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

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(chǎng)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(guò)程中，錨體張拉鎖定等工序、地下水情況以及環(huán)境振動(dòng)因素對(duì)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(huì)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(shì)越來(lái)越明顯，加之近年來(lái)基坑安全事故頻發(fā)，因此基坑支護(hù)安全性越來(lái)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(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題，希望對(duì)類似工程有一定參考作用。1 工程概況案例為一地下車庫(kù)基坑支護(hù)工程，場(chǎng)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(chǎng)地淤泥質(zhì)粘土層分布較廣且最厚處約有7m?；釉O(shè)計(jì)采用懸臂樁+止水帷幕的支護(hù)方法，后由于現(xiàn)場(chǎng)條件如基坑局部外邊緣需填土筑路，基坑周邊動(dòng)、靜荷載分布以及基坑設(shè)計(jì)深度（基坑最深處變?yōu)?.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(chǎng)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(zhǎng)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500mm700mm。圖1 加筋水泥土樁錨組合支護(hù)形式止水帷幕為水泥土攪拌樁，樁長(zhǎng)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(zhǎng)10m，自由端長(zhǎng)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1018Mpa，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(jiàn)下表1，通過(guò)計(jì)算，整體穩(wěn)定安全系數(shù)s=1.8161.1, 抗傾覆安全系數(shù)ov= 1.8311.2，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(hào)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1.2018.0-10.0010.002粘性土1.6018.08.015.508.003淤泥質(zhì)粘土1.8018.08.010.304.904粘性土8.0019.09.013.0020.702.2 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(kāi)發(fā)的一種自進(jìn)式錨桿的施工方法（專利號(hào)：0610076796.4），此種方法是通過(guò)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)單位在基坑外8m12m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(jiàn)圖2），填土高度平均高約0.75m，此時(shí)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。圖2 基坑支護(hù)局部平面圖基坑開(kāi)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(jiàn)其他異常情況發(fā)生。但在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，人工湖在注水，人工湖與基坑間填土筑路施工同時(shí)進(jìn)行。此后主要有三個(gè)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(duì)工程事故，查閱相關(guān)資料并理論結(jié)合實(shí)際對(duì)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(cè)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(shí)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(duì)基坑側(cè)后土擾動(dòng)十分大，不同頻率應(yīng)力波以及振幅的大小對(duì)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(shí)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(dòng)對(duì)自由端及錨體均有直接作用致使錨頭松動(dòng)樁錨失效。3.2 事故處理根據(jù)以上客觀分析，及時(shí)采取了對(duì)應(yīng)處理及加固措施。首先，協(xié)調(diào)相關(guān)部門(mén)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(duì)基坑有較大擾動(dòng)的施工作業(yè)；其次，積極組織搶險(xiǎn)隊(duì)伍按照應(yīng)急預(yù)案及時(shí)對(duì)基坑側(cè)后土坍塌處進(jìn)行了堵漏引流處理，同時(shí)對(duì)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。由于實(shí)際情況的特殊性，對(duì)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(zhǎng)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(gè)三角底座連接，將力傳遞至坑底。三角底座主要通過(guò)機(jī)械在坑底垂直壓入4根5m長(zhǎng)工字鋼，排列成1.5m1.5m1.5m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(jiǎn)圖如圖3。 （a）支撐剖面圖 （b）支撐平面圖圖3 支撐加固簡(jiǎn)圖由于問(wèn)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(xiǎn)及時(shí)，基坑位移得到了有效控制，基坑安全得到保證。4 結(jié) 語(yǔ)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(chǎng)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(guò)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(shí)，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(dòng)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(duì)基坑近距離擾動(dòng)，可有效防止基坑事故。（3）注意地下、地上水對(duì)基坑側(cè)后土層的影響，水通過(guò)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(zhǎng)平,盧文波.爆破振動(dòng)對(duì)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(dòng)對(duì)基坑邊坡擾動(dòng)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(dòng)力特征的數(shù)值模擬J.煤炭學(xué)報(bào).2008,33(7):727-731.5CECS 147:2004.加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)規(guī)程S.6JGJ 120-99.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程S.The applic