加筋水泥土桩锚支护在基坑工程中的应用

文章编号:1009 6825(2006)03 0133 03
加筋水泥土桩锚支护在基坑工程中的应用
收稿日期:2005 08 22
作者简介:陈立龙(1978 ),男,助工,广东省地质工程公司,广东广州 510335
卓泽腾(1978 ),男,助工,广州市地下铁道总公司,广东广州 510035
李永刚(1980 ),男,北京交通大学土木建筑工程学院硕士研究生,北京 100044
陈立龙 卓泽腾 李永刚
摘 要:根据工程概况,对基坑支护方案作了比选和设计,介绍了加筋水泥土桩锚支护结构的施工方法,实践证明,采用该支护体系,技术合理、安全可靠、节约投资。

关键词:水泥土加筋,基坑支护方案,水平位移,沉降监测中图分类号:T U 463
文献标识码:A
1 工程概况
威海东方房地产有限公司拟在威海市高技术产业开发区火炬路南、沈阳路西建自由东方大厦一栋,拟建大厦由主楼、附楼和地下停车场组成,主楼地上25层,附楼地上6层,地下各2层,平面呈矩形,主楼东西长48.7m,南北宽21.6m,建筑面积约为2.9万m 2
;附楼东西长48.7m,南北宽7.2m 。

拟建大厦初步估算主楼上部结构传至基础底面的平均压力为400kPa~500kPa,基础类型拟采用天然地基筏板基础或箱形基础,结构形式拟采用外框内筒结构,高层部分 0.00相当于绝对高程8.725m,底板埋深-12.0m,绝对高程约-3.2m,室外地坪-1.5m,预计基础埋深9.5m~11.0m 。

2 地质情况和水文地质
据勘探揭露,根据岩土组成及物理力学性质划分为5层,描述如下:素填土(呈黄色~黄褐色,主要成分为砂土,局部含少量粉土;层厚1.20m~2.10m);粉细砂(棕褐色~黄褐色,粉粘粒含量较高,局部夹粘性土、粉土透镜体,松散~稍密,稍湿;层厚1.30m
1)质地坚硬,稳定性合格,无侵蚀性;
2)松散度不小于1.1t/m 3,压碎指标不大于13%,含硫量不大于1.5%,含铁量不大于1%;
3)泥土与有机杂质含量不大于5%。

3 垫层的设计
垫层设计的主要内容为确定断面的合理厚度与宽度,即不仅要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层,还要求有
足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。

3.1 垫层底面尺寸的确定
垫层的底面尺寸应满足应力扩散的要求,矩形基础垫层的底
面尺寸可按下式确定:
A =a +2h s tg ,
B =b +2h s tg 。

其中,a,b 为基础的长度和宽度,m;A ,B 为垫层的长度和宽度,m;h s 为垫层的厚度; 为垫层的扩散角。

3.2 垫层厚度的确定
垫层厚度一般根据垫层底部下卧层的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力而确定。

其值应符合下式要求:
H [ ]。

式中: H !!!垫层底面处的计算压应力,kP a;
[ ]!!!垫层底面处软土地基的容许压应力,kP a 。

对矩形基础,可按下式计算:
H =
a ∀
b ∀ a ∀b +(a +b +4
3h s tg )h s tg
+ h + s h s 。

式中: !!!由荷载引起的基础底面的平均压应力,kPa;
!!!原地面至垫层顶面之间的土层容重,kN/m 3;
s !!!垫层容重,在地下水位以下时应扣除水的浮力,kN/m 3。

4 结语
1)垫层的施工方法一般有碾压法、重锥夯实法和振动压实法三种。

可根据垫层材料的性质及现场场地情况综合比较、选用。

2)垫层材料的选择既要考虑就地取材的原则,又要符合强度要求。

3)垫层不宜设于有冲刷的影响范围内。

4)垫层深度一般控制在3m 以内,但不宜过薄(小于0.5m),因为垫层太薄,则换土垫层的作用不显著;但垫层深度也不应太厚(大于3m),因为垫层太厚,则施工困难,用料过多,应进行经济、技术比较,然后决定是否采用。

5)当淤泥面积相对换填面积为大面积,全部换填有困难时,可在一定范围内抛石挤淤,设置拦淤坝,进行封闭置换。

6)当涵洞基础左右沉降不一致时,可将垫层做成整体式,通过垫层来调整不均匀沉降。

参考文献:
[1]顾克明,苏清洪,赵嘉行.公路桥涵设计手册!!!涵洞[M ].北京:人民交通出版社,1995.15 17.
[2]江祖铭,王崇礼.公路桥涵设计手册!!!墩台与基础[M ].北
京:人民交通出版社,1997.42 44.
The application of replacement method in base treatment of highway culverts
QI Jing xing JIN Hui
Abstract:T he wor king principle of replacement method in treatment of shallow soft soil foundatio n and the functions of cushion are intro
duced.T he selection method of various cushion materials and their design methods are discussed.In the end ex periences are summarized for t he application of replacement method in base treatment of hig hw ay culverts.Key words:base,replacement method,cushion,soft soil layer
∀
133∀
第32卷第3期2006年2月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTURE
Vol.32No.3Feb. 2006
~-2.20m);细砂(呈黄色~黄灰色~灰白色,磨圆度较好,分选良好,中密~密实,湿~饱和,局部含粘性土粉细砂透镜体;层厚6.10m~9.20m);粉质粘土(黄褐色夹灰色条带,硬塑~坚硬,该层顶部以黄褐色粉质粘土为主,含少量黑褐色铁锰质结核、细砂呈团块或薄层等,可硬塑,下部以灰色条带状粉质粘土为主,底部夹少量粗砾砂、砾碎石等,呈残积土状,坚硬。

层厚12.20m~ 17.30m)。

勘察场地地下水类型主要为第四系孔隙潜水,来源主要为大气降水及周边地下水径流和地表渗流。

地下水位埋深在4.00m~7.20m,水位相应标高-0.20m~ 2.53m:据调查水位年变化幅度1.50m~2.00m。

3 基坑支护方案的比选[2]
本基坑砂层较厚,北面为火炬路、东面为沈阳路,西面距2层建筑物为10m,南面距6层建筑物最小为2.6m,基坑边管线多,管线、房屋不允许有较大沉降。

根据以上特点和周围环境,遵照安全可靠、技术可行、经济合理、施工方便的原则,选出合理的方案。

第一方案(钻孔灌注桩和桩间旋喷止水加内支撑):本工程砂层击数大,最大为40击,钻孔桩不易成孔,只能采用造价高的冲孔桩,况且基坑四周地表变形控制要求严格。

常规锚杆在此地层不易成孔,处理不当容易造成塌孔、管涌现象发生,因此本工程不宜采用常规锚杆,只能采用内支撑。

而山东威海地区温差大,水平钢支撑在温度应力作用下,支撑体系不稳定。

同时此方案造价较高,约为380万元,工期90d。

第二方案LXK工法(加筋水泥土桩锚支护):即水泥土桩中插筋、水泥土地锚(自带式锚筋结构)结合方案。

#LXK工法∃深基坑支护采用自上而下施工,并借助深层搅拌法加筋等技术在地面施作超前止水挡土为一体加筋水泥土地下连续桩墙,然后施作地锚(不同于普通成孔锚杆)。

该方法的钻进与下锚筋一次完成,减少了施工工序,加快了施工速度,减少流砂量。

此方法在含水丰富的松散砂层,无塌孔、无涌砂,能保证支护体系的安全。

施工作业低振动、低噪音、速度快,可确保安全生产,符合环保要求。

同时此方案造价低,约为280万元,工期60d。

4 基坑支护方案的设计
搅拌桩桩径650mm,桩间距500mm,进入粉质粘土不少于1m;采用喷浆工艺,要求二喷二搅;固化剂采用32.5R普硅水泥,水灰比0.5~0.6;搅拌桩水泥掺入比不低于18%,每米水泥掺入量不少于70kg。

在搅拌桩施工完成后,距离基坑开挖边线325mm处施工一排!32螺纹钢筋,间距1000mm,长度12m。

靠房屋(南面)施工段在搅拌桩施工完成后,距离基坑开挖边线325mm处施工一排超前钢管桩,成孔口径∀110mm,间距1000mm,孔深12m,全长置入∀89%3.0mm钢管。

钢管下段2/3长度范围内每隔0.5m钻孔径∀5mm~∀8mm的出浆孔。

钢管桩的注浆采用压密注浆工艺,注浆压力1M Pa。

全长灌注水灰比为0.45~0.50的32.5R水泥净浆,浆体强度不低于20M Pa。

水泥土地锚成孔口径200mm,杆体采用7∀5钢绞线。

杆体应放在钻孔的中心线上,每间隔2m用定位支架固定。

水泥土地锚设2m自由段,外套塑料波纹管。

水泥土地锚注浆强度达到设计强度的70%后,可进行锁定。

注浆材料采用32.5R普硅水泥净浆,可加入适量早强剂,水灰比0.4~0.5。

水泥浆应拌和均匀,随拌随用,一次拌和的水泥浆应在初凝前用完。

注浆前将孔内残留或松动的杂土清除干净。

注浆时注浆管应插至离孔底250mm~500mm处,孔口部位设置止浆塞及排气管。

注浆压力不低于0.6M Pa。

5 加筋水泥土桩锚支护结构施工方法及工艺流程5.1 工艺流程(见图
1)
5.2 施工方法
为了保证加筋搅拌桩的施工质量,达到挡土和止水的效果,施工中严格控制工序质量,采用多轴搅拌机,钻孔直径650mm,桩中心距500mm。

施工过程中严格控制桩位和桩身垂直度,以确保足够的搭接长度和整体性。

施打桩前需复核建筑物轴线、水准基点、场地标高;桩位对中偏差不超过2.0cm。

水泥必须无受潮、无结块,并且有出厂质保单及出厂合格证,发现水泥有结硬块,严禁投料使用。

水泥浆必须充分拌和均匀,每次投料后拌合时间不得少于3min,分次拌和必须连续进行,确保供浆不中断。

制备好的水泥浆不得停置时间过长,超过2h应降低标号使用或不使用。

必须待水泥浆从喷浆口喷出并具有一定压力后,方可开始提升喷浆搅拌操作。

钻进必须到设计深度,误差不超过5.0cm,并做好记录。

布置灰浆制备系统应使灰浆的水平泵送距离不大于50m,确保注浆压力。

水泥土地锚施工采用自带式锚筋结构,其施工工艺为采用!200mm钻头,角度、长度以设计图纸为准,先把金刚石钻头把搅拌桩穿过,再换一次性锚筋结构施工至桩底,最后退出钻杆,锚筋结构留于土中。

水泥浆液水灰比0.5~ 0.6&1,水泥用量每米75kg。

锚筋制安按设计要求,锚头用冷挤压法对锚盘进行固定。

钢绞线离面墙外1.2m,以便水泥土地锚张拉锁定。

锚筋制安完成后施工腰梁。

腰梁必须紧贴竖向搅拌桩面墙,要求采用2I10工字钢,用铁件焊为一体,锚头部分为20cm%20cm%1cm的垫片,然后进行锚索张拉。

水泥土地锚正式张拉之前,应取0.3~0.6设计轴力,对地锚预张拉1次~2次,使其各部位的接触紧密,钢绞线完成平直。

地锚张拉荷载分级及观测时间应遵循有关规定。

地锚张拉与锁定工作应做好记录。

6 结语
实测表明:该基坑变形小,围护壁不漏水,基坑整体稳定,周围环境安全。

该围护结构体系又加快了工程进度,缩短了工期,节省了建设投资。

本工程基本上控制了基坑支护结构和周围管线的变形量,在施工过程中并未出现对周围环境造成不良影响的情况。

采用基坑支护新技术后,比原总工期提高1个月,造价节约100万元。

#LXK工法∃支护方案技术合理、安全可靠、施工无污染、工期短、造价低,使基坑作业面空旷,为土方开挖及土建施工提供良好的作业空间。

参考文献:
[1]JG J120 99,建筑基坑支护技术规程[S].
[2]刘建航.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,
2000.99 100.
[3]CECS147&2004,加筋水泥土桩锚支护技术规程[S].
[4]CECS22&99,土层锚杆设计与施工规范[S].
[5]GB50021 2001,岩土工程勘察规范[S].
∀
134
∀第32卷第3期
2006年2月
山西建筑
∀施工技术∀
文章编号:1009 6825(2006)03 0135 02
大面积基础滑动层施工技术
收稿日期:2005 08 15
作者简介:王 辉(1974 ),男,高工,中国建筑第三工程局工程总承包公司技术部,湖北武汉 430070
王 辉
摘 要:通过介绍湖北出版文化城预应力筏板基础干细砂滑动层施工技术,提出了此类滑动层的施工工艺流程、施工方法和质量控制要点,经过检测,施工达到了设计预期的效果。

关键词:筏板基础,滑动层,细部构造处理中图分类号:T U 753.8
文献标识码:A
为减少地基约束,目前国内天然地基大尺度板式基础多采用一道油毡为主体、辅以防水涂料粘结层的∋滑动层(。

已建成的湖北出版文化城工程裙楼预应力筏板基础采用干细砂滑动层的做法,国内少见,且其地基荷载达300kPa,对滑动层的平整度、均匀度、密实度有极高的要求,无设计和施工标准可遵循。

1 滑动层的设置
由于所在场地地质复杂并存在地下溶洞,建筑物平面尺度大(153m %106.5m)、荷载大,该工程裙楼采用预应力筏板基础。

为了减小天然地基对筏板基础的变形约束,以防治大尺度筏基混凝土温度及收缩裂缝,有利于筏基预应力的建立,设计考虑在筏基底板下设置干细砂滑动层(防摩擦层),面积达7900m 2。

具体构造层见图1[1]。

2 材料选择及性能指标2.1 聚乙烯塑料膜
经对市场多方调查、咨询、比较,选用北京生产的聚乙烯塑料薄膜,其主要物理性能指标为:密度0.91kg/m 2~0.94kg /m 2,拉伸强度23.71M Pa,维卡软化温度70),热处理尺寸变化率1.9%,脆化温度-60)。

材料在进场后,均进行了外观检查和抽样检验,能满足设计和施工要求。

2.2 干细砂
经对市场调查、实地考察和比较,选用产地巴河的细河砂,其
细度模量控制在1.6~2.2之间,含泥量不大于1%。

3 施工程序
滑动层施工程序见图2。

4 主要施工方法与质量控制要点4.1 聚乙烯塑料膜铺贴
1)聚乙烯塑料膜四边的搭接长度不小于80mm,采用自行式热熔焊机进行热熔焊接,焊接应保持塑料膜平整无熔穿现象。

2)上下两层聚乙烯塑料膜的接头相互错开,距离不小于1000mm 。

3)上层相邻两块聚乙烯塑料膜采取随铺细砂随焊接的方法,以保证砂层的厚度、密实度及焊接质量。

4)焊接上层聚乙烯塑料膜时,应在焊缝处砂面上铺设宽200mm 左右的塑料膜,以免因焊机进砂而影响焊接质量。

4.2 干细砂铺设
1)经现场试铺发现,细砂过干,易滑动,不易压实、拍平,干细砂层厚度和平整度难以保证,后与设计者协商,在砂层表面适当
Application of reinforced cement soil
pile anchor support in foundation pit engineering
C HEN Li long ZHUO Ze teng LI Yong gang
Abstract:According to condition of engineer ing ,it introduces construction method of r einforced cement soil pile anchor suppor t throug h select
ing foundation pit support plan,the monitor ing result indicates this support system has merits including reaso nable technology 、safety and in vest sav ing.
Key words:r einforced cement soil,foundation pit support plan,horizontal shift ,sedimentatio n monitoring
∀
135∀
第32卷第3期2006年2月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTURE
Vol.32No.3Feb. 2006。