高壓旋噴樁內(nèi)插H型在基坑支護的應(yīng)用

時間:2022-08-30 09:00:47

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高壓旋噴樁內(nèi)插H型在基坑支護的應(yīng)用

摘要:基于杭州蕭山國際機場三期項目北行李通道NX-2區(qū)的復(fù)雜基坑圍護工程,論證了高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼技術(shù)在基坑支護中所具有的優(yōu)勢。對高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼技術(shù)在基坑支護過程中的施工工藝要點進行了闡述,實踐表明該支護方式能較好地適應(yīng)復(fù)雜基坑的圍護要求,具有良好的社會和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞:基坑支護;高壓旋噴樁;內(nèi)插H型鋼;復(fù)雜基坑

水泥土攪拌連續(xù)墻(SoilMixingWall,SMW)工法樁和高壓旋噴樁興起于20世紀70年代,前者通過在水泥土深層攪拌樁墻體中插入H型鋼,固化后形成樁柱列式的地下連續(xù)墻體,后者則是利用高壓旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合,形成連續(xù)搭接的水泥加固體[1-4]。相較于SMW工法樁,高壓旋噴樁憑借力學(xué)特性及對地層的適應(yīng)性,能夠有效繞過復(fù)雜地形的地下障礙。此外,在借鑒SMW工法樁的基礎(chǔ)上,高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼的施工方式有效地解決了基坑泥炭土流失的問題,因而保證了施工進度。同時該方法以其占地少、噪聲低等優(yōu)點被廣泛使用[5-8]。對于2022年杭州亞運會而言,杭州蕭山國際機場三期項目舉足輕重。該項目在保證不停航的前提下,需要進行建筑、市政、管線等交叉施工作業(yè),基坑占地面積大、圍護質(zhì)量要求高,因而施工作業(yè)難度大、任務(wù)重、工期緊。杭州蕭山國際機場三期項目行李通道NX-2區(qū)的復(fù)雜基坑圍護工程,施工區(qū)域狹小,且上方具有多條高架橋,同時地下管線復(fù)雜。施工過程中,在滿足機場不停航、周邊市政交通道路不斷交的情況下,選用高壓旋噴樁內(nèi)插型鋼的支護方式進行基坑圍護,有效地克服了地形障礙和施工難點,體現(xiàn)出了復(fù)雜困難施工區(qū)域中作業(yè)方法的適配性和工程經(jīng)濟性,具有良好的施工效果和參考意義[9-13]。

1工程概況

杭州蕭山國際機場北行李通道NX-2區(qū)工程為地下單艙現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程,埋設(shè)于東西聯(lián)絡(luò)隧道出口段正下方,南北貫穿隧道和北保通道路,東西兩側(cè)緊靠R4匝道Pm405與Pm406這2個高架橋墩柱,因而施工場地極其狹小,對機械組施工作業(yè)面要求限制較大。施工區(qū)域內(nèi)含通向機場的給水、燃氣、通信等多條重要管線,在保證不停航施工的原則下地下開挖難度升級。NX-2區(qū)基坑面積1902m2,基坑開挖深度5.7~7.5m;屬于基礎(chǔ)全部分布在砂質(zhì)粉土與粉砂夾砂質(zhì)粉土地層內(nèi),地下水一般分布在1.6~2.5m。施工平面布置如圖1所示。

2基坑支護方案

2.1基坑支護方案選擇

本基坑在施工前原方案選定采用SMW工法樁進行基坑圍護,然而根據(jù)現(xiàn)場實際情況和周邊環(huán)境,現(xiàn)方案采用高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼進行基坑圍護會比SMW工法樁更具優(yōu)勢,具體分析如下:1)北行李通道NX-2區(qū)基坑區(qū)域地下管線錯綜復(fù)雜,由于受管線影響,采用SMW工法樁進行基坑圍護效果欠佳;而高壓旋噴樁因其柔性工藝特點能有效保護管線,獨具優(yōu)勢。2)北行李通道NX-2區(qū)基坑區(qū)域?qū)挾?2m,兩側(cè)高架橋墩柱和承臺緊靠基坑邊,基坑北側(cè)還有其他單位已開挖基坑工程,施工作業(yè)面狹小。采用SMW工法樁機械作業(yè)面完全無法展開,而高壓旋噴樁機械作業(yè)面寬度僅需2m,完全滿足施工需求,且在施工區(qū)域內(nèi)可以同步開展多臺旋噴樁機進行施工,彌補了高壓旋噴樁施工慢的缺點。此外,旋噴樁機在施工時噪聲小于三軸機械,可以在夜間進行加班作業(yè),以保證工期進度。因而在狹小工作面條件下,高壓旋噴樁施工方式效果更佳。3)北行李通道NX-2區(qū)基坑區(qū)域兩側(cè)部分承臺及墩柱已施工完畢,若按原方案采用SMW工法樁,必然會影響兩側(cè)已完成的承臺及墩柱;而采用高壓旋噴樁進行基坑圍護,可以在狹小的區(qū)域內(nèi)順利進行基坑圍護,還能在承臺及墩柱側(cè),選用小樁徑(φ600mm)加密進行基坑圍護,確保在基坑止水前提下,保護好現(xiàn)有已完成的施工建(構(gòu))筑物。綜上所述,在多方面因素的影響下,原方案SMW工法樁在該基坑中適應(yīng)性和功用性較差,采用高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼進行基坑圍護更具優(yōu)勢。

2.2基坑支護方案設(shè)計

2.2.1工藝流程高壓旋噴內(nèi)插H型鋼的支護工藝流程如下:1)高壓旋噴樁施工:樁位放樣→鋪設(shè)鉆機平臺→導(dǎo)孔鉆進→高壓旋噴鉆機就位→下三重管鉆具→噴射成樁→高噴孔回灌。2)插H型鋼施工:高壓旋噴樁施工完畢→吊機就位→H型鋼定位→涂抹減摩劑→插入H型鋼→旋噴樁硬化成樁。2.2.2施工要點1)基坑內(nèi)側(cè)施打1排的高壓旋噴樁內(nèi)插型鋼,柱間搭接長度200mm,H型鋼尺寸為700mm×300mm,采用P·O42.5水泥,水泥摻量30%,水灰比1∶1;外側(cè)施打1排的高壓旋噴樁作為止水帷幕。2排高壓旋噴樁圍護總寬1400mm。2)旋噴樁和插H型鋼施工進行交叉作業(yè),每打1根旋噴樁,插入1根工字鋼,同時保證H型鋼在起吊和插入的過程中保持垂直。在噴射過程中根據(jù)現(xiàn)場情況及時調(diào)整,保證樁體的質(zhì)量。2.2.3施工監(jiān)測在基坑開挖時,對基坑圍護周圍進行實時土體測斜的監(jiān)測,以期直觀反映基坑整體穩(wěn)定性。通過為期1個多月的監(jiān)測(4月19日至5月24日),對基坑開挖之后土體測斜量和墻體測斜量進行統(tǒng)計。在本監(jiān)測過程中,土體測斜報警值為日變量±3mm,累積變量為40mm,其中“+”表示基坑方向,反之為“-”。基坑土體日最大測斜量TX1及墻體日最大測斜量CX6的測斜統(tǒng)計如圖2所示。由圖2可知,單日最大測斜量1.53mm和累積最大測斜量11.99mm均小于報警值。故基坑圍護滿足要求,高壓旋噴樁作為土體加固圍護是可行的。

3施工效果

在施工過程中,高壓旋噴內(nèi)插H型鋼支護方式其錨桿在旋噴樁間鉆進難度大,這表明旋噴樁在強度、支承力、防滲方面功效良好。同時施工過程中對周邊土體測斜監(jiān)測結(jié)果也表明,該支護結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性。高壓旋噴內(nèi)插H型鋼支護方式確保了本次復(fù)雜基坑施工任務(wù)的順利完成。4結(jié)語本文通過對比分析高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼和SMW工法樁這2個基坑圍護施工方案,論證得出高壓旋噴樁在周圍及地下環(huán)境復(fù)雜的基坑中更具優(yōu)勢和工程適配性。同時采用該方式施工,基坑土體加固效果顯著,支護體具備較大的強度和剛度。本項目作業(yè)面龐大且施工區(qū)域交叉復(fù)雜,所以基坑支護方案的選擇,需要管理者因地制宜。此外,本次基坑支護的成功實施為同樣處于復(fù)雜條件下的基坑工程支護方案優(yōu)選提供了相關(guān)依據(jù)。

作者:陳勇 羅志浩 屈坤玉 戴小鋒 潘鈞俊 單位:中國建筑第八工程局有限公司