高壓旋噴樁內(nèi)插H型在基坑支護(hù)的應(yīng)用

時(shí)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(hù)的應(yīng)用

摘要:基于杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目北行李通道NX-2區(qū)的復(fù)雜基坑圍護(hù)工程,論證了高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼技術(shù)在基坑支護(hù)中所具有的優(yōu)勢(shì)。對(duì)高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼技術(shù)在基坑支護(hù)過程中的施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行了闡述,實(shí)踐表明該支護(hù)方式能較好地適應(yīng)復(fù)雜基坑的圍護(hù)要求,具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞:基坑支護(hù);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(jì)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(duì)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(jìn)度。同時(shí)該方法以其占地少、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用[5-8]。對(duì)于2022年杭州亞運(yùn)會(huì)而言,杭州蕭山國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目舉足輕重。該項(xiàng)目在保證不停航的前提下,需要進(jìn)行建筑、市政、管線等交叉施工作業(yè),基坑占地面積大、圍護(hù)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(guó)際機(jī)場(chǎng)三期項(xiàng)目行李通道NX-2區(qū)的復(fù)雜基坑圍護(hù)工程,施工區(qū)域狹小,且上方具有多條高架橋,同時(shí)地下管線復(fù)雜。施工過程中,在滿足機(jī)場(chǎng)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(hù)方式進(jìn)行基坑圍護(hù),有效地克服了地形障礙和施工難點(diǎn),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(jì)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(guó)際機(jī)場(chǎng)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(gè)高架橋墩柱,因而施工場(chǎng)地極其狹小,對(duì)機(jī)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(jī)場(chǎng)的給水、燃?xì)?、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(jí)。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(hù)方案

2.1基坑支護(hù)方案選擇

本基坑在施工前原方案選定采用SMW工法樁進(jìn)行基坑圍護(hù),然而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(jìn)行基坑圍護(hù)會(huì)比SMW工法樁更具優(yōu)勢(shì),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(cuò)綜復(fù)雜,由于受管線影響,采用SMW工法樁進(jìn)行基坑圍護(hù)效果欠佳;而高壓旋噴樁因其柔性工藝特點(diǎn)能有效保護(hù)管線,獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。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(tái)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(jī)械作業(yè)面完全無法展開,而高壓旋噴樁機(jī)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(tái)旋噴樁機(jī)進(jìn)行施工,彌補(bǔ)了高壓旋噴樁施工慢的缺點(diǎn)。此外,旋噴樁機(jī)在施工時(shí)噪聲小于三軸機(jī)械,可以在夜間進(jìn)行加班作業(yè),以保證工期進(jìn)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(tái)及墩柱已施工完畢,若按原方案采用SMW工法樁,必然會(huì)影響兩側(cè)已完成的承臺(tái)及墩柱;而采用高壓旋噴樁進(jìn)行基坑圍護(hù),可以在狹小的區(qū)域內(nèi)順利進(jìn)行基坑圍護(hù),還能在承臺(tái)及墩柱側(cè),選用小樁徑(φ600mm)加密進(jìn)行基坑圍護(hù),確保在基坑止水前提下,保護(hù)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(jìn)行基坑圍護(hù)更具優(yōu)勢(shì)。

2.2基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)

2.2.1工藝流程高壓旋噴內(nèi)插H型鋼的支護(hù)工藝流程如下:1)高壓旋噴樁施工:樁位放樣→鋪設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)→導(dǎo)孔鉆進(jìn)→高壓旋噴鉆機(jī)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(jī)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(diǎn)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(zhǎng)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(hù)總寬1400mm。2)旋噴樁和插H型鋼施工進(jìn)行交叉作業(yè),每打1根旋噴樁,插入1根工字鋼,同時(shí)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(chǎng)情況及時(shí)調(diào)整,保證樁體的質(zhì)量。2.2.3施工監(jiān)測(cè)在基坑開挖時(shí),對(duì)基坑圍護(hù)周圍進(jìn)行實(shí)時(shí)土體測(cè)斜的監(jiān)測(cè),以期直觀反映基坑整體穩(wěn)定性。通過為期1個(gè)多月的監(jiān)測(cè)(4月19日至5月24日),對(duì)基坑開挖之后土體測(cè)斜量和墻體測(cè)斜量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。在本監(jiān)測(cè)過程中,土體測(cè)斜報(bào)警值為日變量±3mm,累積變量為40mm,其中“+”表示基坑方向,反之為“-”?;油馏w日最大測(cè)斜量TX1及墻體日最大測(cè)斜量CX6的測(cè)斜統(tǒng)計(jì)如圖2所示。由圖2可知,單日最大測(cè)斜量1.53mm和累積最大測(cè)斜量11.99mm均小于報(bào)警值。故基坑圍護(hù)滿足要求,高壓旋噴樁作為土體加固圍護(hù)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(hù)方式其錨桿在旋噴樁間鉆進(jìn)難度大,這表明旋噴樁在強(qiáng)度、支承力、防滲方面功效良好。同時(shí)施工過程中對(duì)周邊土體測(cè)斜監(jiān)測(cè)結(jié)果也表明,該支護(hù)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(hù)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(yǔ)本文通過對(duì)比分析高壓旋噴樁內(nèi)插H型鋼和SMW工法樁這2個(gè)基坑圍護(hù)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(shì)和工程適配性。同時(shí)采用該方式施工,基坑土體加固效果顯著,支護(hù)體具備較大的強(qiáng)度和剛度。本項(xiàng)目作業(yè)面龐大且施工區(qū)域交叉復(fù)雜,所以基坑支護(hù)方案的選擇,需要管理者因地制宜。此外,本次基坑支護(hù)的成功實(shí)施為同樣處于復(fù)雜條件下的基坑工程支護(hù)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(guó)建筑第八工程局有限公司