旋喷加劲桩在淤泥质土层漂基坑中应用的研究
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岩 土 工程
旋喷加劲桩在淤泥质土层漂基坑中应用的研究
乔 磊
江苏省地质 工程勘察院
江苏南京
２ １ ０ ０ ０ ０
【 摘要 】 由于传统机钻式锚杆 、锚 索无 法在 淤泥质 土层及砂层 中应 用，对 于支护结构宽度要 求严格 ，开挖范 围内土层 为淤泥质 土层或砂层且挖 深 在 ６至 ８ 米 的深基坑基本采用 内支撑加排桩 式围护结构 。导致此类 围护结构形式３ － 程造价 高且施 ＿ Ｔ － 周期长。下文主要 根据 笔者多年 的． Ｙ － 作 实践经验 以 及 查阅了大量 的资料 ，以某站综合配套工程 的淤泥质 土层深基坑 ，围护结构为排桩加旋 喷加 劲桩 支护形 式为例 ，通过对施工过程 中围护 结构及周 围环 境 变化进行监测并对检测数据进行分析 ，验证排桩加旋喷加 劲桩 围护结构在淤泥质土层深基坑中应用 的安全性 ，并对 比上述两种围护方案 的经济性及 施＿ Ｔ － 周期 。 【 关键词 １ 工程概 况；围护方案选型；监 测结果及分析 中图分 类号 ： Ｐ ６ ２ ４ 文献识别号：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ ３ － ０ １ ８ ４ － ２
．
１ ３
１ ６ ． ５ （ ５ ． ０ ×１ ０ ）
图 １旋 喷 搅 拌 桩 围 护 结构 示意 图 旋喷加劲桩支 护结构设计采用 加筋水泥 卜 锚桩 支护技术训‘ 算软件进 行计算 ，安全性分析 见表 ２ 。 表 ２ 围 护 结 构 安 令 性指 标 项目 支 护 结 构 水 平变 形 予 贞 警值 ０ ． ８ ％ Ｈ（ ５ ５ ｍ ｍ ） １ ． ３ １ ＿ ７ １ ． ５ 围护 结 构 安 全 性 设计 指 标 最人变形１ ７ ． ２ ｍ ｍ １ ． ３ ９ １ ． ７ ６ ２ ． ８ ６
流 变
（ 接上页 ）土、低饱和度 的粉土与黏性土、湿 陷性黄： 、杂填土和素填土 等地基 的处理。对 ｊ ： 孔隙较 大的地基及含水量在 一定范围 内的软弱粘 性 土地 基 ， 可采 用 重 锤 夯 实 或 强 夯 。 它 的 基 本 原 理 是 ： 土 层 在 巨大 的冲 击 能作用 下，土中产生很大 的压力和冲击波 ，致 使土体孔隙压缩 ，夯 击点 周 围 一 定 深 度 内产 生 裂 隙 良好 的排 水通 道 ， 使 土 中 的孔 隙 水 （ 气 ）顺 利 排 出 ， 土 体 迅 速 固 结 。强 夯 后 地 基 承 载 力 可 得 到 一 定 的提 高 ，压 缩 性 可
１ ． 基坑工程概况 ２ ． 围护方案选型 笔 者 查 阅 了 大量 的 资 料 ， 以某 站 综 合 配 套 工 程 淤 泥 质 深 基 坑 旋 喷 搅 根据 本工程特点 ，裙房 区域 中靠近基坑 东侧采用钻孔灌注 桩 ＋装配 拌加劲桩 支护为例 ，其基坑 东侧不到 １ ４ ｍ为正在建 设中的轻轨 高架桥 ； 式钢支撑方案 （ 在此处不加分析 ） ，其余施工场地采用钻孔灌注桩 ＋双排 道旋喷加 劲桩支护方案 ，围护 结构剖面 基坑南侧为 ２ Ｆ别墅群，距离基坑较近；基坑西侧 中部凹角处，施工操 作 双 轴水泥土搅拌桩 止水帷幕 一 见图 １ 。该种方案与基坑 内满 堂布撑 的方案相 比，施工操作 面大，便于土 空 间狭 小，将 限制基坑 围护 型式的选择 。基坑北侧场 地环境较 为宽松 。 方开挖；加劲桩可施 加预 应力，有利于控 制变 形，能有效地节 省施工周 总体而言，本基坑 周围环境条件较为复杂，对基坑变形 的控制要求较高。 期 与造 价 ，主 楼 与 地 下 车 库 之 间 的施 工可 不 相 互 影 响 。 工程 基坑 开挖 面 积约 １ ９ ４ ０ ０ ｍ ２ ，主楼 区域 基坑 普遍 深度 为 ６ ． ９ ０ ｍ ， 裙房 区域 基坑普遍 深度 为 ６ ． ２ ０ ｍ ，安全等 级为 “二级 ”，地下 水位标 高 为一 ０ ． ５ ｍ ，土 体 力 学 性质 见表 １ 。 表 １地 层 分 布 及 物 理 力 学 性 质
② 粉 质 ２ 可 塑 ～ 粘 土 １ ４ 软 塑 １ ８ ． ６
．
２ ０
２ Ｏ ． Ｏ １ ． ３ ２ ×１ Ｏ
淤泥 灵敏度 ⑧ 质粉 ２ ． ６ ５ 高，易 产 生 １ ７ ． ６ 质粘： 土 ＝ 流变
２ 夹 粉 质 粘土 １ ４ ６
｝ ＝ 层 平 均 层 物 理 性 重度 ｙ 层 号
一
直 剪 固快
渗 透 系数
名 称 厚 （ ｍ）
状
（ ／ Ⅱ ） Ｙ ｋ Ｐ ａ Ｙ （ 。１ ９
松散
｛
｝
｝
（ ３ ． ０ ×１ ０ ）
降低 ２ ０ ０ ％～ １ ０ ０ ０ ％ 。
３ ． 提高软土地基静压注浆施工质量措 施 （ １ ）采用静压注浆法进行加 崮，加固对象为松散填土层，粉质粘土 不必 再注浆加 崮。勘 察报 告中 Ｚ Ｋ ６号孔对应 的局 部淤泥质土 由于 范围不 大 ，施 工中对 以其为 中心 、直径 ３ ｍ范 围内的注浆孔 的底部 ２ ｍ（ 即淤泥 部分 ）进 行高压劈裂注浆处理 。加 固后 的地基 承载力要求达到 １ ４ ０ ｋ Ｐ ａ 。 （ ２ ）注 浆 区 目前 已开挖到基 底，注浆孔 的深度 要求钻 穿填土层 ，深度 介 于 卜４ ｍ ， 各孔采 用 分段 注浆 法，段 长 ５ ０ ０ ，各 孔每 米水 泥平 均用 量 ＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ ０区 和 ＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ １区 介 于 ７ ５ — １ ５ ０ ｋ ｇ 、＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ ２区 和 ＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ ３区 介 于 １ ０ ０ ２ ０ ０ ｋ ｇ ，终 １ 注浆 的标 准一是孔 口返浆 ，且 已达 到设计要求的最少注 浆量 ；二是孔 口未返 浆，但是注浆量 已达到每米水泥用量 的上限，三是 虽然 没有达到设计 要求的最小注浆 量，但孔 口已返浆 ，且经 现场验证确
渗 透 性强
１ ８ ． ５
７
３ Ｏ ． ５ ２ ． １ ３ ×１ Ｏ
灵敏度 ④ 淤泥质 ｌ Ｏ 高 ，易 粘 土 ７ ５ 产 生 １ ７ ． Ｏ
．
整 体 稳 定 性 系 数 １ ｌ １ １ ． Ｏ ３ ． ０ ７ ×１ Ｏ Ｉ ６ 抗 隆 起 系 数 抗 渗 流 系 数
旋喷加劲桩在淤泥质土层漂基坑中应用的研究
乔 磊
江苏省地质 工程勘察院
江苏南京
２ １ ０ ０ ０ ０
【 摘要 】 由于传统机钻式锚杆 、锚 索无 法在 淤泥质 土层及砂层 中应 用，对 于支护结构宽度要 求严格 ，开挖范 围内土层 为淤泥质 土层或砂层且挖 深 在 ６至 ８ 米 的深基坑基本采用 内支撑加排桩 式围护结构 。导致此类 围护结构形式３ － 程造价 高且施 ＿ Ｔ － 周期长。下文主要 根据 笔者多年 的． Ｙ － 作 实践经验 以 及 查阅了大量 的资料 ，以某站综合配套工程 的淤泥质 土层深基坑 ，围护结构为排桩加旋 喷加 劲桩 支护形 式为例 ，通过对施工过程 中围护 结构及周 围环 境 变化进行监测并对检测数据进行分析 ，验证排桩加旋喷加 劲桩 围护结构在淤泥质土层深基坑中应用 的安全性 ，并对 比上述两种围护方案 的经济性及 施＿ Ｔ － 周期 。 【 关键词 １ 工程概 况；围护方案选型；监 测结果及分析 中图分 类号 ： Ｐ ６ ２ ４ 文献识别号：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ — １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ ３ － ０ １ ８ ４ － ２
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１ ６ ． ５ （ ５ ． ０ ×１ ０ ）
图 １旋 喷 搅 拌 桩 围 护 结构 示意 图 旋喷加劲桩支 护结构设计采用 加筋水泥 卜 锚桩 支护技术训‘ 算软件进 行计算 ，安全性分析 见表 ２ 。 表 ２ 围 护 结 构 安 令 性指 标 项目 支 护 结 构 水 平变 形 予 贞 警值 ０ ． ８ ％ Ｈ（ ５ ５ ｍ ｍ ） １ ． ３ １ ＿ ７ １ ． ５ 围护 结 构 安 全 性 设计 指 标 最人变形１ ７ ． ２ ｍ ｍ １ ． ３ ９ １ ． ７ ６ ２ ． ８ ６
流 变
（ 接上页 ）土、低饱和度 的粉土与黏性土、湿 陷性黄： 、杂填土和素填土 等地基 的处理。对 ｊ ： 孔隙较 大的地基及含水量在 一定范围 内的软弱粘 性 土地 基 ， 可采 用 重 锤 夯 实 或 强 夯 。 它 的 基 本 原 理 是 ： 土 层 在 巨大 的冲 击 能作用 下，土中产生很大 的压力和冲击波 ，致 使土体孔隙压缩 ，夯 击点 周 围 一 定 深 度 内产 生 裂 隙 良好 的排 水通 道 ， 使 土 中 的孔 隙 水 （ 气 ）顺 利 排 出 ， 土 体 迅 速 固 结 。强 夯 后 地 基 承 载 力 可 得 到 一 定 的提 高 ，压 缩 性 可
１ ． 基坑工程概况 ２ ． 围护方案选型 笔 者 查 阅 了 大量 的 资 料 ， 以某 站 综 合 配 套 工 程 淤 泥 质 深 基 坑 旋 喷 搅 根据 本工程特点 ，裙房 区域 中靠近基坑 东侧采用钻孔灌注 桩 ＋装配 拌加劲桩 支护为例 ，其基坑 东侧不到 １ ４ ｍ为正在建 设中的轻轨 高架桥 ； 式钢支撑方案 （ 在此处不加分析 ） ，其余施工场地采用钻孔灌注桩 ＋双排 道旋喷加 劲桩支护方案 ，围护 结构剖面 基坑南侧为 ２ Ｆ别墅群，距离基坑较近；基坑西侧 中部凹角处，施工操 作 双 轴水泥土搅拌桩 止水帷幕 一 见图 １ 。该种方案与基坑 内满 堂布撑 的方案相 比，施工操作 面大，便于土 空 间狭 小，将 限制基坑 围护 型式的选择 。基坑北侧场 地环境较 为宽松 。 方开挖；加劲桩可施 加预 应力，有利于控 制变 形，能有效地节 省施工周 总体而言，本基坑 周围环境条件较为复杂，对基坑变形 的控制要求较高。 期 与造 价 ，主 楼 与 地 下 车 库 之 间 的施 工可 不 相 互 影 响 。 工程 基坑 开挖 面 积约 １ ９ ４ ０ ０ ｍ ２ ，主楼 区域 基坑 普遍 深度 为 ６ ． ９ ０ ｍ ， 裙房 区域 基坑普遍 深度 为 ６ ． ２ ０ ｍ ，安全等 级为 “二级 ”，地下 水位标 高 为一 ０ ． ５ ｍ ，土 体 力 学 性质 见表 １ 。 表 １地 层 分 布 及 物 理 力 学 性 质
② 粉 质 ２ 可 塑 ～ 粘 土 １ ４ 软 塑 １ ８ ． ６
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２ ０
２ Ｏ ． Ｏ １ ． ３ ２ ×１ Ｏ
淤泥 灵敏度 ⑧ 质粉 ２ ． ６ ５ 高，易 产 生 １ ７ ． ６ 质粘： 土 ＝ 流变
２ 夹 粉 质 粘土 １ ４ ６
｝ ＝ 层 平 均 层 物 理 性 重度 ｙ 层 号
一
直 剪 固快
渗 透 系数
名 称 厚 （ ｍ）
状
（ ／ Ⅱ ） Ｙ ｋ Ｐ ａ Ｙ （ 。１ ９
松散
｛
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｝
（ ３ ． ０ ×１ ０ ）
降低 ２ ０ ０ ％～ １ ０ ０ ０ ％ 。
３ ． 提高软土地基静压注浆施工质量措 施 （ １ ）采用静压注浆法进行加 崮，加固对象为松散填土层，粉质粘土 不必 再注浆加 崮。勘 察报 告中 Ｚ Ｋ ６号孔对应 的局 部淤泥质土 由于 范围不 大 ，施 工中对 以其为 中心 、直径 ３ ｍ范 围内的注浆孔 的底部 ２ ｍ（ 即淤泥 部分 ）进 行高压劈裂注浆处理 。加 固后 的地基 承载力要求达到 １ ４ ０ ｋ Ｐ ａ 。 （ ２ ）注 浆 区 目前 已开挖到基 底，注浆孔 的深度 要求钻 穿填土层 ，深度 介 于 卜４ ｍ ， 各孔采 用 分段 注浆 法，段 长 ５ ０ ０ ，各 孔每 米水 泥平 均用 量 ＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ ０区 和 ＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ １区 介 于 ７ ５ — １ ５ ０ ｋ ｇ 、＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ ２区 和 ＼ Ｕ ＋ ２ ４ ６ ３区 介 于 １ ０ ０ ２ ０ ０ ｋ ｇ ，终 １ 注浆 的标 准一是孔 口返浆 ，且 已达 到设计要求的最少注 浆量 ；二是孔 口未返 浆，但是注浆量 已达到每米水泥用量 的上限，三是 虽然 没有达到设计 要求的最小注浆 量，但孔 口已返浆 ，且经 现场验证确
渗 透 性强
１ ８ ． ５
７
３ Ｏ ． ５ ２ ． １ ３ ×１ Ｏ
灵敏度 ④ 淤泥质 ｌ Ｏ 高 ，易 粘 土 ７ ５ 产 生 １ ７ ． Ｏ
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整 体 稳 定 性 系 数 １ ｌ １ １ ． Ｏ ３ ． ０ ７ ×１ Ｏ Ｉ ６ 抗 隆 起 系 数 抗 渗 流 系 数