邵子豪 吳超鵬 彭麒云 馬紅超 郭凱
摘? ? 要:針對(duì)對(duì)臨近建筑物沉井施工易發(fā)生沉降等問題,巧妙采用高壓旋噴樁技術(shù)固結(jié)流沙,并形成止水帷幕,避免了降水施工和建筑物不均勻下沉、傾斜開裂等施工安全問題。
關(guān)鍵詞:沉井下沉;旋噴樁;地基加固;止水帷幕;固結(jié)流砂
1? 引言
商丘市污水管網(wǎng)和中水管網(wǎng)工程多個(gè)沉井需臨近建筑物下沉,但地下水位高,沉井下沉深度大,且地層存在流砂層,下沉施工中極易造成沙涌現(xiàn)象,對(duì)周圍土體較大的擾動(dòng),將會(huì)導(dǎo)致臨近建筑物不均勻下沉、甚至傾斜、開裂。工程施工中,綜合水文地質(zhì)情況、施工環(huán)境因素、地基加固效果、經(jīng)濟(jì)效益等方面考慮,施工中采用高壓旋噴樁技術(shù),配合合理的挖土下沉措施,有效的保證了施工及環(huán)境的安全。
2? 工程概況
2.1? 項(xiàng)目概況
商丘市污水管網(wǎng)和中水管網(wǎng)工程蔡河段(歸德路連霍高速),北起現(xiàn)狀歸德路,南至連霍高速處,污水管沿河道兩側(cè)布置,最終排入第二污水處理廠,全長約2000m。
臨近建筑物作業(yè)井位為XW-6(接收井Ⅱ)、XW-7(接收井Ⅱ)、DW-11(工作井Ⅰ)三個(gè)沉井,DW-11直徑為7.6m高7m,XW-6、XW-7直徑為6.6m高7m,上部為接高混凝土擋土墻。
沉井井壁外側(cè)距構(gòu)筑物距離分別為4.8m、5m、3.1m,下沉深度分別為12m、12m、10m,支護(hù)墻高度分別為5m,5m,1m。
2.2? 水文地質(zhì)情況
據(jù)勘查,工程實(shí)際地下水位西側(cè)約現(xiàn)有地面下4.9m,東側(cè)地下水位約現(xiàn)有地面下3m;地層自上而下分別為雜填土、粉土、粉質(zhì)黏土、粉土、細(xì)砂,地層以下10m左右存在流砂層,厚度約2m3.7m。
3? 工藝原理及施工設(shè)計(jì)
3.1? 工藝原理
采用高壓旋噴樁加固井周土體,同時(shí)固結(jié)流砂,預(yù)防井周土體位移造成房屋沉降,并形成有效的止水帷幕。沉井下沉采用不排水下沉,由于本工程沉井為小型沉井,下沉?xí)r間短,在止水帷幕的截流作用下,沉井下沉階段,地下水位降低小,防止地下水位降低對(duì)建筑物的影響。西側(cè)沉井分兩次制作兩次下沉,第一次制作完沉井主體結(jié)構(gòu),下沉至地下水位以上,第二次進(jìn)行擋土墻接高,達(dá)到要求強(qiáng)度后下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高;東側(cè)沉井由于下沉深度小,在地面制作完成沉井結(jié)構(gòu)與擋土墻結(jié)構(gòu)后,一起下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
3.2? 高壓旋噴樁設(shè)計(jì)
3.2.1? 土體浮重度γ
根據(jù)《工程地質(zhì)勘察報(bào)告》得出潛水層所處粉土夾粉質(zhì)黏土層的比重Gs為2.7,孔隙比e0為0.809,故土體浮重度:
γ=(Gs-1)×γw/(1+e)=(2.7-1)×10/(1+0.809)=9.4kN/m3
3.2.2? 流土穩(wěn)定性驗(yàn)算
JGJ 120—2012根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》附表C 滲透穩(wěn)定性驗(yàn)算中式C.0.2
(2D+0.8D1)γ/Δhγw≥Kse
其中止水帷幕底面至坑底的土層厚度D=4m,潛水水面至基坑地面的土層厚度D1=7.6m,基坑內(nèi)外水頭差Δh=7.6m,經(jīng)驗(yàn)算:
(2×4+0.8×7.6)×2.7/7.6×10=1.74≥Kse=1.6
3.2.3? 設(shè)計(jì)說明
止水帷幕采用[Φ]600mm高壓旋噴樁加固,搭接長度為樁徑的1/4即150mm,深度自地面至沉井設(shè)計(jì)底標(biāo)高以下4m,繞井壁外呈圓形布置,內(nèi)圈樁中心距井壁外側(cè)1600mm,內(nèi)外圈樁中心間距250mm。
4? 施工工藝
4.1? 旋噴樁施工
施工前為得到適合當(dāng)前地質(zhì)的最佳成樁參數(shù),保證成樁質(zhì)量,進(jìn)行試樁,后續(xù)施工按照試驗(yàn)所得各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行。水泥選用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水泥漿液水灰比為1:1。
試樁后3天,挖樁查看成樁情況,樁頭直徑平均約為610mm,樁連接良好,經(jīng)過分析總結(jié)取得以下最佳參數(shù),試樁數(shù)量為3根,樁長為16m,共使用水泥9.8t,平均水泥用量為t=9800/(16×3)=204kg/m3。
旋噴樁位置要保證與沉井井壁有一定的距離,約1.5m左右。噴射注漿施工從外側(cè)樁體開始進(jìn)行施工,采用隔孔分序方式,相鄰孔噴射注漿的間隔時(shí)間不小于24h
在流砂層噴射時(shí)應(yīng)增大噴射壓力,減小提升速度。
4.2? 沉井施工與下沉
沉井下沉采用不排水法下沉,由長臂挖掘機(jī)或抓斗出土下沉。西側(cè)沉井分兩次制作兩次下沉,第一次制作完沉井主體結(jié)構(gòu),下沉至地下水位以上,第二次進(jìn)行擋土墻接高,達(dá)到要求強(qiáng)度后下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高;東側(cè)沉井由于下沉深度小,在地面制作完成沉井結(jié)構(gòu)與擋土墻結(jié)構(gòu)后,一起下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
下沉過程中對(duì)下沉量,四角高差,偏位進(jìn)行測(cè)量,及時(shí)了解沉井下沉井室傾斜、位移、下沉速率等情況,通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾偏。沉井中偏差應(yīng)在沉井下沉了1/31/2井高以前時(shí)基本糾正好,糾正后應(yīng)謹(jǐn)慎下沉,不再有超出容許范圍的位置及方向偏差,否則由于土體形成了約束沉井下沉的“通道”,使沉井難于糾正。
沉井下沉至距設(shè)計(jì)標(biāo)高2m以上時(shí),必須不再有超出容許范圍的位置及方向偏差正。
4.3? 支護(hù)墻
在沉井結(jié)構(gòu)上設(shè)置混凝土支護(hù)墻,沉井頂部下沉至離地面2m左右,不得小于1m,可停止下沉,開始進(jìn)行支護(hù)墻澆筑,支護(hù)墻高度設(shè)置至原地面。若支護(hù)墻過高,可不斷下沉接高。每次下沉后支護(hù)墻接高,需對(duì)刃腳地基進(jìn)行注漿加固,加固深度為50cm100cm。
5? 結(jié)束語
采取旋噴樁工藝加固井周土體,對(duì)流砂固結(jié)有顯著的作用,對(duì)確保臨近建(構(gòu))筑物安全起到關(guān)鍵作用。旋噴樁造價(jià)相對(duì)較低,減少了二次施工(對(duì)建(構(gòu))筑物的擾動(dòng),進(jìn)一步保證臨近建(構(gòu))筑物的安全。旋噴樁工藝在沉井施工中有廣闊的應(yīng)用前景,必將成為沉井施工的重要技術(shù)。
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