淺談地鐵車站建筑物基礎(chǔ)加固處理

淺談地鐵車站建筑物基礎(chǔ)加固處理

1地下地鐵風(fēng)道北京地鐵五號(hào)線天壇東門站西北風(fēng)道位于天壇公園旅游服務(wù)中心，靠近市中心。庭院的南庭是自然公園的二樓辦公室。該建筑修建于20世紀(jì)80年代,房屋長29.4m,寬12.2m,房屋基礎(chǔ)為磚砌條形基礎(chǔ),地鐵風(fēng)道結(jié)構(gòu)邊緣距離該辦公樓基礎(chǔ)邊緣為1.35m,風(fēng)道施工可能會(huì)危及樓房的安全。風(fēng)道采用淺埋暗挖法施工,高度為13m,開挖寬度為11.7m,拱頂覆土深度為7.5m,由于風(fēng)道結(jié)構(gòu)已經(jīng)處于潛水、承壓水中,故在施工前采用管井降水輔助措施。2巖土層結(jié)構(gòu)場(chǎng)區(qū)內(nèi)的土層從上到下依次為粉土填土、雜填土、粉土、粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土、粘土、粉細(xì)砂、中粗砂、粘土、粉土、卵石圓礫、粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土等。風(fēng)道結(jié)構(gòu)主體拱部穿過的巖土層為粉土(3)層、粉質(zhì)粘土(3)1層、粉細(xì)砂(3)3層,屬Ⅵ級(jí)圍巖。結(jié)構(gòu)頂板距填土層0.5～3.0m,填土較為松散,穩(wěn)定性較差,施工易發(fā)生坍方現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)頂板處不易形成自然應(yīng)力拱。通過挖探發(fā)現(xiàn),該樓基底下為人工填土,局部飽和,樓房的化糞池附近已經(jīng)飽和,土質(zhì)極松軟。3根樁加固方案3.1有沉降的樓該樓房位于風(fēng)道開挖引起的沉降槽內(nèi),如果不采取措施,風(fēng)道施工引起的沉降將導(dǎo)致該樓房開裂,可能成為危房,所以必須對(duì)該樓房進(jìn)行預(yù)加固。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況和該樓房的實(shí)際情況,在加固方案設(shè)計(jì)時(shí),分別對(duì)鋼筋混凝土灌注樁、樹根樁和高壓旋噴樁加固方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。(1)風(fēng)道基底大跨樁方案部分順偏式方案沿該樓房與風(fēng)道結(jié)構(gòu)中間東西向設(shè)置1排鉆孔灌注樁,深入持力層(風(fēng)道基底下3.0m)。該方案受施工場(chǎng)地限制,鉆孔樁的位置距離樓房太近,大型機(jī)械施工困難,鋼筋籠難以一次性吊裝,只能分段吊裝。外部協(xié)調(diào)困難,施工進(jìn)度慢、費(fèi)用高,每根樁大約需1.4萬元。(2)鋼管混凝土樁沿樓房與風(fēng)道結(jié)構(gòu)中間東西向設(shè)置3排樁孔,間距0.5m,南北向設(shè)3個(gè)孔,每個(gè)孔(鉆孔直徑0.13m)布置1根直徑108mm、壁厚5mm的無縫鋼管,形成鋼管混凝土樁,樁深入持力層(風(fēng)道基底下3.0m)。費(fèi)用為每延米0.8萬元。缺點(diǎn)是鉆孔和樁的數(shù)量較多,共鉆孔180個(gè),樁總數(shù)為180根,施工時(shí)間為2個(gè)月。該方案施工機(jī)具所需空間小,外部協(xié)調(diào)相對(duì)容易,費(fèi)用較低。(3)高壓旋噴樁造林設(shè)計(jì)旋噴樁徑800mm,樁間距600mm,相互搭接200mm,并在每根高壓旋噴樁成型后在樁中心插入一根5m長的40鋼管,以增加側(cè)壁抗傾強(qiáng)度。每延米造價(jià)為0.85萬元。依照確保質(zhì)量,加快進(jìn)度,技術(shù)合理,經(jīng)濟(jì)合算的原則,經(jīng)綜合比選,確定采用樹根樁加固地基方案。3.2基礎(chǔ)植筋設(shè)計(jì)為了確保風(fēng)道施工期間樓房的安全和風(fēng)道施工安全,采取如下措施:(1)樓與風(fēng)道之間施做樹根樁,隔斷風(fēng)道施工對(duì)樓房的影響,樹根樁沿東西向設(shè)置3排,第1排為垂直,深25.0m,第2、3排為傾斜,傾角分別為30°、15°,深度分別為17.0m、20.0m。為了便于施工,樹根樁采用鋼管樁(如圖1所示)。(2)樹根樁頂部設(shè)冠梁。為保證樹根樁的整體性和達(dá)到加固基礎(chǔ)的預(yù)期效果,通過植筋將冠梁與樓房基礎(chǔ)連接成整體(如圖2所示)。(3)在風(fēng)道的邊墻及拱部施做錨管。拱部錨管(大角度超前注漿管)用于預(yù)注漿,其作用是加固風(fēng)道結(jié)構(gòu)上方土體,以減少地層沉降位移;邊墻錨管主要起拉錨作用,防止風(fēng)道施做二次襯砌時(shí)拆除臨時(shí)隔壁引起的收斂位移。3.3生產(chǎn)力研究(1)建筑物監(jiān)控措施監(jiān)測(cè)項(xiàng)目分為必測(cè)項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目。必測(cè)項(xiàng)目包括:(1)樓房監(jiān)控點(diǎn)量測(cè)及地面變形觀測(cè)。(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測(cè)(包括目視觀測(cè)裂縫、剝離及其應(yīng)力應(yīng)變量測(cè))。(4)地下水位變化監(jiān)測(cè)。(1)支護(hù)外土壓力、孔隙水壓力量測(cè)。(2)冠梁監(jiān)控點(diǎn)分布沿樓房基礎(chǔ)周邊間隔8m布點(diǎn),各角點(diǎn)布置1點(diǎn);樹根樁頂冠梁監(jiān)控點(diǎn)是沿縱向每8m布設(shè)1點(diǎn)。初期支護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括拱頂下沉、周邊凈空收斂變形、格柵應(yīng)力等。(3)建筑內(nèi)變形致災(zāi)機(jī)理若遇到下列可能影響建筑物安全情況之一時(shí),應(yīng)立即報(bào)警。若情況比較嚴(yán)重,應(yīng)立即停止施工,并對(duì)風(fēng)道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和已有建筑物采取應(yīng)急措施。(1)樹根樁頂冠梁的水平位移、或其與樓房之間土體的水平位移已大于10mm,或其水平位移速率已連續(xù)3日大于2mm/d。(2)風(fēng)道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)(或格柵)體系中有個(gè)別構(gòu)件出現(xiàn)應(yīng)力驟增、壓屈、斷裂、松弛或拔出的跡象。(3)樓房砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6～10m內(nèi)的不均勻沉降(局部傾斜或差異沉降)大于0.002H/d,或建筑物的傾斜速率已連續(xù)3日大于0.0001H/d(H為建筑物承重結(jié)構(gòu)高度)。(4)樓房的砌體部分出現(xiàn)寬度大于1.5mm的變形裂縫,或其附近地面出現(xiàn)寬度大于10mm的裂縫,且上述裂縫尚可能發(fā)展。(5)風(fēng)道內(nèi)有發(fā)生塌方的跡象或其他可能影響安全的征兆(如少量流砂、局部沉降過大等)。房屋報(bào)警值:沉降15mm、側(cè)向位移10mm;圈梁報(bào)警值:沉降15mm、側(cè)向10mm;隧道拱頂沉降報(bào)警值:50mm;水平收斂報(bào)警值:10mm。4泥漿、灰漿泵選用無錫探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的XY-4型液壓式鉆機(jī)(功率30kW)1臺(tái),BW-250泥漿泵1臺(tái),HB-6灰漿量泵1臺(tái),自制灰漿攪拌機(jī)1臺(tái)。為防止砂墊層在施工中坍塌、坍孔,采用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁,同時(shí)采用跟管鉆進(jìn),以封隔砂石墊層。4.1根樁施工技術(shù)(1)管插孔底、注漿(1)成孔:采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔,鉆孔時(shí)采用泥漿護(hù)壁。(2)下放鋼管:分段下放鋼管,注漿管采用直徑為20mm的PVC管,直插孔底。施工時(shí)應(yīng)盡量縮短吊放和焊接時(shí)間。(3)注漿:采用能兼注水泥漿和砂漿的注漿泵,最大工作壓力不小于1.5MPa。注漿時(shí)應(yīng)控制壓力,使?jié){液均勻上冒,直至泛出孔口為止。(4)拔注漿管:拔管后按質(zhì)檢要求在頂部取混凝土制成試塊,然后填補(bǔ)樁頂混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。(2)縮頸、塌孔、葉片(1)定位和校正垂直度:樁位偏差應(yīng)控制在20mm以內(nèi),直樁的垂直度偏差不超過1%,斜樁的傾斜度不超過2%。(2)樹根樁施工中如出現(xiàn)縮頸和塌孔的現(xiàn)象,應(yīng)將套管下到產(chǎn)生縮頸或塌孔的土層深度以下。(3)樹根樁施工時(shí)應(yīng)防止出現(xiàn)穿孔和漿液沿砂層大量流失的現(xiàn)象。樹根樁的額定注漿量應(yīng)不超過按樁身體積計(jì)算的3倍,當(dāng)注漿量達(dá)到額定注漿量時(shí)應(yīng)停止注漿?？刹捎锰资┕ぁ㈤g歇施工和增加速凝劑摻量等措施來防止上述現(xiàn)象的發(fā)生。(4)壓密注漿:壓密注漿工作在樹根樁施工完成后進(jìn)行,注漿采用純水泥漿進(jìn)行,技術(shù)參數(shù)與樹根樁基本相同。4.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)表明,樓房砌體承重結(jié)構(gòu)的沉降值為9.46～13.9