地鐵車站深基坑支護(hù)方案比選

地鐵車站深基坑支護(hù)方案比選

準(zhǔn)備桿用于保護(hù)深孔，不僅占地面積小，而且施工速度快，有利于減少方向位移，節(jié)約投資約20%，在修復(fù)基質(zhì)方面得到了廣泛應(yīng)用。土層錨桿是一種埋入土層深處的受拉構(gòu)件,一端與工程結(jié)構(gòu)物相連,另一端錨固在土層中,以承受由于土壓力、水壓力或其他外力施加于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的推力或上舉力,利用土體內(nèi)的錨固力來維持結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。在深基坑支護(hù)過程中,土層錨桿技術(shù)占有重要地位。1預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)—工程概況與地質(zhì)條件地鐵十號(hào)線安定路站—北土城東路站區(qū)間工程位于朝陽區(qū)安定路小關(guān)路口,全長809.931m。明挖段基坑最深達(dá)16.5m,采用D800和D600鉆孔灌注樁,樁間網(wǎng)噴混凝土和三道D609鋼管橫撐對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。明挖區(qū)間靠近安定路段設(shè)有一鋪軌基地,起訖里程為K10+230～K10+260。結(jié)構(gòu)頂板預(yù)留30m×7m的下料口。該段場地狹小,附近為本標(biāo)段一重大風(fēng)險(xiǎn)源——小關(guān)街2號(hào)居民樓。按軌道設(shè)備安裝的要求,此處不能采用鋼管橫撐且在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)基坑暴露在外不能回填?？紤]到基坑安全和后續(xù)工程的順利進(jìn)行,決定此處采用預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)基坑進(jìn)行支護(hù)。本工程標(biāo)段位于永定河沖積扇中下部,淺層為第四紀(jì)沉積的黏性土、粉土,局部為砂類土薄層;其下為第四紀(jì)的黏性土、粉土、砂類土碎石類土互層,覆蓋層厚度約為100m。受線路南側(cè)60m處的小月河影響,場區(qū)地下水位較高,埋深約為2.0～7.5m,其下為地下潛水和承壓水,大氣降水對(duì)地下水位影響明顯。2主臂的設(shè)計(jì)和施工2.1錨桿間距和長度冠梁以下2.5m處為第一排預(yù)應(yīng)力錨桿,平面上錨桿間距為1.4m,錨桿長24m,錨固段15m,自由段9m,傾角25°、27°交替施做;其下4m和9m,分別為第二道和第三道錨桿,水平間距為1.4m,長度分別為23m和20m,錨固段18m和15m,自由段5m,傾角15°、18°交替施做。錨桿施加一定的預(yù)應(yīng)力后,與樁通過水平擱置的鋼圍檁連接(如圖1)。2.2應(yīng)夾桿的安裝(1)錨錨系統(tǒng)的設(shè)置成孔采用普通錨桿鉆機(jī),三翼鉆頭,正循環(huán)全面鉆進(jìn),成孔口徑為200mm。鉆進(jìn)時(shí),須將鉆機(jī)可靠固定,便于鉆進(jìn)加壓并防止鉆孔移位,錨孔盡量在一個(gè)回次成孔,防止二次下鉆。二次下鉆時(shí)盡量對(duì)準(zhǔn)原錨孔,若不能對(duì)準(zhǔn),則重新成孔。終孔后采用BW-150型泵清水清孔,確保孔內(nèi)干凈,以保證水泥漿液與土層的黏結(jié)強(qiáng)度,提高錨固力。(2)mm學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力錨索采用1860級(jí)4×7?5mm高強(qiáng)度低松弛鋼絞線。為確保桿體孔內(nèi)居中,沿桿體軸線方向,每隔2.0m設(shè)置一個(gè)?100mm箍環(huán)。錨索制做完成后,用吊車吊起緩慢插入孔內(nèi),距孔底約25cm。一次注漿采用PVC注漿管,第一次注漿完畢后緩慢拔出孔外;二次劈裂管自由段采用?60mm的鍍鋅鋼管,錨固段采用高壓PVC注漿管,每隔50cm鉆四個(gè)劈裂孔,均勻分布,劈裂孔外面用膠帶纏繞3～4圈,劈裂管前頭用絲堵堵緊,以防漏漿。孔口之外預(yù)留1.2m鋼絞線,用以安裝錨具及張拉鎖定。(3)次注漿和二次沖淤注漿相結(jié)合漿液采用M20的水泥漿,水灰比為0.47,現(xiàn)場配置。待錨索安裝完畢后即可開始第一次注漿,注漿壓力為0.5MPa,直至孔口流出濃水泥漿為止;隨即將一次注漿管緩慢拔出,并注意隨時(shí)補(bǔ)漿。待第一次注漿完畢24h后開始二次劈裂注漿(第一次注漿強(qiáng)度達(dá)到5MPa),漿液采用水泥凈漿中摻加4%的膨脹劑。二次注漿壓力為約4MPa,注漿量應(yīng)大于第一次注漿量。(4)鋼綴板節(jié)點(diǎn)連接圍檁采用兩根28a普通熱軋槽鋼制作,20mm厚的鋼綴板連接。根據(jù)錨桿實(shí)際位置,適當(dāng)調(diào)整局部加工尺寸。鋼圍檁安裝前,在基面上彈出圍檁上邊線,利用導(dǎo)鏈由多人協(xié)作進(jìn)行吊裝。(5)錨具的張拉和鎖定按設(shè)計(jì)要求,錨桿完成7天后,強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí),即可進(jìn)行張拉鎖定。張拉采用經(jīng)標(biāo)定的YC100型穿心千斤頂,鎖定采用YM15-4型錨具,錨環(huán)和夾片的硬度要符合設(shè)計(jì)要求。正式張拉前,應(yīng)取20%的設(shè)計(jì)張拉荷載,對(duì)其預(yù)張拉1～2次,使其各部位接觸緊密,鋼絞線完全平直。正式張拉時(shí),應(yīng)張拉至設(shè)計(jì)荷載的105%～110%,再按規(guī)定值進(jìn)行鎖定。3預(yù)應(yīng)力錨桿彈性位移在本批次錨桿中隨機(jī)抽取三根做破壞性試驗(yàn)以確定錨桿的極限承載力。最大試驗(yàn)荷載為錨桿桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍。用游標(biāo)卡尺測量張拉過程中產(chǎn)生的錨頭位移。試驗(yàn)加荷分為6個(gè)循環(huán)。錨桿的彈性變形按式(1)計(jì)算式中δl——彈性變形值;N——錨桿的設(shè)計(jì)軸力;L——自由段長度與1/2錨固段長度之和;E——鋼絞線彈性模量,根據(jù)試驗(yàn)報(bào)告取E=200GPa;A——鋼絞線截面積,A=140mm2。按照相關(guān)規(guī)范要求,錨桿的彈性位移不小于自由段變性值的80%,不大于自由段與1/2錨固段之和的變性值,最終確定本批次預(yù)應(yīng)力錨桿的極限承載力為752kN。試驗(yàn)結(jié)果見表1、圖2和圖3。4支護(hù)段基坑水平位移本次基坑水平位移的監(jiān)測是通過預(yù)先埋置在鉆孔灌注樁內(nèi)的側(cè)斜管完成的。圖4(a)為預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)段基坑的水平位移,圖4(b)為鋼管橫撐支護(hù)段基坑的水平位移。對(duì)比兩圖可以得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:(1)在錨桿施工的三周內(nèi),基坑的水平位移變化較大。三周后錨桿張拉鎖定完畢,開始發(fā)揮支護(hù)作用,基坑變形明顯減小,逐漸趨于穩(wěn)定。(2)錨桿支護(hù)段基坑水平位移曲線比較平緩,鋼管撐支護(hù)段基坑水平位移曲線有兩處突變。這是由于錨桿向下以一定的角度深入土層,改變了樁后土層壓力分布,而橫撐支護(hù)只是相當(dāng)于在樁上施加集中反力,因此曲線出現(xiàn)突變。(3)錨桿支護(hù)段基坑位移曲線最終趨于穩(wěn)定,說明鋪軌基坑采用預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)這一方案是完全可行的。5預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)(1)在場地狹小,工期緊張的不利條件下,本支護(hù)方案順利完成,為后續(xù)施工和軌道設(shè)備的提前安裝創(chuàng)造了十分有利的條件。(2)錨桿的設(shè)計(jì)承載力是340kN,破壞試驗(yàn)顯示,錨桿的極限承載力最小為752kN(最高達(dá)940kN),說明錨桿在設(shè)計(jì)上還有待進(jìn)一步優(yōu)化。(3)變形監(jiān)測結(jié)果顯示,預(yù)應(yīng)力錨桿作用下,基坑圍護(hù)樁