【摘要】在基礎(chǔ)工程施工過程中,雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要是依靠懸臂型來對(duì)其起到支護(hù)作用,由于沒有水平力的支撐,因此在一些深基坑施工過程中,能夠給地下施工留有一定的空間。這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)由于具有安全系數(shù)高、成本低等優(yōu)點(diǎn)而在當(dāng)前的工程中廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合實(shí)例來闡述雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖中的應(yīng)用,以供相關(guān)技術(shù)人員參考。
【關(guān)鍵詞】雙排樁式;圍護(hù)結(jié)構(gòu);基坑開挖;應(yīng)用
某小區(qū)是由A、B、C三幢民用建筑構(gòu)成,其中A幢樓地上有11層,沒有地下室工程;B幢樓為13層;C幢樓為15層,建筑高度均為45m。這三種建筑的結(jié)構(gòu)形式都是框架剪力墻結(jié)構(gòu),抗震等級(jí)為6級(jí)。在這三幢建筑中,B幢與C幢有同一個(gè)地下室,該地下室采用的是鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行,基坑深為5.3m。與周邊其他需要建的建筑物地下室工程之間最近的距離為9m。通過對(duì)該地的分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在該基坑工程當(dāng)中,施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件較惡劣,土壤為淤泥型粘土,具有含水量大、壓縮性大等要求,是工程施工中的一大難點(diǎn)。
一、雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析
1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況的假定
相對(duì)于單排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)而言,雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力更為合理,但是在實(shí)際工作中,我們很難計(jì)算出雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn),尤其是樁間土的作用,工程師必須要采用非常復(fù)雜的模型才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行精確的計(jì)算。本文采用了一種簡(jiǎn)化了的計(jì)算方法來對(duì)雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。第一步要做的就是需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行假定:1)假定前、后排樁與樁頂部連梁是一個(gè)呈直角的鋼架結(jié)構(gòu);2)假定樁頂部連梁是一個(gè)完整的絕對(duì)剛體;3)假定在基坑開挖之后,土壓力作用只會(huì)使樁水平位移,并且假定前、后排樁在樁連梁標(biāo)高位置的水平位移是一致的。
2、土體壓力的計(jì)算分析
一般來說,雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的排列方式有常見的兩種方法,一種是梅花形排列形式,另一種是矩形排列形式。根據(jù)上述三個(gè)假定,我們需要按照兩種不同的排列形式來計(jì)算出樁在土體上的壓力。本工程是采用的矩形排列形式進(jìn)行事后,后、前排樁的主動(dòng)土壓力為:
而后、前排樁的被動(dòng)土壓力應(yīng)該是:
其中,與是在單排樁的基礎(chǔ)上計(jì)算出來的主動(dòng)與被動(dòng)土壓力情況,而α也即是其比例,如果在基坑不同深度下與是相等的,那么可以得出,在該公式中,L是雙排樁式圍
護(hù)結(jié)構(gòu)排列的間距,根據(jù)上述公式,我們就能夠得出前、后排樁上土的壓力值,并且雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的位移情況以及內(nèi)力值都可以根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的方式來進(jìn)行計(jì)算。
3、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方案
在本工程當(dāng)中,工程師必須要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行全面分析,面對(duì)不同的基坑位置應(yīng)該制定或者采取不同的維護(hù)方案。在本工程的基坑西側(cè),由于距離既有建筑物相對(duì)比較近,因此在其施工過程中對(duì)水平位移情況以及沉降情況都應(yīng)該有非常高的要求,因此我們可以采用雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行施工,通過鉆孔灌注樁的施工技術(shù)進(jìn)行。在整個(gè)過程中,要求灌注樁的直徑為800mm,前、后排樁的中心距應(yīng)該控制在2200mm。另外,施工人員還需要采用水泥土攪拌樁加固施工技術(shù)來對(duì)基坑的被動(dòng)區(qū)以及樁間土進(jìn)行施工,這樣可以避免基坑出現(xiàn)病險(xiǎn),并且還能夠提高雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
4、雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方案
在基礎(chǔ)工程施工過程中,采用雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工流程是:1)需要將基坑開挖的槽清理干凈,避免雜物進(jìn)入槽內(nèi);2)采用水泥土攪拌樁施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行施工;3)在樁內(nèi)鉆孔,并在其中灌注水泥漿液;4)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置鋼筋混凝土連續(xù)梁。
對(duì)基坑內(nèi)土釘部分的施工流程是:1)需要對(duì)基坑進(jìn)行降水處理;2)將基坑分層次進(jìn)行開挖土方,并且每挖一層,需要在其中設(shè)置相應(yīng)的土釘,直到基坑開挖完畢為止。
為使放坡及土釘施工順利進(jìn)行,在基坑周邊設(shè)抽水井以降低地下水位,集水井深度要求進(jìn)入淤泥質(zhì)粘土層0.8m,并在基坑外側(cè)做排水溝以防地表水流入基坑內(nèi)。降水后方可進(jìn)行土方開挖,且圍護(hù)樁強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%,冠梁強(qiáng)度達(dá)到80%。圍護(hù)樁施工時(shí)應(yīng)先沿樁側(cè)將墊層澆完,使墊層對(duì)圍護(hù)樁形成一個(gè)剛性支點(diǎn),以防淤泥質(zhì)土蠕變。挖土應(yīng)力求貫徹“大基坑、小開挖”的方針,分層分塊開挖土體。由于坑底為淤泥質(zhì)土層,易產(chǎn)生變形,因此開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)及時(shí)封底,嚴(yán)禁暴露時(shí)間過長(zhǎng)。
二、監(jiān)測(cè)結(jié)果與分析
1.水平位移監(jiān)側(cè)資料分析
根據(jù)基坑開挖深度、周圍環(huán)境特點(diǎn)、地基土層物理力學(xué)性質(zhì)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,在基坑靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位置,共設(shè)置8個(gè)深層土體水平位移監(jiān)測(cè)孔,監(jiān)測(cè)孔位置布設(shè)在各邊槽的中間及靠近已有建筑物的部位,并保證測(cè)斜管有足夠的埋深,進(jìn)入相對(duì)好的土層,使測(cè)斜管底端位移為零。設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)孔深有12m和20m兩種,基坑側(cè)向位移的初始值取基坑開挖前連續(xù)三次測(cè)量無明顯差異的讀數(shù)之一。土方開挖期間,每天觀測(cè)深層土體水平位移一次,若出現(xiàn)險(xiǎn)情則增加觀測(cè)頻率。
測(cè)斜孔在基坑開挖各主要時(shí)刻的匯總水平位移曲線,其發(fā)展趨勢(shì)是隨著基坑開挖水平位移逐漸增大,該測(cè)點(diǎn)最大水平位移發(fā)生在深度1m處(水平位移為48.84mm)。整個(gè)監(jiān)測(cè)過程反映出雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)控制水平位移是比較有效的。
2.沉降監(jiān)側(cè)資料分析
沉降觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)以能控制單體建筑物的沉降為原則,本次基坑開挖沉降觀測(cè)沿基坑周邊共布設(shè)22個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。從沉降觀測(cè)結(jié)果可知,基坑開挖期問的周邊建筑物沉降主要發(fā)生在基坑西側(cè),沉降觀測(cè)點(diǎn)C4,C5和C6沉降曲線。隨著基坑的開挖,基坑周邊各點(diǎn)的沉降量逐漸增大,最大約20mm。雖少數(shù)部位產(chǎn)生較明顯沉降,但均未影響周邊建筑物安全。
三、結(jié)論
在整個(gè)基坑開挖的過程中,我們對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量的控制都是非常成功的。在雙排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過程中,它能夠大范圍的處理基坑,并且能夠避免基坑出現(xiàn)變形,施工效果良好。因此在整個(gè)施工過程中,施工人員必須要對(duì)其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),保證基坑的施工質(zhì)量,提高整個(gè)基坑的穩(wěn)定性,基坑范圍內(nèi)無內(nèi)支撐,施工方便。在基坑土體開挖過程中,應(yīng)進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)工作,做到信息化施工,以確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。
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