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旋喷桩在边坡支护体系中的应用
 

作者:未知 摘?要结合某基坑工程,介绍了旋喷桩在基坑边坡支护中的应用,并详细介绍了支护方案的优选,并就旋喷桩的施工注意事项进行了说明。
关键词旋喷桩;基坑工程;边坡支护
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0185-01

1工程概况及地质水文情况
1)工程概况。某建筑工程,高82.4m,总建筑面积为38000m2,主楼25层,地下室2层,建筑结构为框架剪力墙结构。该建筑需要进行基坑施工。
2)地质情况。根据地质勘测报告,地质情况为:①填土:以杂填土为主,局部为素填土;②黄土状土:褐黄色硬塑,局部见层理;③粉砂、中砂层:褐黄色饱含水,上部以粉细砂为主,下部为中砂,见土层分布不均匀;④粉质粘土:褐黄色可塑,含有钙质结核砂粒等,偶见针状空隙,局部钙质结核是集成层或透镜体。
3)地下水情况。本工程所在位置的地下水处于8.00~9.6m标高之间,其变化幅度在1.5m左右。地下水主要储存于③层砂层与④、⑤层粉质粘土中,其中⑥层砂层是相对富水层,④⑤层粉质粘土则是相对的隔水层,地下水混合渗透系数按5m/d采用。
2支护方案选择
依据地质勘查报告资料,该工程所处位置地质情况较好,可以采用大开挖方法施工。考虑到工程的背面与办公楼相邻、西面与工地的临时办公室相邻、东部则是混凝土搅拌站,所以基坑按照1∶0.3比例进行放坡。此外,由于边坡的下部,距离基坑底部1m范围内存在3~4米厚的砂土层,这给施工带来了麻烦:首先,因为沙土是内聚力为零,开挖过程中极易出现塌方事件;其次,沙土的抗剪性能较差,容易使得整个土体失稳;再者,极易发生流沙现象。最后研究决定,基坑-7m以上采用
1:0.03进行放坡,下部分采用1.3m的注浆进行加固处理。
该基坑的开挖需要两次来完成,首先开挖到-7m处,对基坑进行支护降水树立后,在进行第二次的开挖,第二次开挖的支护方案,现有三个,需要进行优选研究。
方案一:密排混凝土灌注桩。基坑的四个方向都采用灌注桩,单排,桩径为Φ600,桩长为14m,桩的间距为1200mm,桩间要用喷浆进行支护处理。桩顶设置贯梁,以加强排桩的侧向刚度。
方案二:在基坑的四周周围打上灌注桩,单排,桩径为Φ600,桩的间距为1800~2400mm,桩顶同样设置贯梁。此外,在灌注桩的后面还加上一排旋喷桩,直径为Φ600,桩径水平两方向的间距为100mm,基坑采用深井降水方式。
方案三:设置两排的旋喷桩,桩径为Φ600,桩的间距为600mm,桩径水平两方向间距为100mm,同样采取深井降水方式。
三种方案都各具特点,分析如下:方案一相对比较常见,应用比较成熟,施工安全,但是其造价很高,防水效果得不到保证,且施工进度比较缓慢。方案二,就其造价而已,排在三个方案的中间,能有效起到防水作用,但是两种不同桩的施工,会存在相互影响,施工工期相对较长;方案三,经济实惠,防水效果还好,而且施工工期比较短,如果局部采用三排桩,施工安全性将大大增强。
根据工程的实际情况,同时考虑到工程造价、施工安全、施工进度等因素,最终决定采用方案三。同时,就方案三提出了一些修改,具体为:原先基坑西侧采用的是双排桩,修改后,在西侧两个降水井所在位置,增加一排桩;基坑的东南两侧均为原先的双排桩,但是其桩长介于7~14m之间,其中,南侧还要进行加垛。此外,从力学角度来考虑,方案三也是符合库伦理论、朗肯理论假定的,经过计算分析,抗滑移、抗倾覆都能达到设计要求。
3旋喷桩施工质量控制
旋喷桩的基本原理为:使用钻机将带有喷嘴钢管钻入到土层里,到达预定位置后,用高压脉冲泵将水泥砂浆从钢管的一端加压到土层中的钢管喷嘴中,同喷嘴,可以将砂浆想土体的四周扩散,使得土体得到破坏,同时,砂浆和土混合在一起。此外,钻杆还会以一定的频率转动,这样有利于水泥砂浆和土体的均匀混合,待混合土硬化了以后,就能形成桩体,其直径是相对均匀的,且有一定的强度,从而起到抵御侧向力的作用。为确保工程施工质量,需注意以下事宜:
1)做好测量定位放线工作,测量人员需要根据施工图纸,在基坑的四周进行布桩,桩之间的搭接长度为10cm,布桩时,一定要避免桩位发生较大偏差,以免造成水的渗漏。布桩完成好,要加强对桩位的保护,定时检查,发现可疑桩位,需要立马进行核对,以防影响施工效果。
2)就位对中:钻机就位钻孔,严格控制好桩机的平整度及导向钻杆对地面的垂直度,偏差在1%以内,在施工过程中随时检查,发现偏差及时调整。
3)旋喷下沉成孔:下沉旋喷管,利用高压水切割土体旋转下沉成孔,下沉结束后桩长必须满足设计要求,以保证基坑开挖后成桩有一定的锚固长度。
4)制备好固化剂的浆液:旋喷过程中,需要大量的砂浆,这些都是后台搅拌自制而成的,本工程采用了的是普通硅酸盐水泥,水灰比控制在1∶1的比例,制浆过程中不能出现离析现象,且制浆需要保证供浆的连续性,避免出现供浆中断现象。
5)旋喷注浆、提升成桩:喷射时先应达到预定的喷射压力、喷浆后再逐渐提升喷浆管,中间发生故障时应停止提升和旋喷,以防止桩体中断,同时立即进行检查,排除故障,如发现有浆液喷射不足,影响桩体的设计直径时,应进行复喷。
6)在基坑二次开挖过程中,需要加强对基坑的监测力度,及时掌握基坑以及周围建筑物的变形情况,发现问题及时调整施工节奏,是整个工程处于数据监控中,以确保工程的安全进行。
7)深井降水处理需要跟旋喷桩进度保持一致,在旋喷桩施工完6天后,通过监测仪器所测数据分析,周边建筑物沉降合理,也没有出现渗水现象,工程施工达到了设计要求。
8)在整个边坡支护过程中,为了保证文明施工,施工中我们采取了不排、少排的施工方法,具体表现如下:①桩顶段,支护采用的是人工挖孔桩,其桩长控制在15% ~35%;②设备对桩下部分进行旋喷成桩施工,利用先前返回的砂浆进行再填充,这样既提高了砂浆的利用率,同时也减少了砂浆的排放,保证了工地的整洁;③加强对上部挖孔段的补桩,以确保上下桩的连接下,使桩的强度得以加强。
该工程于2007年5月19日开工,同年的6月13日完工。这其中,因为设备进场、安装接电、调试工作、下雨等原因造成停工3天,因为业主方原因造成停工8天,工程实际用时16天,总共完成了506根桩的成孔、成桩工作,钻孔总深度达到了4150.8m,总的桩基量为4148.2m,有效完成了边坡支护任务。
4结束语
采用旋喷桩进行护坡,工程造价得以降低,工期缩短,且施工中没有振动,噪音小,不会扰民。通过技术改造后,砂浆的利用率得到了有效提高,桩身的强度也得到加强,能够形成群桩帷幕防水。施工安全,对周围建筑不会带来很大影响,还能有效减少基坑的放坡。实践证明,该方案技术可行,造价低廉,取得了良好的社会经济效益。
参考文献
[1]李世京,等.旋喷桩施工技术[M].北京:地质出版社,2007,7.
[2]高大钊,等.桩基础的设计方法与施工技术[M].北京:机械工业出版社,2007,8.

 

 

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