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協(xié)會刊物
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塌方邊坡加固實例 |
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時間日期：2008-5-21 已被閱讀次：[9747] |
佛山市安固建筑物診治技術(shù)有限公司 周永泰
[摘 要] 本文詳細(xì)分析了已塌方邊坡的特征及對周邊建筑物的影響；闡述了采用擋土排樁
加固該塌方邊坡的設(shè)計思路及計算依據(jù)；總結(jié)了采用擋土排樁加固塌方邊坡的施
工經(jīng)驗。
[關(guān)鍵詞] 塌方 排樁 加固
1．工程概況
天富公司宿舍樓邊坡?lián)跬翂�，由于土體受雨水浸泡和人為開挖擋土墻腳等因素的影響，
造成擋土墻最大水平位移有0.8m，地面塌陷約1.1m，導(dǎo)致臨近已建5層宿舍樓基礎(chǔ)外露，而
宿舍樓為天然基礎(chǔ)，有傾覆的可能性，十分危險，同時擋土墻坡下有兩棟辦公樓也受到影響
。其相對位置如圖一。
經(jīng)現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)擋土墻距離東北方已建宿舍樓不到10m，宿舍樓內(nèi)地面高出擋土墻lm
，塌方后已清楚看見基礎(chǔ)的底面。距離擋土墻坡腳已建辦公樓約有10m但高差就有7.5m。辦
公樓和擋土墻之間堆滿了阻止擋土墻向外移的土方，最高處有4.5m。宿舍樓北面約3m處還有
一個高十幾米的山丘對它構(gòu)成威脅，宿舍樓安全朝不保夕。
2．加固方案的確定
把原來擋土墻拆掉重做，則需要挖土放坡，但是宿舍樓離擋土墻較近，施工時如果使用
機(jī)械挖土，還會產(chǎn)生震動，對其影響較大，很有可能會滑移而傾覆。因為土體破壞已經(jīng)十分
嚴(yán)重，如果宿舍樓傾覆了，還會殃及下面的辦公樓。經(jīng)過多方案比較，綜合分析，考慮在原
設(shè)計擋土墻的地方偏向宿舍樓0.8m處再做新的擋土墻，而擋土排樁是最好不過的選擇，擋土
排樁采用鉆孔灌注的方式來施工。在排樁達(dá)到齡期后，清理坡腳土方，然后在樁身上噴射混
凝土覆蓋表面，形成一個新的擋土墻。
查看原擋土墻的設(shè)計圖紙，知道擋土墻為土釘墻，錨桿為1.2m間距，呈梅花狀分布。為
了施工時避開原有的錨桿，選用直徑為lm的鉆孔樁，中到中間距為1．2m，這樣理論上能夠
在每一列錨桿的空隙間鉆進(jìn)去，省去切割錨桿的時間，達(dá)到減少工期、節(jié)約資金的目的。
從地質(zhì)報告中得知，該場地地質(zhì)條件從擋土墻頂?shù)孛孀陨隙乱来螢椋?1)表面人工回
填土，厚0－lm；(2)粉質(zhì)粘土，厚12m,c=50.3kPa， φ=14.76°，γ=19．2kN／m3； (3)
強(qiáng)風(fēng)化巖，未鉆穿。勘察深度范圍內(nèi)并沒有地下水。綜合考慮擋土墻頂?shù)氖┕ず奢d和宿舍樓
對擋土墻的影響，取qo=50kPa，暫定hd=8m，樁身混凝土等級為C25，計算簡圖如圖二。
計算過程如下：
主動土壓力系數(shù)：Ka1=tg2(45°－ )=0.594
被動土壓力系數(shù)：Kp1=tg2(45°＋ )=1.680
基坑外水平荷載合力：
ΣEai= ea1k(H－Z0)=728.7kN/m
基坑內(nèi)水平荷載合力：
ΣEpj= (ep1k＋ep2k)hd=2075.2kN/m
由γ0=1.10，可以驗證hpΣEpj－1.2γ0haΣEai>0，嵌固深度滿足要求。
計算擋土樁在－7.500m處內(nèi)力：
水平力：
H0= [（γh＋q0）Ka－2c Ka](h－Z0)=62.3kN
彎矩：M0=62.3×2.5=155.8kN•m
水平變形系數(shù)：α=5 =0.634(1/m)
樁嵌固深度為8m,αh=0.634×8=5.1>4.0,
取αh=4.0
最大彎矩截面系數(shù)：CⅠ= =1.586，查表得換算深度：h=0.84；最大彎矩系數(shù)：CⅡ=1.
341。
最大彎矩在－7.500m下y= =1.325m處。
Mmax=M0CⅡ=208.9kN•m
配12Φ22可滿足要求，配筋率Pg=0.58％。
3．加固方案的實施
3．1．施工前準(zhǔn)備
施工從7月份開始，正好受到臺風(fēng)吹襲，雨水較多，為了避免雨水對土體的破壞，在山
丘與宿舍樓之間修筑擋水溝，將從山上流下的雨水導(dǎo)流至東北面，防止雨水流入擋土墻裂縫
部位，造成擋土墻進(jìn)一步滑動。同時，還準(zhǔn)備活動棚在下大雨或暴雨時對坡頂進(jìn)行全面的覆
蓋，以免土體再遭破壞，擋土墻繼續(xù)外移，從而緩解了坡腳辦公樓的危機(jī)。
3．2．地基注漿處理
由于原地面已經(jīng)塌陷，且出現(xiàn)很多小而深的裂縫，需要先將它回填，平整場地，然后注
漿修復(fù)已經(jīng)破壞的土體，使之能承受鉆樁機(jī)的重量和施工產(chǎn)生的荷載。材料使用325R水泥外
加20％的粉煤灰，并滲入一定量的水玻璃溶液，壓力控制在0.2～0.3MPa之間，流量8L／min
。注漿時，先將注漿管直接插至孔底，在封閉孔口后逐漸加壓。加壓時，要注意觀察壓力表
度數(shù)變化，保證壓力的均勻性和連貫性，使注漿完畢的地基受力可以滿足鉆樁施工的求。注
漿作業(yè)采取先外圍后逐漸向里推進(jìn)的方法施工，即先從已損毀擋土墻的一側(cè)開始，灌注最外
圍的一圈，然后以隔孔灌注的方式逐圈向里推進(jìn)，隨后重復(fù)作業(yè)完成間隔孔的注漿。在地基
注漿48h后，開始進(jìn)行鉆樁施工。
3．3．鉆樁施工
3．3．1．樁機(jī)就位
鉆樁施工時，首先查明原有土釘?shù)臏?zhǔn)確位置，目的是要在兩列土釘之間下鉆。然后把樁
機(jī)移至鉆樁位置，將其支架調(diào)平。
3．3．2．泥漿制作
制漿前，先把粘土盡量打碎，使其在攪拌中容易成漿，縮短成漿時間，提高泥漿質(zhì)量
。制漿時，可將打碎的粘土直接投入護(hù)筒內(nèi)制漿，待粘土已沖攪成泥漿時，即可進(jìn)行鉆孔。
多余的泥漿用管子導(dǎo)入鉆孔外泥漿池貯存，以便隨時補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿。
3．3．3．下鉆
先啟動泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，使之空轉(zhuǎn)一段時間，待泥漿輸進(jìn)一定數(shù)量后，方可開始鉆進(jìn)。接
、卸鉆桿的動作要迅速、安全，爭取在盡快時間內(nèi)完成，以免停鉆時間過長，增加孔底沉淀
。
開始鉆進(jìn)時，進(jìn)尺應(yīng)適當(dāng)控制，在護(hù)筒刃腳處，應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn)，使刃腳處有堅固的泥
皮護(hù)壁。鉆至刃腳下lm后，可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。如護(hù)筒土質(zhì)松軟發(fā)現(xiàn)漏漿時，可提起
鉆錐，向孔中倒入粘土，再放下鉆錐倒轉(zhuǎn)，使膠泥擠入孔壁堵住漏漿孔隙，穩(wěn)住泥漿繼續(xù)鉆
進(jìn)。
鉆進(jìn)過程中，每進(jìn)尺2～3m，應(yīng)檢查鉆孔直徑和豎直度，檢查工具可用圓鋼筋籠(外徑D
等于樁徑，高度3～5m)吊入孔內(nèi)，使鋼筋籠中心與鉆孔中心重合，如上下各處均無掛阻，則
說明鉆孔直徑和豎直度符合要求。
鉆孔完成后，必須檢測孔深、直徑和傾斜度，其中孔徑和孔深須達(dá)到要求，傾斜度不得
大于1％。清孔就是在吊放鋼筋籠之前，對孔內(nèi)的沉渣、泥漿進(jìn)行必要的清理，做到孔內(nèi)含
泥量和孔底沉渣符合規(guī)范要求。
3．3．4．鋼筋籠制作、安裝
制作鋼筋籠時，對鋼筋的調(diào)直、除銹、截斷、彎折與焊接均按規(guī)范要求進(jìn)行。鋼筋籠
的主筋盡量為整根，需要對接時，宜采用搭接焊接頭，雙面焊的搭接長度不小于5d。成品鋼
筋籠保證其順直、尺寸準(zhǔn)確，其直徑、主筋間距、箍筋間距及加強(qiáng)箍筋間距施工誤差，均不
大于20mm。為保證鋼筋籠外混凝土保護(hù)層的厚度符合規(guī)范要求，在其上下端及中間每隔2m的
橫截面上設(shè)置四個鋼筋“耳環(huán)”。
鋼筋籠吊裝之前，先對鉆孔進(jìn)行檢測。檢測使用的探孔器直徑和鉆孔直徑相符，主要檢
測鉆孔內(nèi)有無坍塌和孔壁有無影響鋼筋安裝的障礙物，如突出尖石、樹根和土釘?shù)�，以確保
鋼筋籠的安裝。
鋼筋籠吊裝時對準(zhǔn)孔位，盡量豎直輕放、慢放，遇障礙物可慢起慢落和正反旋轉(zhuǎn)使之下
落，無效時，立即停止下落，查明原因后再安裝。不允許高起猛落，強(qiáng)行下放，防止碰撞孔
壁而引起坍塌。
入孔后牢固定位，容許偏差不大于5cm，并使鋼筋籠處于懸吊狀態(tài)。
3．3．5．混凝土灌注
混凝土灌注工作開始后，必須連續(xù)不斷地進(jìn)行并且每斗混凝土灌注間隔時間盡量縮短，
拆除導(dǎo)管所耗時間嚴(yán)格控制，一般不超過15min，不能中途停工；在灌注混凝土過程中，隨
時探測混凝土高度，及時拆除或提升導(dǎo)管，注意保持適當(dāng)?shù)穆裆�，�?dǎo)管埋深一般保持在2－4
m，最大埋深不大于6m。水下灌注混凝土的實際樁頂標(biāo)高應(yīng)高出樁頂設(shè)計標(biāo)高0.5m左右。當(dāng)
混凝土灌注完畢后，待樁上部混凝土開始初凝，解除對鋼筋籠固定措施，保證鋼筋籠隨著混
凝土的收縮而收縮，避免粘結(jié)力的損失。
3．3．6．方案實施情況
根據(jù)上面的施工方法，第一根鉆孔樁剛好沒有碰到土釘，很順利就施工完畢，這與定方
案時的設(shè)想一致。本工程共需鉆樁38根，只有5根樁碰到土釘，原因是土釘墻被破壞后產(chǎn)生0
．8m的位移，順勢也把土釘拔離了原來設(shè)計施工的位置，導(dǎo)致現(xiàn)在鉆樁施工時遇到。查看碰
到土釘?shù)你@孔樁的位置，基本上都是在土釘墻位移較大的地方，這跟上面的分析吻合。
3．4．噴射混凝土
等到鉆孔樁的混凝土達(dá)到齡期后，把土釘墻和辦公樓之間的土方清理完畢，拆除原有的
土釘墻，然后在樁身上噴上噴射混凝土，一堵新的擋土墻施工完畢。
3．5．施工監(jiān)測
為了了解鉆樁施工時對原有土釘墻和宿舍樓以及辦公樓造成影響情況，施工期間，對它
們進(jìn)行監(jiān)測，開始施工時每天一次，施工中段時每星期一次，最后每月一次。每天到宿舍樓
里面觀測是否有新的裂縫產(chǎn)生，舊有裂縫是否有擴(kuò)展。從紀(jì)錄的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，原有的土釘墻向
外新增位移不到lOmm，宿舍樓和辦公樓沒有發(fā)生位移。由此得知鉆樁施工時沒有給附近的建
筑物造成影響。
4．加固后的效果
工程在2005年底全部完成，新?lián)跬翂υ诮?jīng)歷了一年干、濕兩季的風(fēng)雨洗禮，包括臺風(fēng)暴
雨的吹襲，擋土墻未發(fā)生新的位移。墻頂?shù)乃奚針呛蛪δ_的辦公樓也在工程竣工的同時重新
投入使用，至今未出現(xiàn)新的裂縫，沉降和傾斜均在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，本次邊坡支護(hù)加固取
得很好的效果。
5．結(jié)束語
在已塌方的邊坡上進(jìn)行邊坡支護(hù)加固，想要對其土體和臨近建筑物產(chǎn)生較少的影響，用
擋土排樁來加固是一個不錯的選擇，而且可以得到比較理想的效果。
參考文獻(xiàn)
[1]中國建筑科學(xué)研究院主編．建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ 120－99)．北京：中國建筑
工業(yè)出版社，1996
[2]中國建筑科學(xué)研究院主編．建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94－94)．北京：中國建筑工業(yè)出
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