1 復合土釘墻支護技術(shù)

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(1) 主要技術(shù)內(nèi)容

復合土釘墻是20 世紀90 年代研究開發(fā)成功的一項深基坑支護新技術(shù)。它是由普通土釘墻與一種或若干種單項輕型支護技術(shù)(如預應(yīng)力錨桿、豎向鋼管、微型樁等)或截水技術(shù)(深層攪拌樁、旋噴樁等)有機組合成的支護截水體系,分為加強型土釘墻,截水型土釘墻,截水加強型土釘墻三大類。復合土釘墻具有支護能力強,適用范圍廣,可作超前支護,并兼?zhèn)渲ёo、截水等性能,是一項技術(shù)先進,施工簡便,經(jīng)濟合理,綜合性能突出的深基坑支護新技術(shù)。

(2) 技術(shù)指標

復合土釘墻目前尚無技術(shù)標準,其主要組成要素普通土釘墻、預應(yīng)力錨桿、深層攪拌樁、旋噴樁等應(yīng)符合國家行業(yè)標準《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99 等技術(shù)標準的要求。另外,微型樁一般樁徑Φ250~Φ300,間距0.5~2.0m,骨架可采用鋼筋籠或型鋼,端頭伸入坑底以下2.0~4.0m。豎向鋼管一般Φ48~Φ60,壁厚3~5mm。復合土釘墻在水位以下和軟土中,采用Φ48、厚3.5mm 鋼花管土釘,直接用機械打入土中,并從管中高壓注漿壓入土體。

(3) 適用范圍

復合土釘墻可用于回填土、淤泥質(zhì)土、粘性土、砂土、粉土等常見土層;可在不降水條件下采用,解決了在城市建設(shè)中因環(huán)境限制不宜人工降水的難題;在無環(huán)境限制時,可垂直開挖與支護,易于在場地狹小的條件下方便施工;在工程規(guī)模上,深度20m 以內(nèi)的深基坑均可根據(jù)具體條件,靈活、合理地推廣使用。

2 預應(yīng)力錨桿施工技術(shù)

(1) 主要技術(shù)內(nèi)容

將拉力傳遞到穩(wěn)定的巖層或土體的錨固體系。錨桿的一端與巖土體或結(jié)構(gòu)物相連,另一端錨固在巖土體層內(nèi),并對其施加預應(yīng)力,以承受巖土壓力、水壓力、抗浮、抗傾覆等所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)拉力,用以維護巖土體或結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。它通常包括桿體(由鋼絞線、鋼筋、特殊鋼管等筋材組成)、灌漿體、錨具、套管和可能使用的聯(lián)接器。預應(yīng)力錨桿施工包括:鉆孔、預應(yīng)力鋼筋制作安放、灌漿、外錨頭制作及張拉與鎖定。

(2) 技術(shù)指標

預應(yīng)力錨桿施工技術(shù)指標應(yīng)符合標準《錨桿噴射混凝土支護技術(shù)規(guī)范》GB50086 -2001、《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ122-99、《巖土錨桿設(shè)計與施工規(guī)范》(送審稿-2004)等的規(guī)定。通常錨桿鉆孔直徑為130~160mm,荷載設(shè)計值為200~3000kN。

(3) 適用范圍

預應(yīng)力錨桿廣泛的應(yīng)用于各類巖土體加固工程,如:隧道與地下洞室的加固、巖土邊坡加固、深基坑支護、混凝土壩體加固、結(jié)構(gòu)抗浮、抗傾覆,各種結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定與錨固等。

3組合內(nèi)支撐技術(shù)

(1) 主要技術(shù)內(nèi)容

組合內(nèi)支撐技術(shù)是建筑基坑支護的一項新技術(shù), 它是在混凝土內(nèi)支撐技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系, 主要利用組合式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面靈活可變、加工方便等優(yōu)點,其具有以下特點:適用性廣,可在各種地質(zhì)情況和復雜周邊環(huán)境下使用;施工速度快;支撐形式多樣;計算理論成熟;可拆卸重復利用, 節(jié)省投資。

(2) 適用范圍

適用于周圍建筑物密集, 相鄰建筑物基礎(chǔ)埋深較大, 周圍土質(zhì)情況復雜,施工場地狹小, 軟土場地等深大基坑。

4 型鋼水泥土復合攪拌樁支護結(jié)構(gòu)技術(shù)

(1) 主要技術(shù)內(nèi)容

型鋼水泥土復合攪拌樁支護結(jié)構(gòu)同時具有抵抗側(cè)向土水壓力和阻止地下水滲漏的功能,主要用于深基坑支護。其制作工藝是:通過特制的多軸深層攪拌機自上而下將施工場地原位土體切碎,同時從攪拌頭處將水泥漿等固化劑注入土體并與土體攪拌均勻,通過連續(xù)的重疊搭接施工,形成水泥土地下連續(xù)墻;在水泥土硬凝之前,將型鋼插入墻中,形成型鋼與水泥土的復合墻體。實際工程應(yīng)用中主要有兩種結(jié)構(gòu)形式:I 型是在水泥土墻中插入斷面較大H 型,主要利用型鋼承受水土側(cè)壓力,水泥土墻僅作為止水帷幕,基本不考慮水泥土的承載作用和與型鋼的共同工作,型鋼一般需要涂抹隔離劑,待基坑工程結(jié)束之后將H 型鋼拔除,以節(jié)省鋼材。II 型是在水泥土墻內(nèi)外兩側(cè)應(yīng)力較大的區(qū)域插入斷面較小的工字鋼等型鋼,利用水泥土與型鋼的共同工作,共同承受水土壓力并具有止水帷幕的功能。該技術(shù)具有以下技術(shù)特點:施工時對鄰近土體擾動較少,故不致于對周圍建筑物、市政設(shè)施造成危害;可做到墻體全長無接縫施工、墻體水泥土滲透系數(shù)k 可達10-7cm/s,因而具有可靠的止水性;成墻厚度可低至550mm,故圍護結(jié)構(gòu)占地和施工占地大大減少;廢土外運量少,施工時無振動、無噪聲、無泥漿污染;工程造價較常用的鉆孔灌注排樁的方法約節(jié)省20%~30%。

(2) 技術(shù)指標

水泥土地下連續(xù)墻按《地基處理技術(shù)規(guī)程》J220-2002 相關(guān)要求施工。水泥土強度宜大于1MPa,水泥土滲透系數(shù)k 宜大于10-6mm/s。水泥土墻厚宜大于550mm,且應(yīng)符合當?shù)貙λ嗤林顾∧缓穸鹊囊蠛褪┕ぜ夹g(shù)的要求。型鋼的斷面、長度和在水泥土墻中的位置應(yīng)由設(shè)計計算確定。型鋼材質(zhì)須滿足國家相關(guān)規(guī)范的要求。

(3) 適用范圍

該技術(shù)可在粘性土、粉土、砂礫土使用,目前在國內(nèi)主要在軟土地區(qū)有成功應(yīng)用。該技術(shù)目前可在開挖深度15m 下的基坑圍護工程中應(yīng)用。

5  凍結(jié)排樁法進行特大型深基坑施工技術(shù)

(1) 主要技術(shù)內(nèi)容

基礎(chǔ)凍結(jié)排樁法的基本思路是:以含水地層凍結(jié)形成的凍結(jié)帷幕墻為基坑的封水結(jié)構(gòu),以排樁及內(nèi)支撐系統(tǒng)為抵抗水土壓力的受力結(jié)構(gòu),充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢特點。在施工深、大基坑時,采用排樁作為結(jié)構(gòu)支撐體系工藝成熟,凍結(jié)帷幕具有良好的封水性能,兩種技術(shù)的結(jié)合不僅解決了基礎(chǔ)維護結(jié)構(gòu)的嵌巖問題而且解決了封水問題,施工可操作性強。兩種技術(shù)的結(jié)合既是優(yōu)勢互補,又是一種大膽的技術(shù)創(chuàng)新。為了保護凍結(jié)墻體,增加封水深度減少基底涌水量和揚壓力,通過凍結(jié)孔外側(cè)設(shè)置的多個注漿孔在一定標高范圍內(nèi)形成注漿帷幕。同時考慮到凍結(jié)過程中凍土體積膨脹會產(chǎn)生一定的凍脹力,為降低凍脹力對排樁結(jié)構(gòu)的影響,在凍結(jié)孔外側(cè)距其中心一定位置處插花布設(shè)多個卸壓孔,施工中需要注意的問題:

① 在凍結(jié)過程中土的體積膨脹將對排樁產(chǎn)生較大的水平凍脹壓力。

② 排樁靠基坑內(nèi)側(cè)在基坑開挖過程中與空氣接觸后,溫度將急劇上升;而另外一側(cè)與凍土墻體接觸溫度非常低,排樁因兩側(cè)巨大溫差將產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。

③ 凍土墻體達到設(shè)計厚度后,如何對其進行有效控制從而避免產(chǎn)生更大的凍脹力。

④ 巖土力學基本理論的不成熟,設(shè)計計算所采用的數(shù)學力學模型巖土體的實際應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)常存在著較大的差距,必須加強工程監(jiān)測,通過信息化施工及時發(fā)現(xiàn)問題,保證工程安全。

(2) 技術(shù)指標

根據(jù)深大基坑施工的技術(shù)難點和特點凍結(jié)排樁法施工,各分項工程的主要技術(shù)指標如下:

① 排樁垂直度:1/200;

② 排樁充盈系數(shù):5%;

③ 排樁平面位置偏差:±50px;

④ 凍結(jié)管垂直度:表土0.3%;巖層0.5%;

⑤ 鹽水溫度:積極凍結(jié)期-25~-28℃;維護凍結(jié)期-22~25℃;

⑥ 設(shè)計冷凝溫度:30℃;

⑦ 凍結(jié)壁平均溫度:-7℃;

(3) 適用范圍

凍結(jié)止水適應(yīng)于各種不良地質(zhì)情況,并且基坑越深,其經(jīng)濟上、工期上的優(yōu)勢也就越大,特別是地下水豐富的軟土地層就更具有優(yōu)越性。適用于25-50 米的大型和特大型基坑(矩形、圓形和其他幾何形狀)的施工。

6 高邊坡防護技術(shù)程

(1) 主要技術(shù)內(nèi)容

經(jīng)過采用極限平衡法、數(shù)值分析方法對邊坡穩(wěn)定性進行分析計算,得出保證高邊坡穩(wěn)定所需要的錨固力。通過在坡體內(nèi)施工預應(yīng)力錨索、打入一定數(shù)量的系統(tǒng)錨桿(土釘)或注漿加固對邊坡進行處治。系統(tǒng)預應(yīng)力錨索為主動受力,單根錨索設(shè)計錨固力可高達3000KN,是高邊坡深層加固防護的主要措施。系統(tǒng)錨桿(土釘)對邊坡防護的機理相當于螺栓的作用,是一種對邊坡進行中淺層加固的手段。根據(jù)滑動面的埋深確定邊坡不穩(wěn)定塊體大小及所需錨固力,一般多用預應(yīng)力錨(索)桿有針對性的進行加固防護。為防治邊坡表面風化、沖蝕或弱化,主要采取植物防護、砌體封閉防護、噴射(網(wǎng)噴)混凝土等作為坡面防護措施。

(2) 技術(shù)指標

根據(jù)邊坡高度、巖體性狀、構(gòu)造及地下水的分布,判斷潛在滑移面的位置。選擇適宜的計算方法確定所需的錨固力并給出整體安全系數(shù)。采用加固防護措施提高邊坡的穩(wěn)定性。主要技術(shù)指標為:

錨索錨固力:500~3000KN

錨桿錨固力:100~500KN

噴射混凝土:強度不低于C20

錨(索)桿固定方式:可采用機械固定、灌漿(膠結(jié)材料)固定、擴張基底固定方式,根據(jù)粘結(jié)強度確定錨固力設(shè)計值。

在實際工程中,要結(jié)合邊坡坡度、高度、水文地質(zhì)條件、邊坡危害程度合理選擇防護措施,提高地層軟弱結(jié)構(gòu)面、潛在滑移面的抗剪強度,改善地層的其它力學性能,并加固危巖,將結(jié)構(gòu)物—地層形成共同工作的體系,提高邊坡穩(wěn)定性。

(3) 適用范圍

高度大于30m 的巖質(zhì)高陡邊坡、高度大于15m 的土質(zhì)邊坡、水電站側(cè)岸邊坡、船閘、特大橋橋墩下巖石陡壁、隧道進出口仰坡等。