韓曉晶

0 引言

擋土墻是抵擋土壓力、防止土體坍塌的構(gòu)筑物，邊坡支護(hù)工程中常用的擋土墻形式有重力式、懸臂式、扶壁式、板樁式等。排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)是以某種樁型按隊(duì)列式布置組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要作用為擋土、截水、防滲，是目前深基坑支護(hù)工程中使用最為廣泛的支護(hù)形式，其常用的樁型是沉管灌注樁、鉆(沖)孔灌注樁和人工挖孔灌注樁。

當(dāng)在有場(chǎng)地限制、邊坡條件復(fù)雜的電力工程邊坡支護(hù)中無(wú)法采用占地較大的傳統(tǒng)的重力式、鋼筋混凝土擋土墻形式時(shí)，可利用排樁布置形式靈活、占地面積小、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，將排樁結(jié)構(gòu)作為永久性擋土墻使用。

筆者就人工挖孔灌注樁排樁擋土墻在深圳某變電站邊坡支護(hù)的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 工程概況

深圳某變電站工程所在場(chǎng)地東鄰市政道路，毗鄰塘朗山公園，西側(cè)為建設(shè)中的高層住宅小區(qū)。本工程場(chǎng)地標(biāo)高低于西側(cè)高層住宅小區(qū)7 m～10 m。

本工程位于抗震設(shè)防烈度7度區(qū)，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)特征周期為0.35 s。場(chǎng)地土的類(lèi)型為中軟土，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。場(chǎng)地內(nèi)未見(jiàn)可液化地層。

其場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件:場(chǎng)地原始地貌單元為塘朗山高丘陵坡地前緣，后為采石場(chǎng)地，場(chǎng)地經(jīng)由填方整平，西、南兩側(cè)形成高約3 m～10 m填土邊坡;場(chǎng)地地層自上而下為人工填石(土)層(Qml)及加里東期(Mr3)混合花崗巖的中、微風(fēng)化層;各巖土層工程地質(zhì)特征分述如下:

①人工填石(Qml)?；液?、黃褐、雜色，填石成分為中～微風(fēng)化混合花崗巖，粒徑一般2cm～40cm，個(gè)別大者可達(dá)60cm以上，不均勻含粉質(zhì)粘土及砂礫，局部粉質(zhì)土及砂礫富集為人工填土，稍濕，松散～稍密狀態(tài)。本層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布，層厚6.80 m～18.00 m。承載力特征值fak=80 kPa～100 kPa。

②加里東期混合花崗巖(Mr3)。本場(chǎng)地下伏基巖為加里東期混合花崗巖，混合花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。本次勘察揭露按其風(fēng)化程度可分為中風(fēng)化巖及微風(fēng)化巖，分述如下:②中風(fēng)化混合花崗巖:褐紅、褐黃色，裂隙發(fā)育，裂隙及巖石面鐵質(zhì)浸染，巖芯呈碎塊、餅狀，巖塊堅(jiān)硬，合金鉆進(jìn)困難。本層在1號(hào)、8號(hào)鉆孔有揭露，層厚1.10 m，層頂埋深12.00 m ～12.20 m，層頂標(biāo)高38.26 m ～38.38 m。承載力特征值fak=2000 kPa。③微風(fēng)化混合花崗巖:灰色，見(jiàn)有少量裂隙發(fā)育，裂隙面鐵質(zhì)浸染，巖芯呈短柱、碎塊狀，巖石新鮮、堅(jiān)硬，需用金剛石鉆進(jìn)。本層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布，鉆探揭露層厚1.30 m ～3.60 m，層頂埋深6.80 m ～18.00 m，層頂標(biāo)高32.73 m ～43.61 m。承載力特征值 fak=5000 kPa。

場(chǎng)地地下水埋藏較深，勘察深度內(nèi)未量測(cè)到地下水位。

因此可知:本場(chǎng)地①人工填石層厚度較大，土層厚度6.8 m～18.0 m，土體中含大量碎、塊石，呈松散～稍密狀態(tài)，承載力低、變形量大、均勻性較差，未經(jīng)處理不可作為擬建筑物的地基持力層;②中風(fēng)化混合花崗巖及③微風(fēng)化混合花崗巖強(qiáng)度高，為良好基礎(chǔ)持力層。

2 邊坡支護(hù)方案

場(chǎng)地西、南部人工填石(土)邊坡關(guān)系到本場(chǎng)地的穩(wěn)定性，需對(duì)邊坡進(jìn)行加固支護(hù)處理:南部邊坡因高度較低，支護(hù)方式可采用常用的重力式擋土墻——毛石混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)形式;西側(cè)邊坡長(zhǎng)度約為76 m，高度7 m～10 m，因場(chǎng)地限制，無(wú)條件放坡，采用人工挖孔灌注樁形成排樁支護(hù)體系——人工挖孔灌注樁排樁擋土墻。

人工挖孔灌注樁排樁擋土墻由“人工挖孔灌注樁排樁結(jié)構(gòu)+土釘支護(hù)”組成，其具體做法如下:

1)人工挖孔灌注樁排樁結(jié)構(gòu):

人工挖孔灌注樁排樁結(jié)構(gòu)，由人工挖孔灌注樁隊(duì)列式設(shè)置形成。人工挖孔灌注樁，是一種傳統(tǒng)的成樁施工工藝，具有施工設(shè)備簡(jiǎn)單、施工操作方便、占用場(chǎng)地和空間小、無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、對(duì)周?chē)h(huán)境及建筑物影響小，成樁直徑大、成樁質(zhì)量容易保證，可全面展開(kāi)施工，縮短工期，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，適用于電力工程新建、改擴(kuò)建工程各類(lèi)建(構(gòu))筑物地基，尤其適用于埋藏較淺的巖石地基中囊狀風(fēng)化帶和傾斜巖體樁基。

因本場(chǎng)地地下水埋藏較深，勘察未量測(cè)到地下水位，故本工程排樁布置時(shí)因無(wú)防水要求，人工挖孔灌注樁可采用一字排列，樁徑1200mm、樁中心間距2000mm，以②中風(fēng)化混合花崗巖及以下③微風(fēng)化混合花崗巖巖層為持力層，樁端全斷面進(jìn)入持力層深度1200mm;排樁樁頂設(shè)置鋼筋混凝土冠梁(壓頂梁)，冠梁寬度同人工挖孔樁樁徑1200mm，冠梁高度為500mm，冠梁及樁身的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。

2)土釘支護(hù)—樁間土的防護(hù):

土釘支護(hù)，亦稱土釘墻，是利用土釘加固的原位土體與噴混凝土面層等組成的支護(hù)結(jié)構(gòu);土釘是用來(lái)加固或同時(shí)錨固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長(zhǎng)桿件，通常采取土中鉆孔置入帶肋鋼筋并沿孔全長(zhǎng)注漿的方法做成土釘;土釘依靠與土體之間的界面粘結(jié)力或摩擦力在土體發(fā)生變形條件下被動(dòng)受力并主要承受拉力作用對(duì)土體進(jìn)行加固。土釘也可用鋼管、角鋼等桿件作為釘體采用直接擊入方法置入土體。

因本工程樁間土為未經(jīng)處理的人工填石，故需采用土釘墻做法處理樁間土的防護(hù)(見(jiàn)圖1)。

土釘為直徑16mm的HRB335級(jí)鋼筋，長(zhǎng)度為2.0 m，水平及豎向間距均為2.0 m;噴射混凝土面層厚度100mm，內(nèi)設(shè)網(wǎng)眼60×60的14號(hào)鋼絲網(wǎng)，面層與人工挖孔灌注樁采用水平及豎向間距均為500mm的固定釘連接，噴射混凝土面層的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20;噴射混凝土面層加設(shè)水平及豎向間距均為2.0 m的泄水孔。

3 排樁擋土墻的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

排樁擋土墻作為永久性擋土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，市政、電力等行業(yè)規(guī)范目前尚未涉及，本工程參考建筑基坑支護(hù)相關(guān)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

排樁擋土墻的嵌固深度計(jì)算受抗傾覆、抗滑移、抗隆起及整體穩(wěn)定性等多因素控制。懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2，其嵌固深度設(shè)計(jì)值可按JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程中相應(yīng)條款進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

排樁擋土墻的結(jié)構(gòu)計(jì)算:排樁擋土墻可根據(jù)受力條件分段按平面問(wèn)題計(jì)算;除工程地質(zhì)條件外，其結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形計(jì)算應(yīng)與其平面布置、懸臂端支撐條件、錨固段埋置深度有關(guān)，可根據(jù)考慮因素及假設(shè)條件的不同，選用彈性支點(diǎn)法、彈性樁法、等值梁法等不同方法計(jì)算，懸臂式排樁擋土墻也可按靜力平衡條件進(jìn)行計(jì)算。

4 施工注意事項(xiàng)

1)人工挖孔灌注樁:人工挖孔灌注樁施工中的關(guān)鍵是安全和質(zhì)量控制，施工操作人員必須嚴(yán)格按照程序執(zhí)行:人工挖孔灌注樁樁基施工時(shí)應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范規(guī)程并結(jié)合該工程的實(shí)際情況采取有效的安全措施，確保樁基施工安全有序進(jìn)行;雖然人工挖孔灌注樁質(zhì)量容易得到保證，但質(zhì)量控制仍不能忽視，須在人工挖孔灌注樁施工過(guò)程中全程監(jiān)控，保證施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

2)土釘支護(hù):土釘支護(hù)參照土釘墻相關(guān)規(guī)范規(guī)程進(jìn)行施工，保證施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

排樁擋土墻具有布置形式靈活、占地面積小、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在場(chǎng)地受到限制、邊坡條件復(fù)雜的邊坡支護(hù)工程中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

［1］ GB 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］ JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［4］ DL/T 5024-2005，電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程［S］.

［5］ 陳俊珉.排樁擋土墻在河岸工程中的應(yīng)用［J］.城市道橋與防洪，2007(9):64-65.