談可回收旋噴攪拌加勁樁及應(yīng)用

陳 宇 航

(上海強勁地基工程股份有限公司，上海 200030)

談可回收旋噴攪拌加勁樁及應(yīng)用

陳 宇 航

(上海強勁地基工程股份有限公司，上海 200030)

介紹了可回收旋噴攪拌加勁樁的結(jié)構(gòu)形式，對加勁樁的極限承載力進行了分析計算，并結(jié)合工程實例，對該樁的承載力作了現(xiàn)場試驗，指出實測的承載力滿足基坑變形控制要求，具有良好的支護效果。

可回收旋噴攪拌加勁樁，承載力，現(xiàn)場試驗，支護

0 引言

在我國經(jīng)濟較發(fā)達的華東、東南沿海、華南等地區(qū)，土質(zhì)基本為軟塑～流塑狀粘土及淤泥質(zhì)土。近年來軟土錨固技術(shù)發(fā)展迅速，支護方式不斷創(chuàng)新，尤為旋噴攪拌加勁樁技術(shù)(以下簡稱“加勁樁”)最為突出，劉全林[1]、陳先軍[2]等學(xué)者已率先對加勁樁的作用機理及設(shè)計方式進行了深入研究，促進該技術(shù)的理論完善以及廣泛應(yīng)用。

隨著城鎮(zhèn)化進度加快，土地資源有限，為盡最大程度地利用地下空間，對樁錨式基坑支護提出了更高要求，既要提供足夠的錨固力以控制基坑變形，又要在基坑回填后回收錨筋等地下障礙體，防止其對后續(xù)地下空間開發(fā)造成影響。可回收加勁樁通過設(shè)計專門的錨固件[1]，成功地達到上述要求。對現(xiàn)有設(shè)計理論的進一步研究并完善，結(jié)合多例現(xiàn)場試驗結(jié)果，對可回收加勁樁的設(shè)計應(yīng)用提供指導(dǎo)，已成功運用在多項工程實例中。

1 結(jié)構(gòu)形式

加勁樁同傳統(tǒng)錨桿相似，自由段采用無粘結(jié)筋體(一般為鋼絞線)，增加了注漿加固，置換及加固效果好，提高了土體的強度和自穩(wěn)能力。此外，加勁樁的注漿工藝為高壓旋噴注漿，注漿體直徑可以達到300 mm～600 mm，其與土體的接觸面積、側(cè)摩阻力遠大于普通錨桿。

可回收加勁樁在原加勁樁的基礎(chǔ)上進行升級改進，劉全林學(xué)者通過對螺旋式、拉脫式、折疊式及U形錨固件計算試驗對比[1]，在現(xiàn)有條件下，可分解U形錨固件可同時滿足錨固力及回收要求，回收成功率在95%以上。樁體中將U形鋼絞線與可分解柱形錨固件插入到位，鋼絞線呈U形繞穿于錨固件上，與水泥土樁體形成一體，鋼絞線全長為無粘結(jié)結(jié)構(gòu)。待支護工程結(jié)束后，打開錨具，使用牽引機牽引U形鋼絞線一端，即可抽出設(shè)筋體，清除了在該處的地下障礙物，實體見圖1。

2 極限承載力計算理論

根據(jù)劉全林學(xué)者[1]提出可回收加勁樁極限承載力計算方法，可回收加勁樁的極限抗拔承載力驗算分為：錨固件極限承載力驗算和鋼絞線錨固極限承載力驗算兩部分。對于加勁樁的極限承載力驗算，可根據(jù)U形錨固件的規(guī)格尺寸和鋼絞線強度進行計算，計算模型見圖2。

2.1 U形柱狀增強錨固件極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

(1)

其中，fc為錨固體水泥土極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；d為錨固體直徑；ftk為水泥土與錨固體的極限粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)值(取無側(cè)限抗壓強度的1/3～1/10)；lf為錨固件長度。

2.2 鋼絞線抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值

Npk=fpkAp

(2)

其中，fpk為鋼絞線抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值；Ap為鋼絞線截面積。

取Nuk,Npk二者的小值作為可回收加勁樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

3 現(xiàn)場試驗結(jié)果

試驗項目為無錫錫山區(qū)某住宅項目，擬建場地位于無錫市錫山區(qū)，基坑北側(cè)、西側(cè)、東側(cè)場地較寬裕，基坑?xùn)|側(cè)為綠化河道，而基坑南側(cè)距離主干道僅約7.0 m，下有高鐵專用電纜溝、雨水管等多條重要管線需要保護，南側(cè)對基坑變形控制要求較嚴(yán)，環(huán)境保護要求等級較高。

基坑工程開挖總面積約28 000 m2，分為北側(cè)淺坑及南側(cè)深坑兩部分。其中南側(cè)普遍區(qū)域開挖深度8.9 m～9.6 m，總面積約13 000 m2，地下水位為地表以下1.0 m，基坑側(cè)壁安全等級、周邊環(huán)境保護等級均為二級。土層物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 場區(qū)土的物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)表

本工程靠近南側(cè)采用灌注樁+可回收加勁樁支護形式，典型支護剖面圖見圖3。

為檢驗式(1)的準(zhǔn)確度，本次試驗采用兩組可回收加勁樁，樁長15.0 m，錨固段長8.0 m，直徑300 mm一組3根，直徑500 mm一組3根，共6根。

試驗用樁為在第一道可回收加勁樁，在基坑開挖至該標(biāo)高時進行試驗。圖4為加勁樁承載力檢測實景。

按照前述計算理論，加勁樁水泥土無側(cè)限抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值取1.0 MPa，其與錨固體粘結(jié)強度標(biāo)準(zhǔn)值為水泥土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值的0.1倍，錨固件長1.5 m，按式(1)計算錨固件極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。

在養(yǎng)護14 d后，按相關(guān)規(guī)范規(guī)程對試驗加勁樁進行拉拔試驗，實測承載力結(jié)果見表2。

表2 可回收加勁樁承載力實測表

通過對比可知，本項目可回收加勁樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值計算就結(jié)果均較實測的抗拔終極荷載略小2中的計算理論基本與工程實際相符。

4 結(jié)語

1)可回收加勁樁錨固件采用可分解的高強塑膠材料制成，通過設(shè)計成U形柱式錨固件，筋體成功回收，錨固件留于地下不形成地下障礙。

2)可回收加勁樁極限承載力計算理論與工程實踐相符，實測的承載力可滿足基坑變形控制要求，具有良好的支護效果。

[1] 劉全林.可回收旋噴攪拌加勁樁錨固件設(shè)計及應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2013(13):18-23.

[2] 陳先軍.可回收旋噴攪拌加勁樁結(jié)構(gòu)設(shè)計與理論研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

[3] 陳衛(wèi)剛.軟土基坑應(yīng)用旋噴攪拌加勁樁支護的變形性態(tài)研究[D].淮南：安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.

[4] 陳先軍，韓文元，劉全林.旋噴攪拌加勁樁基坑圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測與結(jié)果分析[J].科技信息，2010(33)：14-15.

Discussion on the application of recycled rotary-spraying mixing stiffened pile

Chen Yuhang

(ShanghaiQiangjinFoundationEngineeringCo.,Ltd,Shanghai200030,China)

The paper introduces the structural pattern of recycled rotary-spraying mixing stiffened pile, and analyzes and calculates the ultimate bearing capacity of stiffed pile. Combining with engineering practice, it carries out field test of the pile bearing capacity, and finally points out that the practical measuring bearing capacity meets foundation deformation control demands. Thus, it has great support effect.

recycled rotary-spraying mixing stiffened pile, bearing capacity, field test, support

2015-01-28

陳宇航(1988- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)10-0089-03

TU472.36

A