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，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程中，錨體張拉鎖定等工序、地下水情況以及環(huán)境振動因素對樁錨支護(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)展的趨勢越來越明顯，加之近年來基坑安全事故頻發(fā)，因此基坑支護(hù)安全性越來越受到重視。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)施工過程中應(yīng)注意的問題，希望對類似工程有一定參考作用。1 工程概況案例為一地下車庫基坑支護(hù)工程，場地位于津市東麗區(qū)，屬濱海沖積平原，海陸交互相沉積地層，根據(jù)詳勘報告揭示，場地淤泥質(zhì)粘土層分布較廣且最厚處約有7m。基坑設(shè)計采用懸臂樁+止水帷幕的支護(hù)方法，后由于現(xiàn)場條件如基坑局部外邊緣需填土筑路，基坑周邊動、靜荷載分布以及基坑設(shè)計深度（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)計變更，即在原有支護(hù)設(shè)計基礎(chǔ)上增加了加筋水泥土樁錨，并重新進(jìn)行了計算。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)計及原理分析2.1 工程設(shè)計由于場地淤泥質(zhì)土層較厚及工期較緊等多種特殊原因，設(shè)計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9m，樁徑600mm，樁間距1.6m，嵌入深度4.1m，施工采用潛水鉆機鉆機水下灌注法；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成樁。高壓旋噴加筋水泥土樁錨的錨固段長10m，自由端長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)地勘報告提供土層參數(shù)，具體見下表1，通過計算，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)計要求。表1 計算土層參數(shù)表層號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)專利有限公司開發(fā)的一種自進(jìn)式錨桿的施工方法（專利號：0610076796.4），此種方法是通過專用的機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（平面布置見圖2），填土高度平均高約0.75m，此時按原方案施工護(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)局部平面圖基坑開挖至設(shè)計標(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)，且未見其他異常情況發(fā)生。但在基坑開挖過程中，人工湖在注水，人工湖與基坑間填土筑路施工同時進(jìn)行。此后主要有三個重要現(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 事故分析針對工程事故，查閱相關(guān)資料并理論結(jié)合實際對每種現(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，沿湖填土筑路時大型機械作業(yè)一方面直接增加了荷載，另外機械作業(yè)對基坑側(cè)后土擾動十分大，不同頻率應(yīng)力波以及振幅的大小對支護(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，沿路大重型機械行走振動對自由端及錨體均有直接作用致使錨頭松動樁錨失效。3.2 事故處理根據(jù)以上客觀分析，及時采取了對應(yīng)處理及加固措施。首先，協(xié)調(diào)相關(guān)部門立即抽降了人工湖水位至一定位置，并禁止大重型機械在沿湖路段行走和其他對基坑有較大擾動的施工作業(yè)；其次，積極組織搶險隊伍按照應(yīng)急預(yù)案及時對基坑側(cè)后土坍塌處進(jìn)行了堵漏引流處理，同時對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。由于實際情況的特殊性，對不具備卸荷條件的沿湖路段基坑進(jìn)行了重點處理，主要是采用斜支撐的方法，具體方法是采用6m長雙22b型工字鋼做支撐，支撐上端頂在冠梁與護(hù)坡樁交叉處，支撐下端與一個三角底座連接，將力傳遞至坑底。三角底座主要通過機械在坑底垂直壓入4根5m長工字鋼，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，支撐加固簡圖如圖3。 （a）支撐剖面圖 （b）支撐平面圖圖3 支撐加固簡圖由于問題發(fā)生后分析客觀準(zhǔn)確，加之事故處理方法得當(dāng)，組織搶險及時，基坑位移得到了有效控制，基坑安全得到保證。4 結(jié) 語工程實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，必須注意以下幾點：（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，防止機械等外界因素對基坑近距離擾動，可有效防止基坑事故。（3）注意地下、地上水對基坑側(cè)后土層的影響，水通過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易長平,盧文波.爆破振動對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)境振動對基坑邊坡擾動的影響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)動力特征的數(shù)值模擬J.煤炭學(xué)報.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