談可回收旋噴攪拌加勁樁及應(yīng)用

陳 宇 航

(上海強(qiáng)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(qiáng)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(duì)加勁樁的極限承載力進(jìn)行了分析計(jì)算，并結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)該樁的承載力作了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，指出實(shí)測(cè)的承載力滿足基坑變形控制要求，具有良好的支護(hù)效果。

可回收旋噴攪拌加勁樁，承載力，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，支護(hù)

0 引言

在我國經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)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(hù)方式不斷創(chuàng)新，尤為旋噴攪拌加勁樁技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱“加勁樁”)最為突出，劉全林[1]、陳先軍[2]等學(xué)者已率先對(duì)加勁樁的作用機(jī)理及設(shè)計(jì)方式進(jìn)行了深入研究，促進(jìn)該技術(shù)的理論完善以及廣泛應(yīng)用。

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)度加快，土地資源有限，為盡最大程度地利用地下空間，對(duì)樁錨式基坑支護(hù)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(duì)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(jì)專門的錨固件[1]，成功地達(dá)到上述要求。對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)理論的進(jìn)一步研究并完善，結(jié)合多例現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)可回收加勁樁的設(shè)計(jì)應(yīng)用提供指導(dǎo)，已成功運(yùn)用在多項(xiàng)工程實(shí)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(qiáng)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(dá)到300 mm～600 mm，其與土體的接觸面積、側(cè)摩阻力遠(yuǎn)大于普通錨桿。

可回收加勁樁在原加勁樁的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，劉全林學(xué)者通過對(duì)螺旋式、拉脫式、折疊式及U形錨固件計(jì)算試驗(yàn)對(duì)比[1]，在現(xiàn)有條件下，可分解U形錨固件可同時(shí)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(zhǎng)為無粘結(jié)結(jié)構(gòu)。待支護(hù)工程結(jié)束后，打開錨具，使用牽引機(jī)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(shí)體見圖1。

2 極限承載力計(jì)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(jì)算方法，可回收加勁樁的極限抗拔承載力驗(yàn)算分為：錨固件極限承載力驗(yàn)算和鋼絞線錨固極限承載力驗(yàn)算兩部分。對(duì)于加勁樁的極限承載力驗(yàn)算，可根據(jù)U形錨固件的規(guī)格尺寸和鋼絞線強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算模型見圖2。

2.1 U形柱狀增強(qiáng)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(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(取無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的1/3～1/10)；lf為錨固件長(zhǎng)度。

2.2 鋼絞線抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

Npk=fpkAp

(2)

其中，fpk為鋼絞線抗拉強(qiáng)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(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)項(xiàng)目為無錫錫山區(qū)某住宅項(xiàng)目，擬建場(chǎng)地位于無錫市錫山區(qū)，基坑北側(cè)、西側(cè)、東側(cè)場(chǎng)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(hù)，南側(cè)對(duì)基坑變形控制要求較嚴(yán)，環(huán)境保護(hù)要求等級(jí)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(jí)、周邊環(huán)境保護(hù)等級(jí)均為二級(jí)。土層物理力學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 場(chǎng)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(hù)形式，典型支護(hù)剖面圖見圖3。

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

試驗(yàn)用樁為在第一道可回收加勁樁，在基坑開挖至該標(biāo)高時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。圖4為加勁樁承載力檢測(cè)實(shí)景。

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

在養(yǎng)護(hù)14 d后，按相關(guān)規(guī)范規(guī)程對(duì)試驗(yàn)加勁樁進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，實(shí)測(cè)承載力結(jié)果見表2。

表2 可回收加勁樁承載力實(shí)測(cè)表

通過對(duì)比可知，本項(xiàng)目可回收加勁樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算就結(jié)果均較實(shí)測(cè)的抗拔終極荷載略小2中的計(jì)算理論基本與工程實(shí)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(qiáng)塑膠材料制成，通過設(shè)計(jì)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(jì)算理論與工程實(shí)踐相符，實(shí)測(cè)的承載力可滿足基坑變形控制要求，具有良好的支護(hù)效果。

[1] 劉全林.可回收旋噴攪拌加勁樁錨固件設(shè)計(jì)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(jì)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(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)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