一種新型復(fù)合樁墻支護(hù)技術(shù)

1復(fù)合樁墻錨防護(hù)技術(shù)傳統(tǒng)的防護(hù)結(jié)構(gòu)壓力計算方法通常采用cordic和朗基士壓力理論。2例子2.1．基礎(chǔ)埋深4.2mm的基坑鄭東新區(qū)A-16地塊辦公樓擬建建筑物總占地面積65.6m×41.0m,主樓41.0m×24.6m,其余為裙樓。主樓地面以上36層,地下3層,基礎(chǔ)埋深13.2m;裙樓部分地上3層,地下3層,基礎(chǔ)埋深12.0m。該基坑開挖深度范圍內(nèi)的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1。勘探深度內(nèi)含水層分上層潛水和下層承壓水兩層。潛水主要賦存于13.0~14.0m以上的粉土、粉質(zhì)粘土中,屬弱透水層;承壓水主要賦存于20.0m以下的粉細(xì)砂中,富水性好,屬強透水層,具有微承壓性。在不受降水影響時,這兩層水位分別在地面以下約2.0、4.0m。歷史最高水位0.5m,正常年份地下水年變幅1.0m。2.2經(jīng)評估的方案和監(jiān)測結(jié)果2.2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)方案由于基坑一面緊鄰主干道,對紅線要求限制高,其余三面距已建或擬建建筑物較近,而基坑開挖深度又較深,若采用傳統(tǒng)樁錨或土釘支護(hù)就不能滿足地下空間限制要求。因此,根據(jù)工程地質(zhì)情況、環(huán)境條件和以往同類工程經(jīng)驗,經(jīng)理論分析計算,本基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)擬采用復(fù)合樁墻錨支護(hù)技術(shù),可同時起到支擋和止水的要求。錨桿可按一定角度設(shè)置,并在端部擴(kuò)大,以適應(yīng)紅線限制的條件形成超前支護(hù),有利于控制支護(hù)結(jié)構(gòu)變形,水平錨及砼面層用于解決水平承載力不足和樁墻抗彎強度不足,確保截面的整體性。2.2.2支持結(jié)構(gòu)的設(shè)計(1)排小樁方案設(shè)基坑深度0.4因0.95+0.80+1.20+0.80=3.75m>3.70m,故需3排小樁,分別距水泥土墻0.8、2.0、2.8m。與CBD外環(huán)相鄰一側(cè),由于紅線限制,無法施工第3排小樁,為滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性要求,采取在頂部設(shè)置梅花形布置的斜向錨桿。典型支護(hù)剖面見圖1。(2)墻后滑塊下滑阻力土壓力計算采用楔形體滑塊模型,滑裂面假定為平面,滑塊下滑阻力來自于土體黏聚力和墻后摩擦力。計算簡圖見圖2。圖中,土壓力為:(1)式中,(3)抗傾斜、抗上升和抗流穩(wěn)定性的計算將水泥土樁和樁后3排小樁作為整體重力式擋墻,按規(guī)范公式驗算(4)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度隨水泥摻量與土質(zhì)條件差異較大。樁體水泥摻量需滿足止水、樁身強度(拉壓)的要求:(1.25(式中,基于楔形體試算法計算獲得的土壓力及上述分析計算結(jié)果,對頂部設(shè)置有斜錨的支護(hù)剖面,樁身彎矩值較大,水泥土樁抗拉強度不滿足要求,為均勻樁身彎矩,在復(fù)合樁墻墻身中下部增加3排全長黏結(jié)型錨桿(錨桿長12m,錨固體直徑120mm),雙向間距1.5m,預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)計值60kN。3測量結(jié)果和分析為了解支護(hù)技術(shù)應(yīng)用下基坑變形的發(fā)展規(guī)律,基坑開挖前在其周邊布置了變形觀測點。監(jiān)測了施工全過程的變形情況。3.1防護(hù)結(jié)構(gòu)的變形(1)樁身彎矩與變形在測斜觀測點中,監(jiān)測到有代表性的發(fā)生較大水平位移點位的變形見圖3。由圖可看出:①開挖過程中,復(fù)合樁墻錨的變形主要為整體平移和轉(zhuǎn)動,前期水平剛體位移,后期剛體轉(zhuǎn)動,總側(cè)移量兩者疊加。反映了設(shè)計中對整體抗滑移和整體抗傾覆穩(wěn)定性驗算的必要性。②當(dāng)基坑開挖深度超過11m時,頂部設(shè)置有斜錨的支護(hù)段,在樁身彎矩最大截面位置附近變形速率急劇增大且不穩(wěn)定,變形值向上下兩側(cè)逐漸減小,產(chǎn)生折線形變形曲線,且折線尖點日益突出。③當(dāng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)中下部增加的全長黏結(jié)型錨桿進(jìn)行部分張拉后,張拉鎖定值為30kN,彎曲變形很快得到控制并出現(xiàn)較大反彈,基坑水平變形在以后長期監(jiān)測過程中均處于穩(wěn)定狀態(tài),基坑CX-3、CX-4、CX-10、XC-11點最大水平變形分別為13.6、21.5、15.7、12.8mm。(2)土方開挖的沉降發(fā)生最大最小沉降點點位的變形過程見圖4。由圖可看出,土方開挖前期,沉降隨挖深增加逐漸增加,后又有所反彈,之后沉降便趨于穩(wěn)定,最大沉降值8mm。3.2支護(hù)結(jié)構(gòu)無砂砼小樁墻體的穩(wěn)定性控制復(fù)合樁墻錨支護(hù)結(jié)構(gòu)依靠前墻噴射攪拌水泥土樁和后排無砂砼小樁的協(xié)調(diào)一致變形,以確保支護(hù)體系整體工作性能的實現(xiàn)。正常工況下主要表現(xiàn)為整體平移和轉(zhuǎn)動變形,復(fù)合樁墻頂部設(shè)置的斜向錨桿起到超前錨固的作用,約束支護(hù)結(jié)構(gòu)整體平移和轉(zhuǎn)動變形。但當(dāng)基坑開挖超過一定深度或墻后浸水引起水泥土樁和無砂砼小樁變形不協(xié)調(diào)時,在噴射攪拌水泥土樁樁身將產(chǎn)生異常彎矩,使樁身產(chǎn)生不協(xié)調(diào)彎曲變形,復(fù)合樁墻的整體工作性能可能遭到破壞。若不限制復(fù)合樁墻彎曲變形的發(fā)展,將使前墻產(chǎn)生開裂,繼續(xù)向下開挖,則有可能危及基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全。為確保復(fù)合樁墻的整體工作性能并控制前墻開裂,在支護(hù)結(jié)構(gòu)中下部增加植筋面層和全長黏結(jié)型錨桿并進(jìn)行張拉。工程實測結(jié)果表明,該法效果較好,錨桿張拉后彎曲變形很快得到控制并出現(xiàn)較大反彈,有效確保了基坑支護(hù)體系的正常工作,基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平變形大多控制于2cm內(nèi),周圍地面的最大沉降為0.8cm,支護(hù)效果良好。4復(fù)