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土體加固技術(shù)在跨地鐵基坑施工中的應(yīng)用論文
摘 要:介紹了南京火車站站前廣場地下停車場基坑西出口跨地鐵盾構(gòu)段開挖前的土體加固技術(shù),通過監(jiān)測,證明采用多種土體加固技術(shù)相結(jié)合對跨地鐵段基坑土體進(jìn)行處理是行之有效的。
關(guān)鍵詞:土體加固,地鐵,基坑
在基坑開挖施工中,土體加固技術(shù)常用于加固被動土壓力區(qū)。土體加固有利于控制基坑變形、滲漏水、坑底回彈、沉降及其他環(huán)境效應(yīng)等。主要方法有[1]:坑內(nèi)降水、水泥攪拌樁、高壓旋噴、壓力注漿、人工挖孔樁、化學(xué)加固法,因水泥攪拌法較經(jīng)濟(jì)且加固質(zhì)量易于控制,所以,較為常用。其原理均是通過不同的手段提高土體的物理力學(xué)指標(biāo)。在一些特殊的基坑工程中,綜合應(yīng)用多種土體加固技術(shù),有利于基坑的開挖與周邊的環(huán)境安全。
1 工程概況
南京火車站站前廣場地下停車場西出口基坑騎跨地鐵1號線盾構(gòu)雙線隧道,基坑底距盾構(gòu)管片頂最小距離為1.67ｍ,騎跨盾構(gòu)隧道段長度約76.5ｍ。在騎跨盾構(gòu)隧道處基坑圍護(hù)采用1200@1150的挖孔咬合樁,樁長8.2ｍ～16.0ｍ,坑內(nèi)盾構(gòu)隧道外側(cè)3ｍ處設(shè)四排800鉆孔抗拔樁(每排5根),以加固盾構(gòu)隧道四周土體及防其上浮。挖孔咬合樁外側(cè)采用800@500的二重管高壓旋噴樁作止水帷幕(樁長16ｍ),總長39.5ｍ�？觾�(nèi)采用二重管旋噴滿布加固,加固區(qū)(距Ｄ1軸)長36.4ｍ,在盾構(gòu)隧道外加固深度在開挖面以下8.95ｍ,盾構(gòu)隧道處逐根縮短,其基坑開挖面以下的水泥摻量由現(xiàn)場試噴確定,開挖面以上的旋噴水泥摻量減半�；又尾捎�609×11ｍｍ鋼支撐,間距為4.8ｍ,設(shè)上下兩道鋼支撐�；咏邓捎霉芫c輕型井點(diǎn)降水,且盾構(gòu)隧道兩側(cè)對稱降水,地下水位降至標(biāo)高3.0ｍ。
地鐵盾構(gòu)的保護(hù)要求很高,主要是對隧道位移、錯臺、環(huán)縱縫張開量等的要求較嚴(yán)。如果這些情況一旦發(fā)生且超過允許量,可能導(dǎo)致隧道滲漏、管片破壞等情況的發(fā)生,甚至導(dǎo)致隧道外部泥砂從管片間縫隙流入隧道造成更為嚴(yán)重的后果。為此,隧道設(shè)計(jì)院與地鐵指揮部提出盾構(gòu)隧道的保護(hù)要求:盾構(gòu)隧道絕對最大沉降不超過15ｍｍ,最大隆起變形不超過10ｍｍ,變形曲率半徑必須大于15ｋｍ,相對變形必須小于1/2500,施工產(chǎn)生的振動對盾構(gòu)隧道引起的峰值速度不大于2.5ｃｍ/ｓ。綜合考慮這些因素,主要采取了以下加固措施。
2 盾構(gòu)隧道頂壓密注漿
2.1 施工組織
盾構(gòu)隧道管片與旋噴樁及挖孔咬合樁樁底間隙采用壓密注漿進(jìn)行封堵,漿液采用水泥與水玻璃液漿,采用32鍍鋅鋼管為注漿管。注漿參數(shù):水泥水灰比Ｗ∶Ｃ=1.33～1.5∶1,水玻璃濃度35Ｂｅ′,緩凝劑1.5%,水泥∶水玻璃=1∶1(體積比),注漿壓力0.6ＭＰａ～1.0ＭＰａ,注漿孔間距50ｃｍ,以梅花形布置。
為保證盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全,注漿孔底標(biāo)高控制在距盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)外側(cè)15ｃｍ處,進(jìn)場兩臺注漿機(jī),每條隧道共分兩次對稱注漿。
2.2 注意事項(xiàng)
1)施工時必須嚴(yán)格按對稱施工,并加強(qiáng)隧道內(nèi)監(jiān)測控制。
2)注漿過程中密切注視注漿壓力,防止爆管傷人。
3)當(dāng)注漿壓力突然升高時,要立即暫停注漿,查明原因后再繼續(xù)施工。
4)施工中派技術(shù)人員全過程跟蹤旁站,并記錄注漿孔的位置、漿液配合比、注漿壓力、每孔注漿量等。
5)嚴(yán)格控制注漿持荷時間,以3ｍｉｎ為宜,不得太長,以免造成隧道變形及位移。
3 基坑內(nèi)土體旋噴加固
3.1 施工組織
西出口騎跨地鐵盾構(gòu)段坑內(nèi)采用800@600二重管高壓旋噴樁滿樘加固,加固區(qū)長度約36.4ｍ,共1055根。盾構(gòu)隧道附近土體加固深度從基坑底至距盾構(gòu)管片50ｃｍ范圍,盾構(gòu)隧道兩側(cè)土體加固樁深度在開挖面以下8.95ｍ,高壓旋噴樁在加固面以上繼續(xù)注漿提升,水泥摻量減半。待止水帷幕施工結(jié)束后,4臺機(jī)械進(jìn)入基坑內(nèi)進(jìn)行滿樘加固。為確保地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全,坑內(nèi)加固遵循“分步、對稱、跳幅、慢速”原則。
3.2 注意事項(xiàng)
1)施工前根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算出整個過地鐵段的旋噴樁根數(shù)且畫出其樁位圖,用竹簽或短鋼筋在現(xiàn)場標(biāo)注出各樁的樁位。2)盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)的旋噴樁施工時,機(jī)械要對稱布設(shè),同時施工,以保證盾構(gòu)隧道兩端壓力均衡。3)嚴(yán)格控制其施工參數(shù),在盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)漿壓控制不得大于20ＭＰａ,氣壓控制在0.7ＭＰａ,旋噴提速在盾構(gòu)隧道范圍(距盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)2.4ｍ范圍內(nèi))開挖面以下為10ｃｍ/ｍｉｎ,開挖面以上為20ｃｍ/ｍｉｎ;其他部位提速開挖面以下為15ｃｍ/ｍｉｎ,開挖面以上為30ｃｍ/ｍｉｎ。水泥摻量由現(xiàn)場試噴確定。4)鉆機(jī)安放保持水平,鉆桿保持垂直,其傾斜度不得大于1.5%。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50ｍｍ,鉆機(jī)就位后經(jīng)檢查達(dá)到要求后方可開鉆。5)噴漿前必須保證高壓設(shè)備及管路系統(tǒng)完好,制備好的漿液不得離析,泵送必須連續(xù),拌制漿液的箱數(shù)、泵送漿液的時間等應(yīng)有專人記錄。6)噴漿中途拆卸鉆桿時,為保證樁身的連續(xù)性,重新噴漿孔段要與前段搭接0.1ｍ～0.2ｍ。7)確保每米水泥用量。主要通過控制注漿管提升速度來確保。做好漿桶的標(biāo)定及記錄。
4 降水措施
4.1 施工組織
基坑降水采用管井(井內(nèi)徑300)與輕型井點(diǎn)降水相結(jié)合的方式,在地鐵盾構(gòu)隧道兩側(cè)對稱降水,地下水位降至標(biāo)高3.0ｍ。開挖前提前3周降水,每個斷面兩個降水井,既作降水井,兼作回灌井以控制地下水位。過地鐵盾構(gòu)段基坑三個斷面共設(shè)六個降水井,井深12ｍ,為保證降水效果與準(zhǔn)確控制水位保持在標(biāo)高3.0ｍ位置,在每個斷面的兩個降水井間各設(shè)一口水位觀察井,并在基坑北側(cè)圍護(hù)樁外的兩隧道間設(shè)一口水位觀察井,井深12ｍ。
4.2注意事項(xiàng)
1)基坑降水采用管井(井內(nèi)徑300)與輕型井點(diǎn)降水相結(jié)合的方式,在地鐵盾構(gòu)隧道兩側(cè)對稱降水,地下水位降至標(biāo)高3.0ｍ處。開挖前提前3周降水,每個斷面兩個降水井,既作降水井,兼作回灌井以控制地下水位。2)保證基坑在開挖前3周開始降水。3)項(xiàng)目部派專人負(fù)責(zé)降水及觀察水位,每天至少均勻間隔測量詳細(xì)做好水位記錄,確保水位控制在標(biāo)高3ｍ位置。4)過地鐵段底板混凝土澆筑時,將坑內(nèi)水位觀察井與基坑北側(cè)的降水井封堵,剩余的三口降水井待土方回填完后封堵。
5 結(jié)語
通過壓密注漿對盾構(gòu)隧道周邊進(jìn)行加固,旋噴加固坑內(nèi)(盾構(gòu)影響范圍內(nèi))開挖土體,通過降水改善周邊土體的物理力學(xué)指標(biāo)。與西出口僅一步之隔的龍?bào)绰沸滤淼?開挖前地鐵已有2ｍｍ的回彈量,采取了同樣的加固方案,經(jīng)人工抽土條開挖,至頂板澆筑完畢。監(jiān)測數(shù)據(jù)反映,僅有8ｍｍ左右的回彈,很好地證明了多種土體加固技術(shù)相結(jié)合對跨地鐵段基坑土體進(jìn)行處理是行之有效的。
參考文獻(xiàn):
[1]龔曉南.深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊[Ｍ].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.
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