某黃土深基坑周邊既有橋基袖閥管注漿加固效果評價

林 源

(中冶華天工程技術(shù)有限公司，江蘇 南京 210019)

1 工程概況

某深基坑保護(hù)等級為特級，基坑采用鉆孔灌注樁配合內(nèi)部鋼支撐的圍護(hù)形式，鉆孔灌注樁樁間通過填入水泥攪拌樁形成止水帷幕，然后施工中采用坑內(nèi)降水的降水方式。

某立交橋位于該基坑周邊，立交橋橋樁采用了混凝土灌注樁的樁基形式，樁基類型為摩擦樁，該樁基距離該基坑較近，橋上車流密集，荷載較大，基坑的開挖導(dǎo)致橋樁周邊土體卸載，會導(dǎo)致橋樁偏移，對立交橋乃至基坑的安全都會產(chǎn)生重大影響。為解決上述問題，項(xiàng)目上經(jīng)過多方論證，選用袖閥管注漿對該橋樁進(jìn)行地基加固處理。以下將從兩個方面對注漿加固后的效果進(jìn)行評價。

2 注漿加固前后圍護(hù)結(jié)構(gòu)及橋樁水平位移分析

土體加固結(jié)束以后，為了取得今后數(shù)值計(jì)算需要用到的相關(guān)參數(shù)，施工方對加固土體區(qū)進(jìn)行了直剪試驗(yàn)。取得了加固土的相關(guān)物理參數(shù)，如表1所示。

表1 材料物理力學(xué)參數(shù)表

考慮圣維南原理，計(jì)算模型地層深度取兩倍的基坑開挖深度，基坑外地表的影響范圍取兩倍的基坑寬度，建模時僅考慮部分基坑模型。模型中灌注樁按照等剛度原理等效為地下連續(xù)墻，土體單元采用摩爾—庫侖屈服準(zhǔn)則，鋼支撐采用梁單元模擬，并考慮樁土摩擦。計(jì)算基坑及橋樁的平面位置見圖1，基坑與橋樁的局部有限元模型見圖2。

根據(jù)整個基坑開挖的工況，利用有限元對基坑開挖的關(guān)鍵過程進(jìn)行了模擬。僅計(jì)算關(guān)鍵工序完成后土體與支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形情況，按照如下8個工況進(jìn)行計(jì)算：考慮立交橋樁基的初始地應(yīng)力模擬，地下連續(xù)墻施工，第一層土體開挖，第二層土體開挖并設(shè)置第一道鋼支撐，第三層土體開挖并設(shè)置第二道鋼支撐，第四層土體開挖并設(shè)置第三道鋼支撐，第五層土體開挖并設(shè)置第四道鋼支撐，第六層土體開挖并設(shè)置第五道鋼支撐。工況8情況下加固前后樁1的水平位移的對比曲線見圖3。

從圖3中可以看出，經(jīng)袖閥管注漿加固以后，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及立交橋樁基的水平位移在一定程度上都減小了，在橋樁1測點(diǎn)水平位移中，工況8時，加固前最大水平位移為14.9 mm，加固后最大水平位移減小到11.3 mm；同時，在基坑邊支護(hù)結(jié)構(gòu)測點(diǎn)1水平位移中，也呈現(xiàn)出類似的規(guī)律。這些都體現(xiàn)出了袖閥管注漿帶來的效果，減小水平位移，提高基坑穩(wěn)定性。

3 橋樁沉降評價

同時在深基坑開挖過程中，施工方還組織對立交橋樁及其附近地面的沉降觀測，在基坑開挖的全過程中，我們就距離較近的測點(diǎn)的沉降值進(jìn)行了整理統(tǒng)計(jì)，得出了如下的沉降曲線圖(見圖4)，由圖4中可以看出，由基坑開挖至車站底板澆筑完成的四個月內(nèi)，橋樁沉降基本保持穩(wěn)定，沉降值一直都在規(guī)范容許的范圍內(nèi)，橋樁的沉降在前30天呈明顯下降趨勢，結(jié)合現(xiàn)場原因，主要是由于該處在施工前期進(jìn)行了城市管線改遷，橋樁承臺及樁基礎(chǔ)周圍部分土體被挖走，減小了樁基的群樁及承臺效應(yīng)，從而使橋樁呈現(xiàn)快速下降趨勢，在而后施工的30 d～120 d的過程中，橋樁沉降曲線下降趨勢逐漸變緩，該階段沉降主要由于基坑開挖，樁側(cè)土被挖走，影響了樁的側(cè)摩阻力。通過與其他橋樁的實(shí)測對比，在經(jīng)歷過袖閥管注漿加固以后橋樁的沉降值明顯小于基坑外側(cè)其他未經(jīng)過地基加固處。在整個基坑開挖至施工一層底板的過程中，橋樁最大沉降7.3 mm，滿足了橋墩累加沉降不得超過10 mm，累加隆起不得超過8 mm的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，注漿加固效果明顯。

4 結(jié)語

從數(shù)值計(jì)算來看，經(jīng)過袖閥管注漿加固以后，基坑周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)及橋樁的水平變形明顯減小，橋樁下土層得到了擠密，橋樁與土體之間的接觸摩擦力增大，從而有效的控制了橋樁的變形，減小了橋樁上由于基坑開挖產(chǎn)生的不平衡水平力，提高了橋樁的承載能力和基坑的穩(wěn)定性。從基坑周邊實(shí)測橋樁沉降來看，袖閥管注漿加固有效地控制了橋墩和周圍地面的沉降，保證了深基坑周邊過往車輛及行人的正常通行，同時也降低了深基坑工程帶來的風(fēng)險。兩方面評價都達(dá)到了注漿加固的效果。建議今后工程有類似的加固要求優(yōu)先選用閥管注漿技術(shù)對地層進(jìn)行加固。

[1] 王 翠,閆澍旺,張啟斌.深基坑開挖對鄰近橋樁的影響機(jī)制及控制措施研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2010,29(S1):2994-3000.

[2] 張 東,薛洪松,路 剛.袖閥管注漿在隧道穿越樓房施工中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù),2009,40(11):999-1001.

[3] 李敏健.廣州新電視塔袖閥管雙液注漿砂層地基加固技術(shù)[J].施工技術(shù),2009,38(5):11-12.