以上各方案主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較如下表:
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基坑支護(hù)類(lèi)型 | 工期/d | 施工條件 | 造價(jià)/萬(wàn)元 |
鋼板樁 | 10 | 工藝簡(jiǎn)單但對(duì)設(shè)備要求較高。 | 約20 |
土釘墻 | 25 | 對(duì)設(shè)備要求較低,但施工工藝復(fù)雜,各工序相互干擾。 | 約12 |
水泥攪拌樁 | 15 | 對(duì)工藝及設(shè)備要求簡(jiǎn)單。 | 約8.8 |
根據(jù)以上綜合分析比較,選用水泥攪拌樁支護(hù)形式。
3.支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該支護(hù)形式原則上可按樁板式擋土墻的設(shè)計(jì)計(jì)算理論進(jìn)行:
①初定樁長(zhǎng)、樁徑及入土深度;
②計(jì)算懸臂段的主動(dòng)土壓力及錨固段的被動(dòng)土壓力;
③分別進(jìn)行墻面抗傾覆驗(yàn)算、墻底整體抗滑驗(yàn)算、墻身強(qiáng)度驗(yàn)算及抗?jié)B驗(yàn)算;
④考慮到整個(gè)場(chǎng)地預(yù)先經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理,有關(guān)計(jì)算參數(shù)取各土層的平均值φ=30°,c=0, γ=20kN/m3 , k=3.3×10-4。
經(jīng)計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)采用:
①粉噴樁樁長(zhǎng)4m,樁徑500mm,入土深度2m,水灰比0.45,單行密排,樁間距400mm,相鄰樁間搭接咬合50mm。
②每根樁頂部插入2ф16預(yù)埋鋼筋,入樁深度750mm,外露250mm。所有樁頂用截面大小為500mm×300mm、標(biāo)號(hào)為C20的混凝土圈梁串連,圈梁配筋為4ф25、ф8@200。2ф16外露鋼筋均伸入圈梁內(nèi)并與其鋼筋焊連。圈梁以上采用堆碼砂袋護(hù)坡。
③水泥均用42.5級(jí)礦渣水泥,水泥摻量15%。
五、?施工步驟及主要技術(shù)措施
①?gòu)?qiáng)夯施工:原設(shè)計(jì)是先強(qiáng)夯后填土,經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)之后改為先填土后強(qiáng)夯,這樣即可使回填土和原狀土地基得以同 時(shí)加固處理,按設(shè)計(jì)地面標(biāo)高控制一次到位,也使在強(qiáng)夯有效影響深度范圍內(nèi)的土體獲得了超壓密和加速固結(jié),利于坑壁穩(wěn)定甚至可減小支護(hù)樁長(zhǎng)。施工中強(qiáng)夯采用二遍點(diǎn)夯,一遍滿(mǎn)夯,點(diǎn)夯夯擊能3000kN·m,夯點(diǎn)間距5m×6m,滿(mǎn)夯夯擊能1000kN·m。
②原定整個(gè)場(chǎng)地樁基施工一次到位,以爭(zhēng)取工期,這樣位于基坑內(nèi)的預(yù)制管樁必然會(huì)影響后續(xù)基坑土方開(kāi)挖,因此在打地下室區(qū)域內(nèi)的預(yù)制樁時(shí)采用了送樁法,送樁長(zhǎng)度最深達(dá)6m。既避免了拖延工期,又消除了開(kāi)挖基坑障礙。
③基坑降水:在地下室周?chē)墓こ填A(yù)制樁施工完畢后,在基坑頂面外圍沿周邊均勻布設(shè)十個(gè)深降水井,井孔直徑600mm,濾水管徑400mm,井深13m,成孔后每個(gè)降水井放置潛水泵(QY15X25-2.2及以上型號(hào))一臺(tái),抽水3天后開(kāi)始開(kāi)挖基坑。
④粉噴樁施工:沉樁和降水井施工到位后,即可沿基坑周邊依次施工粉噴樁,本工程選用PH-5A型塔架式粉噴樁 機(jī)及XK0.6型空氣壓縮機(jī)。粉噴樁施工的關(guān)鍵是首先確保水灰比及水泥摻量,其次要確保樁與樁之間的有效咬合,尤其在基坑轉(zhuǎn)角處要加大咬合的牢靠程度,除擋土外,還應(yīng)保證形成擋水帷幕。工程中粉噴樁機(jī)提升速度為0.97m/min;噴粉壓力0.8N/mm3。此外樁頭應(yīng)復(fù)噴。
⑤基坑開(kāi)挖:基坑采用挖掘機(jī)小放坡開(kāi)挖,分上下二級(jí)開(kāi)挖。第一級(jí)為3m,待地下水位標(biāo)高降到地面10m以下及粉噴樁達(dá)到強(qiáng)度后才可進(jìn)行第二級(jí)土方開(kāi)挖。開(kāi)挖時(shí)預(yù)先準(zhǔn)備數(shù)量充足的砂袋,待基坑開(kāi)挖深度至圈梁底標(biāo)高時(shí),立即施工圈梁,圈梁以上坑壁分層構(gòu)筑砂袋護(hù)坡,砂袋之間要墊砂抄平。
⑥基坑內(nèi)排水:基坑底面四周設(shè)排水明溝及十個(gè)集水坑,將基坑內(nèi)積水集中抽出坑外。四周支護(hù)的側(cè)壁均埋設(shè)泄水管,以利降低坑壁背面土層中的孔隙水壓力。
六、工程效果
整個(gè)施工過(guò)程中經(jīng)歷過(guò)多場(chǎng)大雨的考驗(yàn),基坑整體支護(hù)工況完好,確保了地下室施工順利進(jìn)行,達(dá)到了預(yù)期的目的和效果。其間曾出現(xiàn)過(guò)以下局部異常情況,經(jīng)采取相應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)和處理措施后均得以消除。
1.基坑頂部邊緣土體局部出現(xiàn)5mm寬的裂縫;
2.到后期有個(gè)別粉噴樁在基坑底面處出現(xiàn)裂損現(xiàn)象;
3.基坑降水欠到位,地下水位標(biāo)高僅降至在鄰近基坑底部,以至于挖地下室集水坑時(shí)出現(xiàn)局部流砂現(xiàn)象。
七、??結(jié)論與體會(huì)
1.相對(duì)而論,粉噴樁的抗壓、抗剪強(qiáng)度較高,而抗析強(qiáng)度偏低,因此大都用來(lái)對(duì)具有一定厚度的軟土地基加固處理,形成復(fù)合地基,如軟土路堤、涵洞基礎(chǔ)的地基加固,而用作受彎的支護(hù)結(jié)構(gòu)不常見(jiàn)。本工程地下室基坑支護(hù)采用粉噴樁是受工期、投資、地質(zhì)條件所迫,但充分考慮到其可行性,尤其是基坑上部土層具有較高強(qiáng)夯效果的有利條件,可減小粉噴樁支護(hù)高度,同時(shí)采取了調(diào)整強(qiáng)夯與填土順序、送樁方法、井點(diǎn)深層降水、粉噴樁咬合排列等綜合技術(shù)措施,最終達(dá)到了預(yù)期支護(hù)效果,并取得了較好經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2.粉噴樁支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)似于樁扳式擋土墻,設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單,施工便捷,如果在樁體內(nèi)插入適量的鋼筋或竹筋,可提高其抗彎性能,增大支護(hù)高度。
3.排樁樁體搭接排列形成惟幕,取到了基坑防水止水作用,根據(jù)需要還可采用雙排樁錯(cuò)位排列,可增加支護(hù)能力和止水效果。
(1)在飽和砂土地基中,粉噴樁將形成水泥砂漿樁體,如果水泥摻量得當(dāng),其抗壓、抗剪、抗折強(qiáng)度必將優(yōu)于軟土中的粉噴樁體,對(duì)此進(jìn)一步開(kāi)展試驗(yàn)研究具有實(shí)際意義。
(2)井點(diǎn)降水效果不夠理想,其一是降水井?dāng)?shù)量偏少,應(yīng)增多4個(gè)為宜,其二是洗井不到位,影響降水效果,在砂土地層中降水井有必要設(shè)置套管護(hù)壁。???