鎖腳樁在深基坑工程中的應(yīng)用

1、嵌巖鎖腳樁在深基坑工程中的應(yīng)用摘 要：結(jié)合車站深基坑實例中部分槽段地下連續(xù)墻入巖及巖面低于基坑底面的工程特點，從基坑 安全、成本、進度等方面考慮，連續(xù)墻上部使用液壓抓斗成槽機取土，下部使用沖擊鉆沖出若干圓形嵌 巖鎖腳樁，形成上墻下樁的特殊形式地下連續(xù)墻。通過對該工法的闡述和施工應(yīng)用，證明該項新的施工 方法安全有效，并取得了可觀的經(jīng)濟和社會效益。關(guān)鍵詞：嵌巖鎖腳樁；地下連續(xù)墻；深基坑；成槽機；沖孔鉆1引言國內(nèi)在解決深基坑地下連續(xù)墻入硬巖問題時，一部分采用雙輪銃銃槽入巖12，此種施工方法雖進度較快，但成本較高，另有一部分采用沖擊鉆沖擊入巖叫5，此種方法成本較低，但進度較慢；以上兩種方法在施工的具有

2、共同特征，即形成整體為立方體的地下連續(xù)墻形式。但在筆者看來，這些施工方法 并不適用于所有的入巖深基坑工程。實際中存在硬巖巖面低于基坑開挖面一定深度的情況，經(jīng)設(shè)計驗算，深基坑地下連續(xù)墻下部僅需連接幾根嵌巖鎖腳樁即可滿足深基坑的各項穩(wěn)定性要求，達到相對較好的效 果。本文即結(jié)合工程實例，詳細闡述嵌巖鎖腳樁在深基坑工程中的具體應(yīng)用方法。2工程概況2.1車站設(shè)計朝陽村地鐵站為杭州地鐵 2號線最后一個車站，車站主體結(jié)構(gòu)為地下二層島式站臺，矩形框架結(jié)構(gòu)，站臺寬度為12m，車站南北兩端設(shè)配線區(qū)。車站主體圍護采用800mm厚帶工字鋼接頭的地下連續(xù)墻 +內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)。圍護結(jié)構(gòu)上行線總長度為347.841m，下行線總

3、長度為 402.556m，標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)凈寬為19.3m,配線區(qū)內(nèi)凈寬19.6535.5m，基坑深度15.23917.904m。車站采用明挖順做法施工，基坑內(nèi)支撐共設(shè)五道，第一、三道支撐設(shè)計為鋼筋混凝土支撐，第二、四、五道設(shè)計為609, t=16mm鋼支撐，鋼支撐通過槽鋼聯(lián)系桿與鋼格構(gòu)柱連接。t=p.L盾 構(gòu) -井”島- - . -1L亍1BE r L p1盾構(gòu)井=圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻盾構(gòu)井圖1朝陽村站圍護結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻槽段劃分平面圖2.2工程及水文地質(zhì)概況根據(jù)車站詳勘地質(zhì)資料，地下連續(xù)墻設(shè)計深度范圍內(nèi)地層依次為雜填土、素填土、砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化灰?guī)r以及中風(fēng)化灰

4、巖?；油谏罘秶鷥?nèi)以淤泥質(zhì)粘土為主，部分基坑底位于淤泥質(zhì)粘土地層，部分基底位于砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土地層。本工程只有少部分連 續(xù)墻原設(shè)計進入中風(fēng)化灰?guī)r，平均入巖深度6.0m，基坑底高出該段中風(fēng)化巖面約6.5m。場地淺層地下水屬孔隙性潛水，主要賦存于表層填土。深厚的淤泥質(zhì)地層滲透系數(shù)小于1.5 >10-6,地下水被隔斷于地表淺層。3成槽施工方案3.1嵌巖鎖腳樁的設(shè)計和機械設(shè)備選型地下連續(xù)墻的入土深度是根據(jù)基坑深度并考慮了基坑抗隆起、抗滑移、抗傾覆及整體穩(wěn)定等確定的。本工程涉及入中風(fēng)化灰?guī)r的連續(xù)墻有6幅，此段基坑開挖深度為 15.61m ；原設(shè)計假設(shè)地下連續(xù)墻深度范圍全為土層，經(jīng)進行驗算后其深度

5、為28.1m;中風(fēng)化巖和土層界面深度為 22.03m，位于連續(xù)墻設(shè)計深度以上6.07m。最初擬定在入中風(fēng)化灰?guī)r幅段使用雙輪銃槽機，后綜合基坑安全、進度、成本等多方面考慮，并經(jīng) 專家和設(shè)計單位等各方分析，決定連續(xù)墻上部采用液壓抓斗成槽機抓土成槽，下部入巖部分采用沖擊鉆 沖孔成樁，形成上墻下樁的特殊結(jié)構(gòu)形式。本工程土層及全風(fēng)化巖層部分連續(xù)墻使用液壓抓斗成槽機成 槽，中風(fēng)化巖層采用圓形沖擊鉆沖擊成孔。3.2入巖段地下連續(xù)墻成槽方法3.2.1液壓抓斗成槽機施工在施工導(dǎo)墻和泥漿制備完成后，成槽機液壓抓斗垂直導(dǎo)墻中心線向下抓進，運用成槽機上自動測斜儀隨挖隨測，并用液壓糾偏裝置隨時糾偏。通常每單元槽段采用2

6、3抓組成，根據(jù)一般設(shè)計幅寬，成槽多采用三抓法”施工方法，即直線幅先兩邊后中間的施工原則，地下連續(xù)墻成槽過程見圖2所示。由于全風(fēng)化灰?guī)r層厚較小， 一般采用液壓抓斗成槽機完全可以將本層抓出，達到中風(fēng)化灰?guī)r層頂部。在成槽機完成其可操作深度后、沖擊巖層前，應(yīng)對連接幅或閉合幅進行刷壁。具體采用重量約3噸接頭刷進行接頭清刷，清刷過程中對刷頭采用清水清洗，確保接頭無夾泥。圖2嵌巖地下連續(xù)墻成槽示意圖3.2.2沖擊鉆入巖首先在導(dǎo)墻上標(biāo)記出三個設(shè)計鎖腳樁位，再采用沖擊鉆機沖擊圓孔，泵吸反循環(huán)出渣，沖擊鉆的施 工順序見圖3所示。2III- -Irt圖3嵌巖地下連續(xù)墻成槽示意圖進入中風(fēng)化灰?guī)r層時，巖面多為斜坡形式，

7、根據(jù)查閱勘察資料和觀察落錘情況，如發(fā)現(xiàn)落錘時不穩(wěn)定、搖晃，此時應(yīng)向孔內(nèi)拋填片石，填至基巖頂面上3040cm，然后再開始沖擊。沖擊過程中，要檢經(jīng)常查鉆頭直徑，如鉆頭磨損應(yīng)及時補焊，保證孔徑，防止發(fā)生卡錘。3.2.3清底待成槽機完成抓土后，即進行第一次清底工作；在鎖腳樁沖孔完成后，下鋼筋籠之前再進行第二次 清底，即用漿泵反循環(huán)吸取巖面及孔底沉渣；在灌注混凝土前，利用導(dǎo)管采取泵吸反循環(huán)進行三次清底 并不斷置換泥漿。3.2.4圓籠、方籠孔口準(zhǔn)確定位和立焊對接鋼筋籠的制作、安裝和下放要求精度均較高，是本工程施工的難點。根據(jù)整個連續(xù)墻的構(gòu)造：上部為槽段內(nèi)立方體，下接三個沖擊孔圓柱體。鋼筋籠形狀如圖4嵌巖地

8、下連續(xù)墻鋼筋籠制安示意圖所示。鋼筋籠制作時，方籠和圓籠采取分離加工。鋼筋籠下放前，用測繩反 復(fù)量測，準(zhǔn)確定出三個圓孔的實際位置，并在槽口導(dǎo)墻上做出位置標(biāo)記。根據(jù)沖擊孔的定位標(biāo)記，先將 三個圓籠下放至孔口，擱置于導(dǎo)墻上。起吊上部方籠至孔口與三個圓籠對接。由于加工的圓籠直徑小于 方籠厚度，可將圓籠插入方籠一定深度后進行焊接，以增加鋼筋籠整體抗彎折能力。確認鋼筋籠間焊接 牢固后，起吊下放鋼筋籠。在入槽特別是圓籠進入沖擊孔過程中，應(yīng)緩緩進行，準(zhǔn)確就位，不得猛落強 行下放。圖4嵌巖地下連續(xù)墻鋼筋籠制安示意圖在加工鋼筋籠時，每個圓籠上部、與連續(xù)墻方籠相接段設(shè)置兩根角鋼，以增強嵌巖鎖腳樁的抗折能 力。為監(jiān)測

9、基坑開挖過程中連續(xù)墻的受力情況，在圓籠和方籠的連接位置焊接應(yīng)變計，每幅連續(xù)墻安裝 三個。鋼筋籠下放過程中，應(yīng)梳理好監(jiān)測線路。3.2.5 多導(dǎo)管混凝土同步灌注地下連續(xù)墻灌注混凝土前，為提高孔底混凝土灌注質(zhì)量，對應(yīng)三個圓籠位置下放三套導(dǎo)管。三套導(dǎo) 管內(nèi)的混凝土灌注必須均勻進行，并及時量測三個孔位的混凝土液面高度，以防止先上升的圓孔內(nèi)浮渣 進入后灌起圓孔內(nèi)影響成樁質(zhì)量。灌注過程中，應(yīng)適當(dāng)提升導(dǎo)管，當(dāng)混凝土液面高出圓孔頂 2m 高度后， 可將中間的一套導(dǎo)管緩慢拔出。 利用剩余的兩套導(dǎo)管對稱下料， 直至完成整個地下連續(xù)墻的混凝土灌注。 4 基坑開挖及監(jiān)測在設(shè)置嵌巖鎖腳樁位置土方開挖前，連接好連續(xù)墻測斜、

10、墻頂位移、鋼筋籠應(yīng)變計和支撐軸力等監(jiān) 測感應(yīng)線路，監(jiān)測開挖過程中墻體位移等情況?；油练介_挖在充分考慮時間、空間效應(yīng)的前提下，遵循 “開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超 挖”的原則。隨挖隨撐，作好基坑排水，減少坑底暴露時間。根據(jù)土方開挖要求，橫斷面方向兩側(cè)對稱開 挖，豎向從上至下分層開挖，縱向分臺階流水作業(yè)。通過對基坑土方開挖過程該區(qū)域的監(jiān)測結(jié)果分析，位移和應(yīng)力變化均在允許范圍內(nèi)；其變化數(shù)據(jù)和 其他槽段開挖位置的變化數(shù)據(jù)進行比較，結(jié)果未現(xiàn)異常。5 結(jié)語嵌巖鎖腳樁的應(yīng)用不僅在設(shè)計上彌補了連續(xù)墻插入比不足的缺陷，使連續(xù)墻滿足圍護結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定 的需要；進度上，與入巖段整體成槽相比減少了工作量，縮短了工期；在成本上，與雙輪銑槽機成槽和 沖擊鉆全斷面整體沖擊成槽相比也得到了節(jié)約，經(jīng)濟效益比較明顯。此項新的施工方法適用于上土下巖 的二元地質(zhì)形式， 同時需滿足巖面在基坑底面以下的工程特點。 因此， 在具備類似的工程及地質(zhì)條件時， 嵌巖鎖腳樁技術(shù)為深基坑圍護結(jié)構(gòu)施工提供了新的參考方法。參考文獻 :1 徐偉,劉玉濤，呂鵬超深嵌巖地下連續(xù)墻承載能力的試驗研究J.建筑施工，2002,24(5):397400.2 鄭小敏，石春霞超大型嵌巖地下連續(xù)墻施工關(guān)鍵技術(shù)研究J.建筑施工,2008,30(7):54