首先,簡單介紹壹下
目前工程中常用的復合土釘墻支護主要是水泥土攪拌樁和土釘墻的聯合應用。其原理主要是:利用水泥土攪拌樁加固邊坡土體,解決自力性、抗水性和噴射表層與土體的粘結問題;采用水平壓密註漿和二次壓力註漿解決土體加固和土釘隆起問題;通過較深的攪拌樁插入深度,解決了坑底的抗隆起、管湧和滲漏問題,形成了由防滲帷幕、超前支護和土釘組成的復合土釘支護。因此,復合土釘墻適用於砂土、淤泥質土、粘性土、淤泥質土和淤泥質土。在上海的各種地層中,都有使用復合土釘墻的成功工程實例。
二、項目概述
青浦第二水廠位於青浦區西南角的西大營河上。本工程由16個單體組成,包括沈澱池、過濾池、廢水池、清水池等大型水池構築物,均采用砂墊層換填基礎,基礎為大型筏形基礎。砂墊層基礎標高為-5m,板筏基礎標高為-0.3m,砂墊層厚度為4.7m,本工程由西班牙德利曼公司負責所有安裝系統的設計和設備供應。由於系統出圖較晚,沈澱池和過濾池結構完成後,國外設計要求在兩個單體中間基礎增加壹根φ1000mm排泥管,埋深-3.8m,在排泥管長度方向每隔15m設置壹個閥門井。為了埋設這個排泥管,必須在沈澱池和過濾器之間的砂墊層地基上挖壹條溝。地下水位高,為-0.7m;砂墊層采用中粗砂,密實度為1.65t/m3。所以基坑都在砂墊層基礎內,在水頭壓差作用下,容易產生流砂和管湧;在基坑附近兩個單體的自重荷載作用下,砂土沒有自承的可能,容易坍塌。因此,在這種基礎中,基坑圍護的方案選擇非常謹慎。
三、基坑圍護方案
根據基坑支護的功能特點,結合本工程的實際情況,首先考慮砂墊層進行土體加固,加固範圍為開挖面周圍。通過土體加固,壹方面將加固土體的滲透系數降低到10-5~10-8cm/sec,保證土體的抗滲性;壹方面,加固土的強度可以達到1Mpa以上,保證土的自立性和強度。由於沈澱池與過濾池之間的距離只有4m,架空高度只有2.7m左右,基坑周圍沒有大型打樁機作業的地方,無法采用灌註樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁等施工工藝加固砂墊層地基。唯壹可行的辦法是采用雙液註漿,漿液和砂凝固後成為水泥砂漿塊,具有良好的強度和抗滲性。鑒於地下水位高,砂土滲透性好,為保證註漿效果,決定采用分層壓密註漿技術加固砂墊層地基。由於場地的限制和造價的考慮,決定采用土釘墻作為基坑支護形式:沿深度方向布置三排土釘,間距1m,采用梅花型布置;土釘長度6.5m,鋼管采用48 * 3.5mm國標焊接。
從某種意義上說,分層壓密註漿與土釘墻的結合形成了壹種新型的復合土釘支護。
四、基坑圍護施工
復合土釘墻的施工工藝:
1,分層壓密灌漿
(1)定位放線:根據設計方案,確定分層夯實的灌漿孔位置,並用短鋼筋標出;
(2)鉆孔:孔位確定後,鉆機就位並放置穩固,然後開始鉆孔,采用幹鉆法,鉆孔直徑50mm;
(3)註漿:鉆頭達到設計標高後,將鉆桿(鉆桿為ф50無縫鋼管)上部與註漿泵連接,從底部開始註漿,通過液壓註漿泵將水泥漿註入土中;鉆頭呈花管狀,頂部封閉,周圍有直徑8毫米的灌漿孔。每層灌漿完成後,將鉆桿上提0.3m,邊提邊註,直至到達孔口,拔出鉆頭,封孔坐封;
(4)養護:養護時間為28天,土釘墻施工必須在灌漿28天後才能開始。開挖前,用靜力觸探試驗檢測灌漿和固體的抗壓強度。
2、土釘墻施工
(1)放線:根據設計圖紙,確定基坑開挖邊界線,用木樁和石灰標出開挖線;
(2)土方開挖:分三次進行,第壹次至-1.8m,第二次至-2.8m,第三次至-3.8m..邊開挖邊支護,分層開挖,分層支護,開挖後再支護。土方開挖必須與支護施工緊密配合,上壹層土釘灌漿完成1天以上後才能進行下壹個坡面的開挖。開挖時,鏟頭不得撞擊網墻和釘頭,開挖過程與土釘墻施工形成循環作業;
(3)修坡:要求修坡整平,保證噴射混凝土質量;
(4)制作土釘成孔:按設計方案制作土釘,在鋼管周圍開灌漿孔,直徑8 mm,孔呈螺旋狀排列在鋼管上,間距50 mm,1m以內鋼管口無灌漿孔,鋼管端部封閉。土釘的位置、間距和角度應符合設計圖紙的要求,加工好的土釘用空壓機打入,分段焊入土中;
(5)鋼筋網準備:將φ 6.5鋼筋調直,按設計間距綁紮鋼筋網片。土釘鉆孔後,端部在鋼筋網上焊接φ 16螺紋連接鋼筋和井字鋼筋,使鋼筋網和土釘連接成壹體。土釘、鋼筋和連接桿采用焊接連接,焊縫長度符合規範要求。鋼筋網的綁紮長度和相鄰搭接接頭的錯開長度符合規範要求。如果不能滿足規範要求,必須用電焊焊接牢固。
(6)噴射混凝土:土方開挖和邊坡修復後,鋼筋網焊接完成後,噴射混凝土,壹次噴射總厚度≥100mm,石料粒徑5~10mm,最大粒徑< < 12mm,噴射混凝土專用速凝劑摻量不小於5%。每層、每段噴射混凝土施工搭接前,應清除搭接處的泥土等雜質,確保噴射混凝土搭接良好,噴射混凝土質量不漏水。
(7)土釘註漿:待表面噴射混凝土達到壹定強度後,方可進行註漿。對於土釘註漿,註漿前將註漿管插入土釘底部,從土釘底部註漿,邊註漿邊拔出註漿管,然後在口部進行壓力註漿。水泥漿按設計混合,充分攪拌,用細篩過濾,然後用擠壓泵註入。土釘註漿分兩方面控制,壹是註漿壓力控制在0.1Mpa,二是單管註漿量控制在80L左右。為了防止土釘末端滲水,在土釘成孔後,噴射混凝土施工前,用粘土和水泥袋將土釘填滿並壓實。噴射混凝土時,先噴射壓實土頭,灌漿飽滿,可避免土釘頭滲水。
五、基坑監測
信息化施工是基坑支護新技術——土釘墻支護技術的壹個特點。為了保證基坑安全,不影響周圍建築物,要求在整個開挖和支護施工過程中隨時掌握邊坡的動態變化,因此在支護施工過程中必須實施信息化施工。並通過修改設計將獲得的信息反饋給施工作業以指導施工。本基坑按照三級基坑要求,測量內容主要是位移和沈降。數據如下:
1.基坑邊坡監測:沿基坑周邊布置水平位移觀測點和沈降觀測點,每2米布置1點。土釘墻施工4d後,最大水平位移僅為3.5mm,最大沈降為7.2 mm,位移和沈降趨於穩定。
2.沈澱池和濾池的監測:沿沈澱池和濾池池壁上口每隔2米布置1沈降觀測點,靠近池壁坑面每隔5米布置1位移觀測點。最大沈降值為2.8 mm,無位移。
3.開挖前,通過靜力觸探試驗測得灌漿和實體的平均抗壓強度為1.78Mpa,證明分層壓密灌漿加固砂墊層是成功的,加固後的水泥砂漿塊強度達到了設計預計的1 Mpa的強度。
不及物動詞結論
1、根據不同的工況和地質條件,選擇合適的形式是基坑支護設計的原則。無論是重力式擋土墻還是非重力式擋土墻,基坑支護的本質點都是在坑內止水、擋土,以便安全施工,只是計算方法和施工工藝不同。
2.分層壓密註漿成功解決了砂墊層中砂的加固問題,使砂和雙液漿凝結凝固成砂漿塊,既保證了地基的強度,又形成了密實的止水帷幕。
3.土釘墻成功地解決了基坑邊坡的強度和穩定性問題。其工期短,與挖土同時進行,很少占用獨立工期。開挖和土釘分層分塊施工,充分發揮土的空間支撐作用,並在開挖後幾小時內封閉,使邊坡的位移和變形得到及時限制。
4.可以看出,分層壓密註漿與土釘墻相結合的新型復合土釘支護在本工程中位移變形較小,為坑內施工提供了安全保障,是壹種成功的基坑圍護體系。
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