摘要:隨著城市建設(shè)的發(fā)展,高層和超高層建筑物的不斷涌現(xiàn),對(duì)深基坑邊坡支護(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工提出了更嚴(yán)格的要求,不僅要確保邊坡穩(wěn)定、滿足變形要求;而且還要確?;又車延薪ㄖ铩?gòu)筑物的安全。傳統(tǒng)的放坡、土釘墻等支護(hù)方式已難以保證周邊建筑物的安全;而采用復(fù)合土釘墻支護(hù)方式,施工造價(jià)低、工期短、安全可靠。因此在亦莊鍋爐房深基坑支護(hù)工程中運(yùn)用復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)取得了較好的效果。
一、復(fù)合土釘墻的發(fā)展
上世紀(jì)70年代出現(xiàn)了土釘墻,1972年法國(guó)承包商在凡爾賽市鐵路邊坡開挖進(jìn)行了成功應(yīng)用。1979年巴黎國(guó)際土加固會(huì)議之后,土釘墻在西方得到廣泛應(yīng)用,1990年在美國(guó)召開的擋土墻國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上,土釘墻作為一個(gè)獨(dú)立的專題與錨桿擋墻并列,使它成為一個(gè)獨(dú)立的土加固學(xué)科分支。從90年代以后,隨著土釘墻技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了土釘墻與止水帷幕結(jié)合,土釘墻與預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合,土釘墻與微型樁結(jié)合等多種復(fù)合型土釘墻,使土釘墻技術(shù)占據(jù)了基坑支護(hù)的主要市場(chǎng),并得到了極大的發(fā)展。
二、復(fù)合土釘墻原理
土體的抗剪強(qiáng)度較低,抗拉強(qiáng)度幾乎可以忽略,但土體具有一定的結(jié)構(gòu)整體性,在基坑開挖時(shí),可存在使邊坡保持直立的臨界高度,但在超過這個(gè)深度或有地面超載時(shí)將會(huì)發(fā)生突發(fā)性的整體破壞。一般護(hù)坡措施均基于支擋護(hù)坡的被動(dòng)制約機(jī)制,以擋土結(jié)構(gòu)承受其后的土體側(cè)壓力,防止土體整體穩(wěn)定性破壞。
新型復(fù)合土釘墻技術(shù)是將土釘墻與深層攪拌樁、旋噴樁、樹根樁、鋼管土釘及預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合起來,通過多種組合與土共同作用,彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足。因此通過以增強(qiáng)邊坡土體自身穩(wěn)定性的主動(dòng)制約機(jī)制為基礎(chǔ)的復(fù)合土體。不僅有效地提高了土體的整體剛度,彌補(bǔ)了土體抗拉、抗剪強(qiáng)度低的弱點(diǎn)。通過相互作用、土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分發(fā)揮,改變了邊坡變形和破壞的性狀,顯著提高了整體穩(wěn)定性。
三、施工質(zhì)量控制
1、注漿強(qiáng)度檢驗(yàn)
用于注漿的水泥砂漿強(qiáng)度用70.7mm×70.7mm×70.7mm立方體試件經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)定。每批至少留取3組(每組3塊)試件,檢測(cè)3d和28d強(qiáng)度。
2、噴射混凝土質(zhì)量控制
噴射混凝土厚度,可采用鑿孔法作為檢查依據(jù),也可以用混凝土厚度標(biāo)志或其它方法檢查,有爭(zhēng)議時(shí)以鑿孔法為準(zhǔn)。檢查數(shù)量為每100m取1組,每組不少于3個(gè)點(diǎn),其合格條件可定為:全部檢查處厚度平均值應(yīng)大于設(shè)計(jì)厚度,最小厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的80%。
噴射混凝土強(qiáng)度可用邊長(zhǎng)100mm立方試塊進(jìn)行測(cè)定,制作試塊時(shí)應(yīng)將試模底面緊貼邊壁,從側(cè)向噴入混凝土,每批至少留取3組(每組3塊)試件。
3、土釘和錨桿的抗拔試驗(yàn)
復(fù)合土釘墻支護(hù)施工必須進(jìn)行土釘和錨桿的現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn),應(yīng)在專門設(shè)置的非工作土釘或錨桿釘上進(jìn)行抗拔試驗(yàn)直至破壞,用來確定極限荷載,并據(jù)此估計(jì)支護(hù)界面極限粘結(jié)強(qiáng)度。
四、工程實(shí)例
(1)工程概況
北京市亦莊新城鍋爐房基坑深度為10.46m,基坑深度范圍內(nèi)無地下水。該基坑南側(cè)5m有一棟54米住宅樓已經(jīng)結(jié)構(gòu)封頂,樓房基礎(chǔ)為-5.2米,西側(cè)為兩層地下車庫(kù)與基坑相距3米。因鍋爐房南側(cè)樓房基礎(chǔ)較淺,且離鍋爐房基坑較近,鍋爐房南側(cè)基坑支護(hù)選用復(fù)合土釘墻支護(hù)原理進(jìn)行邊坡支護(hù)。
?。?)地質(zhì)條件
?。?)支護(hù)設(shè)計(jì)
在鍋爐房基坑南側(cè)設(shè)置二排微型樁,微型樁主筋為1根Φ89鋼管樁,壁厚2.0,樁長(zhǎng)12m,樁徑Φ150,樁間距500,樁中心線距上口開挖線分別為175,575,樁頂標(biāo)高為自然地面,采用水灰比為0.5的素水泥漿澆筑至地面標(biāo)高。
沿坡面深度共布置5排土釘,自上而下依次布置如下:
第一排預(yù)應(yīng)力,長(zhǎng)15m,布置在樁梁下1.7m處;
第二排預(yù)應(yīng)力,長(zhǎng)15m,布置在樁梁下3.3m處;
第三排土釘,長(zhǎng)8.8m,布置在樁梁下4.9m處;
第四排預(yù)應(yīng)力,長(zhǎng)15m,布置在樁梁下6.5m處;
第五排土釘,長(zhǎng)5.8m,布置在樁梁下8.1m處。
?。?)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
1、土釘墻質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
2、錨桿質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
?。?)計(jì)算機(jī)模擬與計(jì)算
鍋爐房南側(cè)工況土釘受力和承載力及基坑穩(wěn)定性
復(fù)合土釘墻穩(wěn)定性驗(yàn)算
五、結(jié)束語:
實(shí)踐證明,采用形式多樣的復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù),可以大大拓展傳統(tǒng)土釘墻支護(hù)的適用范圍,能有效的解決施工場(chǎng)地狹小、放坡困難、有相鄰建筑、大型護(hù)坡施工設(shè)備因時(shí)光能夠場(chǎng)地限制不能施工時(shí),該技術(shù)顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性;該技術(shù)總工期短,可以隨開挖隨支護(hù),基本不占用施工工期;造價(jià)低,經(jīng)濟(jì)節(jié)能。當(dāng)然復(fù)合土釘墻在工程中取得了較大的發(fā)展,但是復(fù)合土釘墻的作用原理、數(shù)值監(jiān)測(cè)與分析和質(zhì)量管理與控制等方面還需進(jìn)一步的研究與分析,確保復(fù)合土釘墻技術(shù)得到較廣的發(fā)展與應(yīng)用。
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