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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2010-08-28 12:10 熱度:
摘要:本文結合具體工程實例對深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁在深基坑擋土墻中的施工進行了分析,并得出了利用深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁進行深基坑圍護“安全、經濟、科學”的結論,以推廣該技術的應用。
關鍵詞:深層攪拌樁;高壓旋噴樁;深基坑;支護形式
一、工程實例
1、工程概況:
廣州市軌道交通二、八線延長線廣州新客站土建工程位于珠江三角洲海陸交互相沖積平原,地質條件大部份為淤泥質砂土及中細砂層;車站為地下兩層框架結構,車站主體結構長度532.6米,寬為45米,基坑開挖深度約為10米。原設計基坑采用鉆孔排樁加設鋼支撐圍護;考慮到與國鐵新客站高架橋梁的樁基承臺基坑結合,車站主體圍護結構改為采用兩級基坑,第一級基坑7米,采用重力式水泥土擋土墻,基底被動側土體采用攪拌樁加固;第二級基坑深約3米,采用加固后放坡的形式,邊坡加固采用Ф550攪拌樁間距1米梅花型布置。因現場施工場地限制,多家施工單位同時交叉作業,水泥土擋土墻設計寬度為7米,平面以柵格狀深層攪拌樁為主體,臨空處加設三排Ф550單管高壓旋噴樁,并在擋土墻頂部設置20cm厚壓頂梁的重力式擋土墻,擋土墻頂兼作施工便道。
2、深層攪拌樁聯合單管旋噴樁擋土墻的施工工藝:
(1)采用水泥土重力式擋土墻支護型式的深基坑,一般而言規模都比較大,根據擋土墻規模及現場條件等情況對攪拌樁及旋噴樁進行施工分區,施工分區應根據樁體數量、工期、場地條件、機械配置等要求和條件進行,盡可能地減少樁與樁之間的接頭數量及搭接間隔時間,可根據情況約20m~30m劃分為一個施工區域。
(2)從施工工效來說,深層攪拌樁的施工速度大概是單管旋噴樁的2~3倍。根據攪拌樁和單管旋噴樁的特性和工效,為了保證樁間咬合質量,在施工順序上采取深層攪拌樁機單機橫向連續迂回施工,單管高壓旋噴樁采用縱向跳隔樁施工,緊隨深層攪拌樁的施工縱向進行,在施工順序上先施工內排的旋噴樁再迂回進行第二、三排的單管高壓旋噴樁施工(施工順序見圖1)。
圖1:深層攪拌樁聯合單管旋噴樁的施工順序
(3)、擋土墻壓頂梁施工:壓頂梁是增強擋土墻整體性的鋼筋混凝土結構。因此壓頂梁施工前應先將已施工完成的深層攪拌樁和單管高壓旋噴樁頂面的浮漿、泥皮清整干凈,將樁體預埋的錨固鋼筋外露部分調直、清洗干凈,以確保壓頂梁與下層樁體連接后形成整體性。
二、采用攪拌樁聯合單管旋噴樁圍護的優點:
(1)在廣州市軌道交通二、八號線新客站土建工程實踐中,采用的基坑支護結構型式為7m寬深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁水泥土重力式擋土墻,深層攪拌樁與單管高壓旋噴樁樁徑均為常用¢550mm,樁距為400mm,格柵式排布,樁與樁咬合150mm;其中三排單管高壓旋噴樁設置在擋土墻的開挖面,沿基坑開挖邊線滿布;兩者樁底均進入不透水層,其中單管高壓旋噴樁樁底位于深層攪拌樁底0.5m,形成墻角支座,保證擋土墻的穩定,對擋土墻的抗滲性能也有提高。
(2)水泥土擋墻壓頂既作為圍護結構上部的整體加強面板,又作為現場施工便道。一方面節約了施工場地,縮短水平、垂直運輸距離,提高了施工效率;另一方面也減少了另修便道的成本,降低了工程造價。
(3)深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁組成重力式擋土墻支護坑內無須支撐,既能擋土又成為隔水帷幕,作為基坑開挖的土體支護和止水手段,與目前常用的鋼板樁、混凝土樁相比較,其施工時振動小、擠土現象輕微、抗滲性能好、整體穩定性好、可方便下一步的基坑施工。并且其施工工期短、穩定性好、工程造價低,是我國目前深基坑施工中一種經濟實用的擋土支護技術。
(4)因深層攪拌樁聯合高壓旋噴樁施工工序相對簡單,并且可多個工作面同時展開作業,該項目采用此支護型式后,施工工期較原來的鉆孔樁加鋼支撐支護節省了約1/3的時間,為車站主體結構趕工創造了寶貴的時間,獲得了業主和監理的一致好評。
擋土墻施工完畢后,進行了基坑土方開挖。根據基坑開挖前后過程監測數據反映,擋土墻的最大側向位移為15mm,最大沉降值為6mm,位移和沉降均在規范允許范圍內,擋土墻穩定。從抗滲效果來說,擋土墻沒有大的滲漏水現象,為基坑內主體結構提供了保持較好的施工作業環境。
三、效益分析
隨著國家經濟建設的發展,地下建設工程項目越來越多,深基坑支護方式也日益多樣化。當工程位置所處地層主要為淤泥質砂土層或基坑規模較大,采用鉆孔樁(或連續墻)加設支撐施工困難且施工周期太長的情況下可采用深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁深基坑支護施工。
在廣州市軌道交通二、八號線新客站土建工程實踐中,與原設計的鉆孔排樁加內撐方案比較,深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁深基坑支護,其經濟效益優勢可以從二個方面驗證:
1、施工成本的比較
根據工程造價分析表明:
鉆孔排樁支護工程(包括鉆孔樁12360m3,鋼筋砼支撐及鋼支撐、臨時鋼立柱等支撐)造價約為:2658萬元;
深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁深基坑支護(其中深層攪拌樁總計約100000m,單管高壓旋噴樁總計約48000m,樁頂插筋,壓頂梁)造價約為:2490萬元;
采用深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁深基坑支護比采用鉆孔排樁支護節省約168萬元;
另外若采用鉆孔排樁支護,在淤泥質砂土地質條件下,基坑外側邊的施工便道需要專門處理,基層換填、砼路面層等施工費用約為:110萬。
而深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁所成擋土墻上的壓頂梁面可作為行車便道。
因此,在廣州市軌道交通二、八號線延長線廣州新客站土建工程圍護結構施工直接費用節省了約278萬元。
2、施工工期的比較
相同條件下鉆孔排樁支護工序繁瑣,車站主體圍護結構施工時間大約需要330天才能完成;
而采用深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁所成擋土墻支護方案,因其可以多區多工作面內外同時展開施工,并且工藝相對簡單,銜接連貫,實際施工時間只需鉆孔排樁支護施工的2/3(大約200天)。
四、結語
從本基坑的實踐經驗來看,由于設計、施工各方保持良好的溝通交流,一方面大大提高了施工進度,為保證工期起到了關鍵作用;另一方面也有效降低了工程造價,同時因為充分考慮了各種可能的破壞模式進行復核也保證了基坑的安全,真正實現了“安全、經濟、科學”的設計目標。
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文章標題:深層攪拌樁聯合單管高壓旋噴樁在深基坑擋土墻中的應用
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