地下连续墙槽壁中加固方案设计和效果研究

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1、地下连续墙槽壁中加固方案设计和效果研究　　摘要：地下连续墙槽壁坍塌困扰施工，高压旋喷桩可以对软弱地基进行加固。通过对上海市铜山街某项目的分析，说明高压旋喷桩可以对槽壁进行加固，加固效果良好。高压旋喷桩施工参数的选择和开挖时间的控制对于槽壁加固效果具有决定性的作用。关键词：槽壁加固阳角高压旋喷桩中图分类号：TU74文献标识码：A地下连续墙由于其抗渗性好、强度高、适宜城市施工等优点而得到了广泛应用，而槽孔的坍塌问题一直困扰着地下连续墙的施工和墙体质量的保证。上海地区工程地质条件较差，第四纪沉积土大面积覆盖，地下水位埋深浅，造

2、成了在该地区开挖的地下连续墙槽孔较高比例的坍塌。8为了保证施工的顺利进行和建成后墙体的质量，专业技术人员采用多项措施对槽壁进行保护。主要可分为两类：（1）改变外部因素，即增加泥浆重度，改善施工环境，减少机械扰动等；（2）改变土体性质，通过一定的软弱地基加固技术，将一定范围内的原土体进行加固，人为的增加其强度。以上两种方法都能提高槽壁的稳定性，后者的投入往往能够取得较好的加固效果。1工程概况1.1项目简介上海市铜山街旧改南块项目，南临浦东大道，东至民生路，西至桃林路中欧地块，北至昌邑路。本工程设置两层地下室，基坑挖深为10

3、.20—12.70m，地下连续墙部分共47幅槽段，墙厚分800mm与1000mm，高度从25.0m—46m，槽孔深度为25.6—46.6m。1.2工程地质条件工程场地位于长江三角洲入海口东南前缘，其地貌属于上海地区四大地貌单元中的滨海平原类型。场地地基土均属第四纪松软沉积物。为方便分析与计算，将土层性质均值化，等效土体重度取KN/m3，等效内聚力kPa，等效摩擦角。上海市地下水位埋深常年在0.5-1.5米之间。2槽孔坍塌情况在槽孔开挖期间，针对不同形状和厚度的槽段，出现了不同情况的坍塌。坍塌判断依据主要为：在开挖过程中，

4、上提抓斗需要较大拉力，在进行新的回次抓土时不能下放到底；在灌注水下混凝土阶段，充盈系数过大，这都表明槽壁土体已经坍落。以下是该地层坍塌的几个特点：8（1）坍塌现象普遍存在。在所有槽段中，在开挖过程47个不同形状的槽段，按照混凝土灌注充盈系数（以下简称充盈系数，确定方法为实际混凝土浇筑量除以理论量）大于102%来判定，有32个槽段出现了坍塌；22个槽段坍塌较严重，充盈系数超过了105%；6个槽段坍塌十分严重，超过了120%。（2）坍塌的深度大致在相同的埋深上。通过坍塌槽段的超声波检测图像分析可以发现，一般坍塌的位置处在2-

5、4米之间，另外在下部12到14米处也出现了局部垮塌。图1-1其中一矩形槽段的超声波检测图（3）其他形状的槽段比矩形槽段坍塌程度更加严重。根据形状可以将项目中槽段分为T形、偏T形、钝角形和矩形，经过统计各个形状槽段的充盈系数可以发现，T形和偏T形槽段坍塌最为严重，钝角其次，矩形稳定性最好。槽壁加固前各形状槽段混凝土浇筑充盈系数统计表8（4）在T形槽段呈现阳角面槽壁坍塌更为严重，对应面相对较好。分析T形超声波深度及垂直度检测图像可以发现，槽壁坍塌面都在阳角附近。如图5-2为T形槽段E3-1的超声波检测图像，右边图像为阳角面，

6、2-4米出现了较大面积的坍塌，12-14米也出现了垮塌，对应的另一面在12-14米没有出现坍塌现象。图5-2T形槽段E3-1的超声波检测图总结以上几大特点和现场情形分析可以得出这样的结论：（1）地下连续墙在泥浆护壁的条件下开挖仍然有一定程度的坍塌，坍塌位置相近；（2）在外界条件相同的状况下，坍塌程度与槽段形状有关其中阳角为槽壁主要破坏区域。3.加固方案设计3.1加固位置确定在泥浆护壁条件下仍然不能满足槽壁稳定的情况下，就需要对槽壁进行加固，根据上海地区已有项目的经验，项目组决定采用高压旋喷桩对槽壁进行加固。鉴于T形和偏T

7、形槽段坍塌程度严重，决定重点对这样形状的槽段进行加固，加固面主要为阳角面。下面为高压旋喷桩在地下连续墙地区的加固分布图。图5-3项目场地东侧地下连续墙加固图图5-4项目场地西侧地下连续墙加固图3.2桩身参数选择8桩体形成后的参数决定了其加固的范围，要选定高压旋喷桩的工艺参数，就必须先对槽壁坍塌的范围进行确定。根据经典的槽壁坍塌计算理论，槽壁坍塌范围的确定可以按照下面的力学模型图来进行计算。取单位长槽壁进行计算，令坍塌体的高度为，地下水位取1米，泥浆水位为0，为坍塌体上表面受到的超载，经计算取为5。坍塌体自重为：，其中：—

8、—土的天然重度，——水的重度。坍塌面上受到的压力：，其中：——泥浆重度。超载：。根据受力平衡条件可得：根据库伦定理，滑动面上能够提供的最大抗剪力为：其中:——土体的内摩擦角，——土体内聚力。将该项目工程参数代入计算：；;8根据高压旋喷注浆法的加固原理，结合在上海地区槽壁加固和软地基处理经验，采用双重管法进行施工。相应