在基坑開(kāi)挖施工中,土體加固技術(shù)常用于加固被動(dòng)土壓力區(qū)。土體加固有利于控制基坑變形、滲漏水、坑底回彈、沉降及其他環(huán)境效應(yīng)等。主要方法有[1]:坑內(nèi)降水、水泥攪拌樁、高壓旋噴、壓力注漿、人工挖孔樁、化學(xué)加固法,因水泥攪拌法較經(jīng)濟(jì)且加固質(zhì)量易于控制,所以,較為常用。其原理均是通過(guò)不同的手段提高土體的物理力學(xué)指標(biāo)。在一些特殊的基坑工程中,綜合應(yīng)用多種土體加固技術(shù),有利于基坑的開(kāi)挖與周邊的環(huán)境安全。
1、工程概況
南京火車站站前廣場(chǎng)地下停車場(chǎng)西出口基坑騎跨地鐵1號(hào)線盾構(gòu)雙線隧道,基坑底距盾構(gòu)管片頂最小距離為1.67ｍ,騎跨盾構(gòu)隧道段長(zhǎng)度約76.5ｍ。在騎跨盾構(gòu)隧道處基坑圍護(hù)采用1200@1150的挖孔咬合樁,樁長(zhǎng)8.2ｍ～16.0ｍ,坑內(nèi)盾構(gòu)隧道外側(cè)3ｍ處設(shè)四排800鉆孔抗拔樁(每排5根),以加固盾構(gòu)隧道四周土體及防其上浮。挖孔咬合樁外側(cè)采用800@500的二重管高壓旋噴樁作止水帷幕(樁長(zhǎng)16ｍ),總長(zhǎng)39.5ｍ?？觾?nèi)采用二重管旋噴滿布加固,加固區(qū)(距ｄ1軸)長(zhǎng)36.4ｍ,在盾構(gòu)隧道外加固深度在開(kāi)挖面以下8.95ｍ,盾構(gòu)隧道處逐根縮短,其基坑開(kāi)挖面以下的水泥摻量由現(xiàn)場(chǎng)試噴確定,開(kāi)挖面以上的旋噴水泥摻量減半。基坑支撐采用609×11ｍｍ鋼支撐,間距為4.8ｍ,設(shè)上下兩道鋼支撐。基坑降水采用管井與輕型井點(diǎn)降水,且盾構(gòu)隧道兩側(cè)對(duì)稱降水,地下水位降至標(biāo)高3.0ｍ。
地鐵盾構(gòu)的保護(hù)要求很高,主要是對(duì)隧道位移、錯(cuò)臺(tái)、環(huán)縱縫張開(kāi)量等的要求較嚴(yán)。如果這些情況一旦發(fā)生且超過(guò)允許量,可能導(dǎo)致隧道滲漏、管片破壞等情況的發(fā)生,甚至導(dǎo)致隧道外部泥砂從管片間縫隙流入隧道造成更為嚴(yán)重的后果。為此,隧道設(shè)計(jì)院與地鐵指揮部提出盾構(gòu)隧道的保護(hù)要求:盾構(gòu)隧道絕對(duì)最大沉降不超過(guò)15ｍｍ,最大隆起變形不超過(guò)10ｍｍ,變形曲率半徑必須大于15ｋｍ,相對(duì)變形必須小于1/2500,施工產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)盾構(gòu)隧道引起的峰值速度不大于2.5ｃｍ/ｓ。綜合考慮這些因素,主要采取了以下加固措施。
2、盾構(gòu)隧道頂壓密注漿
2.1 施工組織
盾構(gòu)隧道管片與旋噴樁及挖孔咬合樁樁底間隙采用壓密注漿進(jìn)行封堵,漿液采用水泥與水玻璃液漿,采用32鍍鋅鋼管為注漿管。注漿參數(shù):水泥水灰比ｗ∶ｃ=1.33～1.5∶1,水玻璃濃度35be′,緩凝劑1.5%,水泥∶水玻璃=1∶1(體積比),注漿壓力0.6ｍｐａ～1.0mpa,注漿孔間距50cm,以梅花形布置。
為保證盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全,注漿孔底標(biāo)高控制在距盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)外側(cè)15ｃｍ處,進(jìn)場(chǎng)兩臺(tái)注漿機(jī),每條隧道共分兩次對(duì)稱注漿。
2.2 注意事項(xiàng)
1)施工時(shí)必須嚴(yán)格按對(duì)稱施工,并加強(qiáng)隧道內(nèi)監(jiān)測(cè)控制。
2)注漿過(guò)程中密切注視注漿壓力,防止爆管傷人。
3)當(dāng)注漿壓力突然升高時(shí),要立即暫停注漿,查明原因后再繼續(xù)施工。
4)施工中派技術(shù)人員全過(guò)程跟蹤旁站,并記錄注漿孔的位置、漿液配合比、注漿壓力、每孔注漿量等。
5)嚴(yán)格控制注漿持荷時(shí)間,以3min為宜,不得太長(zhǎng),以免造成隧道變形及位移。
3、基坑內(nèi)土體旋噴加固
3.1 施工組織
西出口騎跨地鐵盾構(gòu)段坑內(nèi)采用φ800@600二重管高壓旋噴樁滿樘加固,加固區(qū)長(zhǎng)度約36.4ｍ,共1055根。盾構(gòu)隧道附近土體加固深度從基坑底至距盾構(gòu)管片50cm范圍,盾構(gòu)隧道兩側(cè)土體加固樁深度在開(kāi)挖面以下8.95ｍ,高壓旋噴樁在加固面以上繼續(xù)注漿提升,水泥摻量減半。待止水帷幕施工結(jié)束后,4臺(tái)機(jī)械進(jìn)入基坑內(nèi)進(jìn)行滿樘加固。為確保地鐵盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)安全,坑內(nèi)加固遵循“分步、對(duì)稱、跳幅、慢速”原則。
3.2 注意事項(xiàng)
1)施工前根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算出整個(gè)過(guò)地鐵段的旋噴樁根數(shù)且畫(huà)出其樁位圖,用竹簽或短鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)注出各樁的樁位。
2)盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)的旋噴樁施工時(shí),機(jī)械要對(duì)稱布設(shè),同時(shí)施工,以保證盾構(gòu)隧道兩端壓力均衡。
3)嚴(yán)格控制其施工參數(shù),在盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)漿壓控制不得大于20mpa,氣壓控制在0.7mpa,旋噴提速在盾構(gòu)隧道范圍(距盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)2.4ｍ范圍內(nèi))開(kāi)挖面以下為10cm/min,開(kāi)挖面以上為20cm/min;其他部位提速開(kāi)挖面以下為15cm/min,開(kāi)挖面以上為30cm/min。水泥摻量由現(xiàn)場(chǎng)試噴確定。