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

(中冶華天工程技術有限公司，江蘇 南京 210019)

1 工程概況

某深基坑保護等級為特級，基坑采用鉆孔灌注樁配合內部鋼支撐的圍護形式，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，基坑的開挖導致橋樁周邊土體卸載，會導致橋樁偏移，對立交橋乃至基坑的安全都會產生重大影響。為解決上述問題，項目上經過多方論證，選用袖閥管注漿對該橋樁進行地基加固處理。以下將從兩個方面對注漿加固后的效果進行評價。

2 注漿加固前后圍護結構及橋樁水平位移分析

土體加固結束以后，為了取得今后數值計算需要用到的相關參數，施工方對加固土體區進行了直剪試驗。取得了加固土的相關物理參數，如表1所示。

表1 材料物理力學參數表

考慮圣維南原理，計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墻，土體單元采用摩爾—庫侖屈服準則，鋼支撐采用梁單元模擬，并考慮樁土摩擦。計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。

根據整個基坑開挖的工況，利用有限元對基坑開挖的關鍵過程進行了模擬。僅計算關鍵工序完成后土體與支護結構應力與變形情況，按照如下8個工況進行計算：考慮立交橋樁基的初始地應力模擬，地下連續墻施工，第一層土體開挖，第二層土體開挖并設置第一道鋼支撐，第三層土體開挖并設置第二道鋼支撐，第四層土體開挖并設置第三道鋼支撐，第五層土體開挖并設置第四道鋼支撐，第六層土體開挖并設置第五道鋼支撐。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，經袖閥管注漿加固以后，基坑支護結構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，在基坑邊支護結構測點1水平位移中，也呈現出類似的規律。這些都體現出了袖閥管注漿帶來的效果，減小水平位移，提高基坑穩定性。

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的沉降值進行了整理統計，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，橋樁沉降基本保持穩定，沉降值一直都在規范容許的范圍內，橋樁的沉降在前30天呈明顯下降趨勢，結合現場原因，主要是由于該處在施工前期進行了城市管線改遷，橋樁承臺及樁基礎周圍部分土體被挖走，減小了樁基的群樁及承臺效應，從而使橋樁呈現快速下降趨勢，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，樁側土被挖走，影響了樁的側摩阻力。通過與其他橋樁的實測對比，在經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其他未經過地基加固處。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的沉降控制標準，注漿加固效果明顯。

4 結語

從數值計算來看，經過袖閥管注漿加固以后，基坑周邊圍護結構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生的不平衡水平力，提高了橋樁的承載能力和基坑的穩定性。從基坑周邊實測橋樁沉降來看，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險。兩方面評價都達到了注漿加固的效果。建議今后工程有類似的加固要求優先選用閥管注漿技術對地層進行加固。

[1] 王 翠,閆澍旺,張啟斌.深基坑開挖對鄰近橋樁的影響機制及控制措施研究[J].巖石力學與工程學報,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用[J].建筑技術,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[J].施工技術,2009,38(5):11-12.