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1、基于钻孔灌注桩设计技术的深基坑支护结构研究关键词：钻孔灌注桩，深基坑支护 深基坑工程是当前很受人关注的岩土工程热点，也是技术复杂、综合性很强的难点。深基坑工程的费用在整个工程成本中占有很大的比例，因此，如何选择合适的支护型式以及合理的设计参数是深基坑工程的关键。钻孔灌注桩施工具有无噪声、无振动、无挤土的优点,对周围环境影响小。其作为基坑的围护结构刚度大、抗弯能力强、变形相对较小,支护的稳定性好。 工程概况 该站位于大兴中路和小坝东路相交的十字路口下,是地铁二号线和三号线的换乘站,两线车站成“丁”形换乘方案。三号线
2、主体工程和二号线同期施工。二号线车站主体结构基坑长度,标准段宽,基坑深度,呈东西走向。三号线部分主体结构基坑长度(含换乘节点),标准段基坑宽度,深,呈南北走向。 围护结构设计及施工 综合考虑以上情况,本站的基坑支护设计方案采用钻孔灌注桩加桩间高压旋喷桩。钻孔灌注桩作为结构的主要受力构件,二号线钻孔灌注桩直径1000mm,桩间距为1300mm,桩长21m三号线钻孔灌注桩直径采用1200mm,桩间距为1600mm,桩长30m。二号、三号线排桩布置大样图分别见图1,图2。钻孔桩应采用隔桩施工,在相邻桩混凝土达到70%的设计强
3、度后,方可成孔施工。免费论文参考网。采用FRD22D型旋挖钻机进行施工,主要的施工流程如下: 1)抄平放线,定桩位。桩位以线路中心为准,允许误差为:纵向±100mm,横向±50mm。2)埋设护筒。护筒埋深为2m。3)成孔。钻孔过程中必须保证孔径、孔壁稳定和沉淤等指标满足设计要求,垂直度允许偏差为1%。4)第一次清孔。测得孔深及淤泥深度,并进行清孔。5)下钢筋笼。清孔完毕后,立即下吊钢筋笼。钢筋笼要露出桩顶标高750mm,制作允许偏差:主筋间距±10mm,箍筋间距±20mm,钢筋笼直径±10mm,钢筋笼长度±50mm。6)第
4、二次清孔。清孔后须保证沉渣厚度不大于100mm,泥浆比重必须在/cm3~/cm3间,粘度在18s~20s之间,含砂率为4%~8%。7)灌注水下混凝土。灌注混凝土必须连续施工,注浆导管应埋入混凝土面2m~3m,严禁导管提出混凝土面。由于桩顶混凝土与泥浆混杂,质量受到影响,混凝土实际灌注量应比设计桩顶标高高出500mm。8)钻机移位。桩间设计采用双重管旋喷桩桩间止水,由于喷射直径和质量受土质组成复杂程度、浆液稠度、喷浆压力的大小及注浆管提升速度等影响,在充分考虑各种不利因素和机械设备可能的条件下,设计喷射直径为600mm。旋喷桩
5、的施工过程大致如下:1)桩架定位及保证垂直度。旋喷机桩架到达指定桩位,对中。施工时桩位偏差应小于5cm,桩的垂直度偏差不超过1%。2)喷水搅拌下沉。待旋喷机的冷却水循环正常后,启动旋喷机电动机,使旋喷机沿导向架喷水切土下沉,边喷水、边旋转,喷水压力为10MPa,旋转速度为15r/min。3)制备水泥浆。按设计要求,拌制配合比为水泥∶水=1∶1的水泥浆,水泥采用425号普通硅酸盐水泥,并在压浆前将水泥浆除渣后注入集料斗中。4)旋喷浆液提升。钻杆下沉到设计深度后,开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中,并且边喷浆、边旋转,同时严格按照设
6、计确定的提升速度提升喷头,设计高压喷浆压力为28MPa,旋转速度为15r/min,提升速度为15cm/min。5)移位。待喷嘴提升至设计加固深度的顶面标高后,桩架移至下一个桩位施工。 2．1 围护结构设计 2．1．1 围护结构选择 根据结构的特性、场地情况、周围环境、基坑深度、宽度、工期安排、工程地质和水文地质状况，对围护结构进行比较选择。对于含水的软黏土、流砂地层一般采用地下连续墙结构；对于水位不高，或允许大面积降水的黏性土层，可采用人工挖孔或钻孔灌注桩；对于水位较高，且不允许大面积降水的粘性砂土层，可采用钻孔桩+旋
7、喷桩的围护型式；对于自稳性较好的软岩地层或弱风化岩层，可以采用喷锚支护或土钉墙技术。为降低成本，设计时，可根据具体工况，选择一到两种围护结构。 2．1．2 荷载确定 围护结构的荷载一般有地面超压、水土压力。 1)地面超压一般按20kpa计，当基坑边沿有建筑物或特殊荷载(如塔吊基础等)时需按实际荷载计算。 2)水土压力:在施工阶段，黏性土层或坑内外均进行降水的砂性土层按水土合算，仅坑内降水的砂性土层按水土分算；在使用阶段，为永久结构的安全，不论砂性土层还是黏性土层，均宜按水土分算考虑。 2．1．3 围护结构计算方法
8、 1)弹塑性有限元法:将结构与地层作为一相互作用体，通过理论假定确定地层的本构关系及地层与结构界面的作用模式，按照施工过程逐步模拟地层与结构的作用机理，确定结构内力与变形的变化及周围土层的力学机理及变位。目前采用的计算模型主要有理想弹塑性模型、黏弹性模型、邓肯-张非线性模型等。通用的计算程
