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[摘要]天津站交通枢纽轨道工程采用盖挖逆作法施工,桩、墙施工阶段有41根永久桩与地连墙间距仅为400mm(桩墙相切)。桩墙相切施工是本工程施工的难点之一,施工时需调整思路,采取有力措施,保证中间桩柱、地下连续墙的施工质量及施工安全。
[关键词]中间桩地连墙桩墙相切土体加固
中图分类号:TD26 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0157-01
1、研究背景
天津站交通枢纽轨道换乘中心(1—17轴)工程采用盖挖逆作法施工,基坑深度24.0m-33.5m,为地下三层、局部四层钢筋混凝土框架结构。主体结构采用1.2m厚地下连续墙,墙深49.0m-55.0m;地下四层二级基坑围护结构采用0.8m厚地下连续墙,墙深53.0m。中间永久支撑桩柱上部采用Φ1000mm钢管混凝土柱,下部采用Φ2200mm、C30钢筋混凝土钻孔灌注桩桩基,钻孔深度75m-84m。
根据施工图纸要求,本工程存在41根永久桩距离二级基坑800mm地下连续墙仅为400mm。地连墙的成槽深度为53m,中间桩旋挖深度80m左右,对于上述尺寸的桩墙而言,相距400mm的中间桩和地连墙被形象的称为桩墙相切。桩墙相切平面位置关系如图1所示。
在仅有400mm净距的条件下,中间桩、地连墙施工互相影响,对桩、墙垂直度的要求更高,且要求桩墙施工时对地层的扰动更小。同时,本工程2200mm中间桩桩基上连接了直径为2050mm的临时钢护筒,用以保护锚固在桩基上的钢管柱及其垂直度。若在上述桩墙仅有400mm净距的条件下,强行对钢护筒进行回收,会影响到中间桩、柱后期的稳定性和地连墙成槽的质量,严重的可能造成钢管柱倾斜。施工时还必须考虑到桩墙相切处的施工顺序问题。
2、工程地质
自地表至地下24.5m依次为标贯值较低的杂填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土且夹有细砂,此类型地层较易造成塌方;地下24.5m至地下32.0m范围为粉砂层,极易坍方。结构底板以下即桩身抗浮主要部分处于为淤泥质粘土、淤泥粉质粘土及淤泥,此地质具高灵敏度、高压缩性、低强度等特点,极易发生蠕动,工程性质差。
3、施工风险分析及总体方案的确定
3.1 桩墙相切相互影响的风险分析
1、先施工地连墙风险分析
由于本工程地质条件差,淤泥质土、砂土层交替出现,地连墙成槽施工时极易造成小范围塌方,桩墙间400mm厚原状土必然受到扰动,地连墙施工完毕后,中间桩施工时将带来如下风险:
(1)中间桩成孔垂直度无法保证;
(2)中间桩施工时遇地连墙鼓包障碍无法正常成孔;
(3)对钢管柱的精确安装造成影响。
2、先施工中间桩风险分析
由于中间桩钻孔施工对周围土体有着很大的扰动,因此中间桩柱施工完毕后,连续墙成槽极易导致桩墙相切处400mm厚土体的塌方,从而带来以下几方面的风险:
(1)连续墙成槽垂直度无法保证;
(2)连续墙混凝土浇注大量超方;
(3)钢护筒及桩基础向临空面倾斜。
3.2 中间桩、地连墙施工顺序的确定
根据上述桩、墙先后施工的风险分析,必须首先确保中间桩柱施工质量、保证中间桩成桩垂直度,满足钢管柱定位精度的要求,因此在桩墙相切位置施工时,首先施工中间桩、钢管柱,再施工地连墙,防止地连墙施工对原状土层造成扰动,确保中间桩、柱精度要求。
3.3 中间桩钢护筒的起拔问题
地连墙的开挖深度为53m,中间桩开挖深度近80m,如果在仅有400mm净距的条件下,强行对钢护筒进行回收,会影响到中间桩、柱后期稳定性和地连墙成槽的质量,严重的可能造成钢管柱倾斜。因此,结合中间桩柱的施工工艺,桩墙相切处的中间桩柱钢护筒不予回收。
4、桩墙相切施工控制技术
4.1 控制思路
中间桩柱施工完成后,从现有地连墙施工工艺出发,为规避可能存在的风险,必须确保以下两个方面:
(1)保证桩墙相切处400mm厚土体的稳定性,全力保证地连墙施工质量和施工安全。
(2)保证钢护筒周边土体稳定性,有效防止地连墙成槽过程中钢护筒及桩基础向地连墙施工时的临空面倾斜。
4.2 采取的技术措施
1、用地质钻机在护筒靠近连续墙一侧引3个φ108mm孔至护筒底位置,孔深32.5m,插入φ48mm、t=3.5mm、L=32.5m竖向钢花管进行注浆,注浆采用425#普通硅酸盐水泥,浆液水灰比为0.6,浆液注入率为28%。注浆加固后的土体强度为Ps≥1.2MPa。需双液注浆时加入水玻璃,用量为水泥的10%。
2、桩顶增加一道环向注浆阀,增大桩身注浆量,注浆压力为0.8 Mpa至1.2Mpa,注浆量设定为1500kg;
3、在护筒20米处增加一道环向注浆阀,进行压密注浆,注浆量20m3。
4、改良土体和增强护筒和土体粘结力,桩侧三道环向注浆阀注浆量由600kg/每道调整为1500kg/每道,注浆压力为1.2~1.5MPa。
在桩侧注浆时,增大原桩基施工时的桩侧注浆量以保证在紧邻土体受到扰动时,减少对已施工中间桩的影响,提高桩基质量。同时加大注浆量可扩大加固范围,加强对粉砂层位置的土体加固,保证地连墙施工时不塌槽,保证地连墙施工时的垂直度。
5、地连墙导墙施工加深至3.0m。地连墙导墙施工加深,可有效的校正地连墙垂直度,保证地连墙施工精度,避免相邻已完成的中间桩受到影响。
6、将地连墙成槽泥浆比重调整至1.2g/cm3-1.3g/cm3之间,增强泥浆护壁的作用,确保土体的稳定性,有效防止地连墙施工时槽壁坍塌。
5、结束语
本工程对桩墙相切施工采取的总体思路及相关技术措施保证了特殊部位中间桩、地连墙的顺利施工。经过工程实践证明,上述措施是正确的、可行的。以上关于中间桩、地连墙相切的施工技术措施的论述是在结合了现场实际并借鉴了一些现有的成熟经验得出的结论。
参考文献
[1] 刘春安,廖秋林,曾志献等.南京德基广场穿土嵌岩地下连续墙施工技术.施工技术:下半月,2011,4(1):5-8.
[2] 吴燕秋,李定江.逆作法地下连续墙的结构设计.广西城镇建设, 2011,(1):72-78.
[3] 况传军.浅析某工程地下室逆作法施工.建材与装饰:上旬.市场营销,2011,(2):104-105.
[4] 胡兴.新亚大厦深基坑半逆作法施工技术.施工技术,2011,40(1):90-97.
[5] 陈远洲.某超大超深基坑围护结构设计方案研究.铁道勘测与设计, 2010,(5):93-98.
[6] 陈远洲.某超大超深基坑盖挖逆作法施工阶段计算与分析.铁道勘测与设计,2010,(5):99-103.
[7] 尉胜伟.地铁车站逆作法施工中钢支撑设计参数优化分析.铁道标准设计,2010,(11):80-83.
[8] 倪旭光,姜豪杰.“逆作法”施工新技術探讨.科技信息,2010,(11X):263,306.
[关键词]中间桩地连墙桩墙相切土体加固
中图分类号:TD26 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0157-01
1、研究背景
天津站交通枢纽轨道换乘中心(1—17轴)工程采用盖挖逆作法施工,基坑深度24.0m-33.5m,为地下三层、局部四层钢筋混凝土框架结构。主体结构采用1.2m厚地下连续墙,墙深49.0m-55.0m;地下四层二级基坑围护结构采用0.8m厚地下连续墙,墙深53.0m。中间永久支撑桩柱上部采用Φ1000mm钢管混凝土柱,下部采用Φ2200mm、C30钢筋混凝土钻孔灌注桩桩基,钻孔深度75m-84m。
根据施工图纸要求,本工程存在41根永久桩距离二级基坑800mm地下连续墙仅为400mm。地连墙的成槽深度为53m,中间桩旋挖深度80m左右,对于上述尺寸的桩墙而言,相距400mm的中间桩和地连墙被形象的称为桩墙相切。桩墙相切平面位置关系如图1所示。
在仅有400mm净距的条件下,中间桩、地连墙施工互相影响,对桩、墙垂直度的要求更高,且要求桩墙施工时对地层的扰动更小。同时,本工程2200mm中间桩桩基上连接了直径为2050mm的临时钢护筒,用以保护锚固在桩基上的钢管柱及其垂直度。若在上述桩墙仅有400mm净距的条件下,强行对钢护筒进行回收,会影响到中间桩、柱后期的稳定性和地连墙成槽的质量,严重的可能造成钢管柱倾斜。施工时还必须考虑到桩墙相切处的施工顺序问题。
2、工程地质
自地表至地下24.5m依次为标贯值较低的杂填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉土且夹有细砂,此类型地层较易造成塌方;地下24.5m至地下32.0m范围为粉砂层,极易坍方。结构底板以下即桩身抗浮主要部分处于为淤泥质粘土、淤泥粉质粘土及淤泥,此地质具高灵敏度、高压缩性、低强度等特点,极易发生蠕动,工程性质差。
3、施工风险分析及总体方案的确定
3.1 桩墙相切相互影响的风险分析
1、先施工地连墙风险分析
由于本工程地质条件差,淤泥质土、砂土层交替出现,地连墙成槽施工时极易造成小范围塌方,桩墙间400mm厚原状土必然受到扰动,地连墙施工完毕后,中间桩施工时将带来如下风险:
(1)中间桩成孔垂直度无法保证;
(2)中间桩施工时遇地连墙鼓包障碍无法正常成孔;
(3)对钢管柱的精确安装造成影响。
2、先施工中间桩风险分析
由于中间桩钻孔施工对周围土体有着很大的扰动,因此中间桩柱施工完毕后,连续墙成槽极易导致桩墙相切处400mm厚土体的塌方,从而带来以下几方面的风险:
(1)连续墙成槽垂直度无法保证;
(2)连续墙混凝土浇注大量超方;
(3)钢护筒及桩基础向临空面倾斜。
3.2 中间桩、地连墙施工顺序的确定
根据上述桩、墙先后施工的风险分析,必须首先确保中间桩柱施工质量、保证中间桩成桩垂直度,满足钢管柱定位精度的要求,因此在桩墙相切位置施工时,首先施工中间桩、钢管柱,再施工地连墙,防止地连墙施工对原状土层造成扰动,确保中间桩、柱精度要求。
3.3 中间桩钢护筒的起拔问题
地连墙的开挖深度为53m,中间桩开挖深度近80m,如果在仅有400mm净距的条件下,强行对钢护筒进行回收,会影响到中间桩、柱后期稳定性和地连墙成槽的质量,严重的可能造成钢管柱倾斜。因此,结合中间桩柱的施工工艺,桩墙相切处的中间桩柱钢护筒不予回收。
4、桩墙相切施工控制技术
4.1 控制思路
中间桩柱施工完成后,从现有地连墙施工工艺出发,为规避可能存在的风险,必须确保以下两个方面:
(1)保证桩墙相切处400mm厚土体的稳定性,全力保证地连墙施工质量和施工安全。
(2)保证钢护筒周边土体稳定性,有效防止地连墙成槽过程中钢护筒及桩基础向地连墙施工时的临空面倾斜。
4.2 采取的技术措施
1、用地质钻机在护筒靠近连续墙一侧引3个φ108mm孔至护筒底位置,孔深32.5m,插入φ48mm、t=3.5mm、L=32.5m竖向钢花管进行注浆,注浆采用425#普通硅酸盐水泥,浆液水灰比为0.6,浆液注入率为28%。注浆加固后的土体强度为Ps≥1.2MPa。需双液注浆时加入水玻璃,用量为水泥的10%。
2、桩顶增加一道环向注浆阀,增大桩身注浆量,注浆压力为0.8 Mpa至1.2Mpa,注浆量设定为1500kg;
3、在护筒20米处增加一道环向注浆阀,进行压密注浆,注浆量20m3。
4、改良土体和增强护筒和土体粘结力,桩侧三道环向注浆阀注浆量由600kg/每道调整为1500kg/每道,注浆压力为1.2~1.5MPa。
在桩侧注浆时,增大原桩基施工时的桩侧注浆量以保证在紧邻土体受到扰动时,减少对已施工中间桩的影响,提高桩基质量。同时加大注浆量可扩大加固范围,加强对粉砂层位置的土体加固,保证地连墙施工时不塌槽,保证地连墙施工时的垂直度。
5、地连墙导墙施工加深至3.0m。地连墙导墙施工加深,可有效的校正地连墙垂直度,保证地连墙施工精度,避免相邻已完成的中间桩受到影响。
6、将地连墙成槽泥浆比重调整至1.2g/cm3-1.3g/cm3之间,增强泥浆护壁的作用,确保土体的稳定性,有效防止地连墙施工时槽壁坍塌。
5、结束语
本工程对桩墙相切施工采取的总体思路及相关技术措施保证了特殊部位中间桩、地连墙的顺利施工。经过工程实践证明,上述措施是正确的、可行的。以上关于中间桩、地连墙相切的施工技术措施的论述是在结合了现场实际并借鉴了一些现有的成熟经验得出的结论。
参考文献
[1] 刘春安,廖秋林,曾志献等.南京德基广场穿土嵌岩地下连续墙施工技术.施工技术:下半月,2011,4(1):5-8.
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[5] 陈远洲.某超大超深基坑围护结构设计方案研究.铁道勘测与设计, 2010,(5):93-98.
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[8] 倪旭光,姜豪杰.“逆作法”施工新技術探讨.科技信息,2010,(11X):263,306.