(shè)計標高時,為保證附近在建建筑物不會產(chǎn)生明顯附加沉降,應(yīng)通過相應(yīng)措施避免塌孔、縮徑。②鋼筋籠:a.鋼筋籠以螺旋箍為外箍筋,設(shè)50mm厚的混凝土保護層。主筋按5d長焊縫做雙面搭焊,將加勁筋點焊至主筋上;b鋼筋籠要求按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》以焊接方式分段制作;c吊裝鋼筋籠時,避免碰撞、變形,并于就位后即刻校正樁位、垂直度,隨即固定鋼筋籠。③樁身澆混凝土:a.成孔完成,經(jīng)驗收確認樁長、樁頂標高、巖土層性質(zhì)與孔底沉渣等均合格后,方可展開樁身澆混凝土;b必須以水下澆混凝土方式完成。c樁身混凝土務(wù)必連續(xù)澆灌,并密實振搗,不留施工縫;d澆混凝土前要再清一次底;e按規(guī)定留置混凝土試塊,并將施工記錄做好。
4.2止水帷幕
①旋噴樁設(shè)置在支護樁之間,其樁間距350mm,樁徑600mm,縱向搭接250mm。②施工工藝應(yīng)選擇雙重管法。要求注漿材料按至少180kg/m摻入P.O42.5級水泥,確定摻入量時需結(jié)合現(xiàn)場試驗,1.0的水灰比,以25~30MPa壓力注漿。③每臺機施工前均應(yīng)試樁2~3根,據(jù)此設(shè)置施工參數(shù)。④要求孔位偏差在50mm以內(nèi),鉆桿垂直度不超過1.0%。⑤要求噴射時的孔口返漿量不超過注漿量的1/5。注漿管分段提升時要求至少搭接100mm。若串孔冒漿,還要展開二次注漿。⑥注漿要均勻,自下而上直到高出頂面止水帷幕方可停止。⑦通過復噴將固結(jié)體半徑增大、使固結(jié)體變強。⑧施工相鄰旋噴樁時,若間隔>120h,外側(cè)需要補設(shè)2根樁。⑨按隔孔分序方式作業(yè),噴注相鄰孔的間隔應(yīng)在24h內(nèi)。⑩基坑開挖前或開挖期間,需隨機選取監(jiān)測點對止水帷幕檢測搭接寬度與表面尺寸。
4.3挖方與削坡
①挖方前,確保基坑支護標高與地下平面結(jié)構(gòu)圖中一致。挖方與地下室結(jié)構(gòu)施工應(yīng)分區(qū)進行。②機械開挖面與人工修坡要求分層、分段,自上而下展開,雜填土層各段長15m,其他土層均在15~25m之間,按土質(zhì)狀態(tài)確定開挖段長度,不得超深或超長。混凝土面層與土釘必須及時施工。工作面外側(cè)可自由挖方,其挖深以坡頂標高為設(shè)計基準。自一點位置起按時鐘方向展開,一層徹底完成后下一層方可開挖。③下層土方須待上一層噴射混凝土面養(yǎng)護3~5天達到10MPa強度后方可開挖。④開挖施工不得破壞既有支護系統(tǒng)。⑤挖方后應(yīng)立即人工修坡,待坡面整平后,將虛土清除。
4.4冠架
①預應(yīng)力錨索以15o~20o交錯的傾角旋進,以400mm直徑注漿,按規(guī)定成孔。②水泥用的是P.O.42.5級,摻量暫定在130kg/m以上,暫定0.7的水灰比,具體可結(jié)合現(xiàn)場土層狀態(tài)予以調(diào)整。以25MPa~30MPa的壓力進行旋噴攪拌。③施工務(wù)必要切槽,且應(yīng)該分段分層開挖,具體厚度務(wù)必按工況確定。④選擇15.2mm外徑、1×7的預應(yīng)力鋼絞線作為錨索,在導向錨托架上居中固定。為了便于張拉,需在樁外留長1m。將PVC管套在自由段外并封閉兩端。⑤預應(yīng)力錨索的注漿硬化至75%設(shè)計強度時張拉。先以20%的設(shè)計荷載做1~2次預拉,再以1.05~1.1倍的設(shè)計荷載實施超張拉,并保持5分鐘,再以設(shè)計荷載鎖定。⑥在對下層挖方前,務(wù)必設(shè)置好預應(yīng)力錨頭與水平支撐系統(tǒng)。
4.5面層
①噴射坡面層和坡頂層時,混凝土強度等級為C20,厚80mm。②采用雙向的鋼筋網(wǎng)片,設(shè)25mm厚的保護層。將鋼筋網(wǎng)片可靠固定于邊壁上,鋼筋網(wǎng)片必須與加強筋、土釘可靠連接。相鄰段間按300mm的長度搭接。③通過試驗為噴射混凝土料確定具體配合比,粗骨料中要求粒徑最大控制在12mm以內(nèi),水灰比的范圍應(yīng)該在0.4~0.45之間。④噴射時,應(yīng)按照自下而上的順序,將噴頭控制在距離受噴面0.6~1.2m的范圍之內(nèi);控制射流方向,使其垂直于噴射面。⑤噴射混凝土完成終凝后,應(yīng)于2h內(nèi)結(jié)合氣候條件展開噴水養(yǎng)護,養(yǎng)護時間通常在5~7天。
5結(jié)語
綜上所述,淤泥質(zhì)地層中采用預應(yīng)力旋噴錨索樁錨支護結(jié)構(gòu)能夠有效限制支護結(jié)構(gòu)的變形,大直徑旋噴錨索能夠有效降低錨固體與土體之間的應(yīng)力水平,顯著降低錨索的蠕變量,能夠更好地控制基坑位移。旋噴錨索能夠適應(yīng)復雜的基坑周邊環(huán)境,布置靈活,可采用較大的錨索間距,能夠有效降低工程造價。
參考文獻
[1]李洪然.高壓旋噴錨索在超大軟土深基坑中的應(yīng)用[J].土工基礎(chǔ).2018(02):116-118+125.
[2]劉魁,徐龍帥,高路皓.高壓旋噴錨索在軟土地區(qū)的應(yīng)用試驗研究[J].巖土工程技術(shù).2018(02):64-68+109.
作者:許道軍 單位:安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊