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加筋旋喷桩在基坑支护中的应用研究

2019-10-21朱兰英

科学导报·科学工程与电力 2019年27期
关键词:基坑支护应用策略

朱兰英

【摘  要】伴随着当今我国建筑产业的大力发展,锚固式施工技术现已变成了岩土施工技术中的一个重要成分。针对岩土结构层而采取的锚固式岩土施工技术是指借助于某些自身具备较大硬度的锚固结构体及加筋结构体来强化其邻近区域松软散碎态岩土层之结构硬度的一种新型工程技术,并且显著增强软松岩土层的自身稳固能力,直至迫使软松式岩土边坡变成非常稳固而坚韧的状态。和以往所用的内强化支护工艺作比较,岩土式锚固施工工艺现已成为处治大型基坑侧壁稳固与坚韧问题中最快捷、最稳妥的手段之一。本文结合实例就加筋旋喷桩技术在基坑支护中的应用及效果展开研究,旨在推进此项工程操作的高效开展,即达到相互交流共同提高的目的。

【关键词】旋喷搅拌;加筋桩;基坑支护;应用策略

引言

此处所言的旋喷搅拌式加筋桩是属于一种应用于基坑人工支护的新兴技术,其同时运用高压旋喷和搅拌的协同作用,促使混凝土浆液和岩土混合更为均匀,桩体直径和自身强度显著提升,由此加大了软松岩土层的稳固性能,其是以往单纯利用锚杆及土钉等支护方式所不能企及的。和普通型的锚杆支护、土钉支护以及内强化支护工艺做比照,旋喷搅拌式加筋桩技术以其高超的支护功效、简洁的施工程序能够给后续施工创建起有利的施工环境。然而到现在针对于此款新式支护形态中加筋体内的应力分布状况还未完全确定,并且在具体支护结构的设计过程中,针对其旋喷搅拌式加筋桩所负有的抗拔能力是选取粘结力依着锚固段总长的均匀布设来具体展开设计的,和其所遵循的操作机理存在着较大的差距,依托延长其锚固段的长向尺寸来达到提升其本身抗拔能力的目的,疏忽于临界长度的要求,由此即减弱了基坑支护结构的坚韧稳固性,且加大了工程施工成本。

1、旋喷搅拌式加筋桩支护工艺概述

所言旋喷搅拌式加筋桩支护工艺,其是指一种在兼具混凝土搅拌桩和高压式旋喷桩两者分别的技术特点的条件下,实施人工基坑预备性支护的设计思维,在不断总结基坑施工经验后所获取到的。此项技术巧妙性地运用搅拌设备和高压喷射装备之间的紧密配合,把混凝土拌和桩与压力式旋喷桩整体地配置到一起,展现出了两类技术中的各自性特点,促使混凝土浆体和土体之间的混合状态更为均匀,混凝土桩体自身的结构强度也有了显著的提升,此项技术可应用于各类岩土层的基坑施工,特别是其完美地解决好了较为繁杂性岩土层的深基坑施工问题。

此种旋喷搅拌式加筋桩是依托旋喷装置依照某一角度在岩土层中构置成孔,在置孔的过程中,利用压力式旋喷装置往岩土层内部喷入某种特定掺合比例的混凝土浆液,且使用搅拌设备的钻头进行反复搅拌以构建出所需的桩体,并且借助于钻孔设备把加筋结构体(钢绞线)引入桩体内部,等桩体结构材料转化到原定强度指标后即对加筋体实施张拉过程以赋予其充分的预应力,进而构成此款预备性支护机构——旋喷搅拌式加力桩结构。其拥有如下几项特点:

(1)在进行旋喷搅拌式加筋桩的构置过程中,其施工所占的场地面积不大,而且适合于各类地形及地貌:

(2)和内强化支护结构做比照,旋喷搅拌式加筋桩的支护模式,其一方面能够大大减小基坑侧壁结构施工的成本,可节约掉30%上下的施工成本,另外一方面采用此基坑支护方案还可让基坑空间变得很空旷,从而优化施工操作环境,压减工期三成有余。

(3)将此种旋喷搅拌式加筋桩模式运用到软松土大基坑支护施工中可取得满意的成效,其是过去的锚杆支护模式、土钉形支护模式所不能实现的,而且此款支护模式亦圆满克服了土钉与锚杆支护过程在松软土层实施时所碰到的管涌、收径及岐流等多类状态下的施工困难。

2、旋喷搅拌式加筋桩的组成结构

该旋喷搅拌式加筋桩作为当今一款新兴起的大基坑人工预备性支护工艺,其在现实基坑工程中的大量运用,已彰显出其在锚固强度、施工速度等方面所特有的优点,其结构中重点包括桩头、自由区间、加筋本体以及锚固本体四个部分。

旋喷搅拌式加固桩的本体结构见图1所示。

(1)桩头

桩头亦称为紧固头,其是挡土机构和旋喷搅拌式加劲桩外锚支撑架上的锁紧部件,亦是付出预应力的张拉器件,其总体是由压顶梁、腰部梁、外引钢绞线、承重式钢枕板、锚固器具以及夹片所组成。其所起的基本作用重点是把挡土机构所承受的外部压力借助于钢绞线(或钢绞索)来完整地传送到锚固体。

(2)自由区间

自由区间是属于旋喷搅拌加固桩的传力功能段,是穿越被固化岩土层的区段,其下部是属于锚固段,上部做为紧固用的端头。自由区间内的钢绞索周边不做喷浆处理或是在将其用塑料套管套入后再进行喷浆处理,其实属于无粘结的区段,钢绞索能够做自由的伸缩过程,把紧固端头所施加给的预应力传送到锚固区段,且把锚固区段的反向力传送回紧固用的端头。

(3)加筋本体

该旋喷搅拌式加固桩中的加筋本体是属于柔性的加筋体结构,通常都是利用抗拉性能较强的钢材料制作而成,比如常见的钢绞线、钢绞索部件等,其处于旋喷搅拌式加固桩的轴心线上,它的作用是把紧固头给出的预应力完整地传送到锚固区段,且提升桩体本身的刚性,避免其混凝土锚固体由于受到拉力的作用而发生开裂的情况。

(4)锚固结构体

锚固结构体是属于旋喷搅拌加固桩延伸到滑动接触面之下稳固岩土层内的桩体混凝土芯柱,其和加筋结构体之间密切接触且和周围的岩土层彼此嵌固,把来自于加筋体的应力,借助于桩旁岩土层中的摩擦阻力和扩展体端头的阻力传送至稳固态的岩土结构体,让稳固态的岩土层做为承但预应力的支撑体。

3、RIIPA-RJM基坑支护模式

RIIPA-RJM它是属于一款融经济品质、安全品质于一身的新式支护形态,是属于旋喷搅拌式加固桩锚支护构架。RIIPA-RJM基坑支护模式,能够明显提升各段锚索的负荷能力,防止由于锚索复合功能预计过高而给本地环境带来影响;施工环节中,在软土质层锚固支护预置孔内插入钢绞索,尔后利用压力注浆方式顺着锚索穿眼方向构建出斜式旋喷搅拌的加筋桩。

4、工程案例

一高速路软土大基坑项目,为达到现场环境保护的需要,选用RIIPA-RJM基坑支护模式,结合现场地质参数及其岩土层技术指标,拟建支护形态剖面图,见图2所示。

在施工现场选取典型剖面,对图2中MS-1和MS-2两道锚索进行破坏性试验,同时结合上述提出的力学简化模型计算公式進行计算,可获取到相应的试验结果和公式。计算值见表1所示。

由表1内容能够看出:选取本文的简化力学模型和计算公式得到RIIPA-RJM极限抗拔力与现场 试验值误差只有4.65%和4.75%,进一步验证了计算公式的合理性。

结语

文章通过实施基坑支护中旋喷搅拌加筋斜桩RIIPA-RJM,可有效提高单孔锚索的承载能力和降低锚索设计长度,承载机理与普通预应力锚索存在较大差异,不能完全按照普通预应力锚索设计方法进行承载力计算。在淤泥质软土地层深基坑工程中对新型旋喷搅拌加劲桩锚固支护的应用中,由于旋喷搅拌加劲桩水泥土桩体强度较低,本结构只是在一定程度上提高了桩体的锚固效果。

参考文献:

[1]采用“旋喷桩”作保护施工的论证和技术措施[J].秦国成.华东电力.1989(12).

[2]论旋喷桩技术在桩基缺陷处理中的应用[J].张铁沩.中外建筑.2017(08).

[3]水平旋喷桩施工引起周围土体变形分析[J].王志丰,沈水龙,谢永利.岩土力学.2016(04).

[4]监测技术在水利工程基坑施工中的应用[J].陈卫奇.技术与市场.2017(04).

[5]涵闸工程基坑施工及防护措施[J].王明江.城市建设理论研究(电子版).2017(14).

(作者单位:宽城满族自治县住房和城乡建设局)

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