紧邻地铁隧道超长深层搅拌桩加固试验

1、紧邻地铁隧道超长深层搅拌桩加固试验摘要:介绍了紧邻地铁隧道的超长深层搅拌桩施工试验实例,通过试验,找出了该地基条件下对地铁隧道影响最小的施工参数,如水灰比、桩的下沉速度和提升速度等,从而总结出一套适用且有效的施工方法供同行参考。关键词:地铁隧道;超长深层搅拌桩;施工试验介绍紧邻地铁隧道进展超长深层搅拌桩施工试验的实例,通过施工过程及试验数据分析,找出了一组对地铁隧道影响最小的施工参数,总结出一套适用有效的施工方法。1工程概况上海金昌摩尔大厦工程位于西藏中路以西、长沙路以东、凤阳路以北、牯岭路以南。主楼地上37层,裙房59层,地下13层。该工程场地红线内有地铁一号线,红线外东侧西藏中路下有8线地

2、铁隧道穿过。为了充分利用地下空间,在地铁一号线上行线隧道东6.50处设置了一道中隔墙。本工程基坑以此为界,以东为深坑,地下3层,基坑开挖深度14.10;以西为浅坑,地下1层,基坑开挖深度4.90,其下有地铁一号线通过。地铁一号线区间运营隧道顶埋深约8.45,基坑开挖底面间隔 隧道顶约有3.55。基坑形状及位置见图1。2超长深层搅拌桩的设计根据设计要求,在深坑构造到达0.00以后,方可开场浅坑土体开挖和地下构造施工。因此,浅坑和深坑分别采取了不同的围护构造设计,深坑和浅坑分隔部位采用32深地下连续墙围护,浅坑那么采用S工法桩围护。地铁一号线区间隧道的底部埋深约为14.65,深、浅坑分隔位置地下连

3、续墙与地铁一号线上行线平面相距6.50,地下连续墙施工深度超过隧道底部埋深达17之多。详见图2。为了防止地下连续墙施工过程中因槽壁坍塌造成土体位移,影响地铁一号线的正常运行,地下连续墙两侧采用S深层搅拌桩加固土体,待S深层搅拌桩加固体的强度到达设计要求后,开场地下连续墙施工,以减少施工中突发事故对地铁隧道的影响。S深层搅拌桩设计参数为:桩径为850,采用32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比1.2,水泥掺量20%(即每立方米搅拌土的水泥掺量为360kg),桩长31,采用搭接施工,二次搅拌工艺,喷浆搅拌时钻头的提升速度(或下沉)不得大于0.50/in,钻头每转一周的提升(或下沉)速度为1015。S深层

4、搅拌桩28d抗压强度不小于1.5Pa。3超长深层搅拌桩试验施工3.1试验目的在深、浅坑分隔地下连续墙的两侧,采用S深层搅拌桩先行加固土体,待其强度到达设计要求后进展地下连续墙施工,为了确保超长深层搅拌桩施工的万无一失,根据地铁监护部门的要求,在远离地铁隧道50以外的地方,按照设计要求,布置了六组S工法桩进展试验性施工,经试验理解S深层搅拌桩(850、三轴)施工过程中土体位移的大小,再选择合理的施工参数,将S深层搅拌桩施工对地铁隧道的影响控制在允许范围内。3.2试验施工参数在距地铁一号线50左右处,布置一排S深层搅拌试验桩,计6幅(Z1Z6),每幅桩之间搭接25,桩位布置见图3所示。桩长及水泥掺

5、入量,采用设计参数;水灰比和提升(下沉)速度,分别按照三个级别和两个级别施工,即水灰比分别为1.5、1.2、1.0,提升(下沉)速度分别为0.25/in和0.5/in。在试验施工中,每幅试验桩的实际施工参数,如表1。3.3施工顺序试验按照“间隔跳打,逐渐加密的原那么,施工顺序为:Z1Z6Z2Z5Z3Z4,每一幅桩施工完成后,中间间隔24h再施工另一幅桩以便于测试土体回弹情况,桩位详见图3。转贴于论文联盟.ll.3.4施工过程观测1)Z1桩施工时,在017之间下沉速度为0.5/in,17以下下沉速度减慢,最低下沉速度仅为0.2/in。在下沉到2531之间时,由于电流超过限值而出现5次跳闸,提升时

6、钻杆不能逆转上升。2)Z1桩施工完成后,针对施工中出现的情况,决定在不同的深度采用不同的提升和下沉速度,Z6、Z2、Z5施工比拟顺利,详细参数如上所述。论文联盟.LL.编辑。3)Z3桩施工时,采用水灰比为1.0,在不同的深度采用不同的提升和下沉速度。当下沉到15处时,桩机就因阻力过大,造成电流过大而跳闸,无法正常施工,后将水灰比调整为1.2,施工才得以顺利进展。4)5幅S深层搅拌桩施工完成后发现,按照水灰比1.2施工,与设备的才能较匹配,因此,Z4施工参数仍采用1.2水灰比。3.5土体变形测试3.5.1测斜管布置本次试验施工,方案在间隔 S深层搅拌桩中心线3、4.5,分别设置一条平行于S深层搅

7、拌桩中心线的测控线,每一条测控线上安设5根测斜管,共计10根;测斜管每2根一组,分别位于垂直于S深层搅拌桩中心线方向上的5条测控线上,测控线间距为2.5。详见图3。3.5.2测斜管埋设测斜管外径70,管内有十字滑槽(用于下放测斜仪探头滑轮),其中有一对滑槽与S深层搅拌桩中心线垂直。测斜管采用钻孔方式埋设,其中4根测斜管深度为45,其余为30。详见图3。3.5.3测试方案土体变形测试采用滑动式测斜仪。(1)当测斜管下沉到11时,设备暂时停顿下沉,为防止埋钻而原位旋转供气不压浆,测控人员立即进展第1次全孔测斜;(2)下沉到31时,设备暂不提升,为防止埋钻而原位旋转供气不压浆,测控人员立即进展第2次

8、全孔测斜;(3)提升到地表时测控人员立即进展第3次全孔测斜;(4)施工完成24h以后,测控人员进展第4次全孔测斜。3.6测试结果分析1)根据土体变形曲线图4,搅拌桩施工引起工后土体变形的大小依次为:Z1、Z6Z3、Z4;Z4Z3的情况。分析后认为Z1和Z6之间间隔四幅桩,最先施工,土体变形的互相叠加效应较小;Z3和Z4相邻且最后施工,施工时,土体变形不仅互相叠加,而且在Z3和Z4施工前,受已施工的桩的影响,土体已经积累了一定的变形量。2)根据设计要求,每一幅桩的水泥掺入总量一样,假如水灰比不同,注入的水泥浆液的总量也不同,单位桩长注入的浆液越多,对土体的挤压作用就越大。按照设计的水泥掺入量指标

9、,经计算,水灰比1.2与1.5,浆液总量相差约17%,而施工过程土体置换率却相差无几。由图4可以看出,因为注入浆液的体积不同,Z1工后土体变形总体要小于Z6工后土体变形。3)每一幅S深层搅拌桩施工,在下沉到11、31及提升到地表时,根据对最接近的测斜管的测试结果,土体变形不断叠加,最大变形的位置没有根本改变,见图5。4)工后24h,测控人员再一次进展全孔测斜,测试结果显示土体变形开场缓慢回弹,施工完毕后土体变形不会继续增加,见图5。5)工后土体变形随着间隔 的增大而减校如图6,在Z3、Z4号桩所对应的垂直于S深层搅拌桩中心线的同一条测控线上,前排测斜管3、5的测试数据要大于后排测斜管4、6的测

10、试数据。4结语在本次施工试验实例中我们有以下四点体会:1)从测试数据可以看出,土体加固对地铁隧道的影响主要表现为造成隧道的隆起。由于施工破坏了土体构造,水泥浆的密度一般小于原状土的密度,从而造成下方土体产生部分卸载。地铁隧道为密封状态,在土压力、水的浮力及隧道自身的重力共同作用下,保持着平衡。而深层搅拌桩加固施工打破了原有的平衡,造成下覆土体和隧道的应力进展重新分布,从而造成地铁隧道的不同程度的隆起。2)施工时注入的水泥浆的体积大于施工所置换出土的体积时,会产生压密注浆的挤密效应,引起土体变形,造成地铁隧道的隆起。因此,要选择较小的水灰比,尽可能减少浆液注入量,但过小的水灰比又会造成粘滞力增大,既增加施工的难度,又降低了土体的置换率,间接增加了浆液注入量,同样不可龋3)施工时间隔跳打,土体变形的互相叠加效应不明显;随着施工间距的逐渐减小,土体变形的互相叠加效应就逐渐