塑性混凝土咬合桩的设计与施工案例分析.pdf
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1、塑性混凝土咬合桩的设计与施工案例分析 孙学斌 罗兵 中铁隧道集团三处有限公司 深圳 5 1 8 0 5 2 摘耍:以乌鲁木齐市轨道交通1 号线三屯碑站基坑支护工程为例,研究塑性混凝土咬合桩在基坑主动土压力条件下的 截面承载力、错动剪切力以及塑性桩轴向抗压。经塑性混凝土配合比试验,证明该配合比能满足规范要求的混凝土强 度 ,可简化施工工艺 、节约能耗、加快 施工进度 ,有利于工程造价的控制。 关键词:塑性混凝土 土拱 咬合桩 止水帷幕 中圈分类号:T U 4 7 3 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 8 0 9 0 7 0 3 De s ig
2、n o f Pl a s t ic Co n c r e t e I n t e r l o c k i n g Pi l e s a n d Co n s t r u c t i o n Ca s e An a l y s i s Su n Xu e b i n L u o B i n g S an c h u Co , L t d o f Ch i n a Ra i l wa y T u n n e l Gr o u p Sh e n z h e n 5 1 8 0 5 2 1 工程概 况 本案例是一个典型的深基坑工程 ,其工点位于新疆乌 鲁木齐市天山区胜利路、新华南路、三屯碑路及燕儿窝路
3、 交汇处,地处闹市区,南郊客运站和水上 乐园汇聚于此 , 人流量和车流量较 大。在项 目东南侧1 1 0 m处有一水库分 布 ,对于基坑开挖的环境条件极为不利。地下水补给极其 丰富。工程最 大的难度就是基坑开挖 的止水效果,工程成 败也是能否将基坑止水帷幕达到设计要求的1 0 0 可靠度。 本项 目分布在冲沟内,上游有一水库 ,地下水丰富, 且开挖面及以下一定深度范围内均为松散 的圆砾 、粉土及 粉砂。同时在基岩里分布有不规则裂 隙,地下水的分布形 式多样 ,为松散岩类孔隙潜水、承压水和基岩裂隙水。 本案例在止水帷幕的选择上进行过多次的现场试验和 探讨 ,原设计方案采用旋喷工艺 ,由于在松散的
4、地层中 , 旋 喷桩完全不能成桩 ,不能隔断地下水 ,如采用地下连续 墙 ,由于地层组成复杂 ,有砾石和基岩 ,普通的抓斗不能 成槽 ,需要铣槽机成墙 ,施工成本很大。经过多种方案的 选择 ,本项 目采用了新的施工工法塑性混凝土咬合桩 支护结构来完成本基坑的挡土和止水墙。 2 案例 说明 2 1 工程地质条件 根据成 因和勘察 测试 ,场地内主要地层 由冲积洪积河 床堆积形成 的第四系全新统粉土、砂类土、圆砾和角度不 a_一 作者简介:孙学斌 ( 1 9 7 2 一),男,工程硕士,高级工程师。 通讯地址:深圳市南山区建工村3 3 号 ( 5 1 8 0 5 2 )。 收稿日期:2 01 4
5、0 6 - 2 0 整合下伏的三叠系泥岩 、砂岩 、砾岩构成。第四系地层厚 度差异较大 ,沉积紊乱 ,岩性分布纵、横 向变化均较大; 三叠系基岩面起伏较大。场地地表普遍分布厚度不均的人 工填土。 2 2 设计方案 本项 目最初方案为钻孔桩排桩+ 2 道锚杆 ,止水帷幕采 用旋喷桩。施工采用顺作法 ,基坑开挖中心岛的方式。 由于在现场旋 喷桩试桩时 ,在该地层中采用旋喷桩无 法成桩 ,经过多次技术认证,止水帷幕改为塑性混凝土咬 合桩。塑性混凝土咬合桩 ( 止水帷幕 ) 和钢筋混凝土钻孔 桩灌注桩排桩作支护结构 ,该2种桩型独立成排。 由于采 取了望性混凝土桩 ,其 强度低 、韧性好 ,在施工机械
6、选配 上带来很多便利 ,本项 目选配了三一重IS R 2 2 0 旋挖钻机 , 即可 以顺利成孔灌注。施工功效高 ,单班每天成孔1 6根 , 为施工赢得 了时间。 通过本站点主体围护结构方案的调整 ,同时在施工中 积累了塑性混凝土配合试验以及成桩施工经验。本文在此 基础上提出了 “ 塑性混凝土咬合桩”设计及施工方法 ,将 止水帷幕和支护结构两墙合一,以便节约投资减少能耗。 3 塑性混凝土咬合桩设计n 塑性混凝土咬合桩 ( p l a s t i c c o n c r e t e i n t e r l o c k i n g p i l e) 以下简称P C P T法 ,即是塑性混凝土桩 之
7、间套打钢筋混凝 土钻孔桩形成连续墙 ,起到挡土止水的作用 ( 图1 ) 。钢筋 混凝土桩承担截面的抗弯 ,其承载力验算可以参照现行的 规范执行 ,本文主要补充塑性桩的承载力验算,其包括 : 塑性桩在钢筋混凝土桩之间的错动剪力设计值 ( ),轴向 抗压设计值 ( ),抗弯承载力 ( M ) 均由钢筋混凝土桩承 I 2 0 1 4 8 B u i l d i n g Co n s t r u c t i o n I 9 0 7 担。 q o 图1 刚性桩与塑性桩 间错动剪切破坏验算 3 1 塑性混凝土桩抗剪承载力计算 塑性混凝土桩应验算塑性混凝土桩与刚性桩桩身局部 抗剪承载力。塑性桩与钢筋混凝土桩
8、 ( 刚性桩 ) 之间的错 动剪切承载力和按下式验算: rr, ( 1) ( 2) z 1 ( 2) 0 1 寺q f ( 3 ) f :兰 ( 4 ) l - o 式中 : r, 刚性和 塑性桩 之 间的错 动剪应 力设计 值 ( N mm ); Q l 刚性和塑性桩之间单位深度范围内的错动剪 力标准值 ( N mm ): q 作 用 于 计 算 截 面 处 的 侧 压 力 标 ; 隹值 ( N mm ): L 一刚性桩之间的净距 ( mm ); 错动剪切高度 ( mm); r 塑性混凝土抗剪强度设计值 ( N mm ); r 塑性混凝土抗剪强度标准值 ( N mm ) 。 3 2 塑性混凝
9、土轴向抗压承载力计算 塑性混凝土桩 ,在单位深度受侧压力的作用 ,对塑性 混凝土产生的压应力验算。 盯 = 去 ( 5 ) 式中:F 一作用效应的抗压强度设计值 ( N mm ); 塑性混凝土抗压强度设计值 ( N mm ); 卜拱高 ( mm ); 6 计算宽度 ( mm ) 。 F = I 2 5 ( 6) 式中:F 一塑性混凝土轴向抗压设计值 ( k N); F k 按作用标准值计算的轴向设计值 ( k N); F k = ( 7) 式中: _ 一拱轴水平长度 ( mm ); 建筑施 工 第3 6 卷 第8 期 , 拱轴高度 ( mm ): q 作 用 于 计 算 截 面 处 的 侧 压
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