擋土墻樁加固處理分析論文
時間:2022-07-09 05:44:00
導(dǎo)語:擋土墻樁加固處理分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
摘要:針對湖南某排樁擋土墻樁傾斜的情況,現(xiàn)場進行緊急處理,對傾斜的排樁經(jīng)分析和動測確定其無斷樁現(xiàn)象后,對其降級使用,在其后增加一排樁,使原樁僅承受新老兩排樁之間的有限土體的土壓力,并加固傾斜樁被動區(qū),加強樁的嵌固條件。事實證明,該處理方法切實可行。
關(guān)鍵詞:傾斜樁卸載加固
1、工程概況
湖南某特大企業(yè)的火力發(fā)電廠,場地標高123m,場地南面以擋土墻頂退后約5m的圍墻外為當?shù)匾讳摴軓S土地,場地標高132m。
由于場地狹窄,原設(shè)計采用排樁擋土墻,樁徑1.2m,樁距2.5m,為人工挖孔灌注樁,鋼筋砼護壁。地面以上樁長最高9m,地面以下小于7m,嵌巖1m。樁頂冠梁截面1200×900,樁間靠近外側(cè)240厚磚墻砌筑,表面水泥砂漿粉刷。由于場地地下水位低,未采取隔水措施。擋土墻竣工后,中段墻腳附近加了一條地下電纜隧道,電纜隧道基坑深4m。電纜隧道上擬建一條4m寬消防通道。擋土墻頂內(nèi)側(cè)有一條電纜溝,溝一面以墻頂冠梁為壁,另一面為磚砌體,內(nèi)有重要工業(yè)電力電纜,絕對不允許斷電。距擋土墻頂外側(cè)約6m是兩個水池,水池深約4m,由于使用問題常有水溢出并常年漏水。
2、地質(zhì)情況
場地原始地貌屬剝蝕殘丘,略呈北高南低態(tài)勢,勘孔內(nèi)未見地下水,土層從上至下為(孔口標高132.2m):
人工填土層:褐色或雜色,干~稍濕、稍密狀態(tài),層厚0~3m;含礫石粘土:褐黃~褐紅色,硬塑狀態(tài),層厚8~14m;粘土:褐黃~棕紅色,飽和,硬塑狀態(tài),層厚約2m;含角礫粘土:棕紅色,飽和,可塑~軟塑狀態(tài),層厚約4m;灰?guī)r:青灰~灰白色,中等風化。
3、事故現(xiàn)象
事故發(fā)生后,筆者應(yīng)邀迅速前往參與處理,在現(xiàn)場從擋土墻下可看到,樁間墻開了大量通長斜裂縫,部分樁間墻與樁相接處開有從上至下的豎直通長裂縫,縫寬20~40mm,墻根部砌體有兩處已完全塌落形成墻洞,孔口內(nèi)土體涌出,樁體地上部分除有兩處粉刷層開裂外,未見明顯破壞。整個擋土墻中段向外傾斜,經(jīng)現(xiàn)場簡單測量,樁頂最大位移約1m。樁頂冠梁在轉(zhuǎn)角處附近應(yīng)力集中導(dǎo)致外側(cè)面完全壓碎,頂面可見斜裂縫貫穿截面。
在擋土墻頂上可看到,墻頂圍墻向擋土墻方向倒下,圍墻后至水池間土體大面積塌陷,并有裂縫,最寬處縫寬達500mm以上。擋土墻內(nèi)側(cè)面的電纜溝磚砌體壁已倒塌,其上的4條電纜被埋入土中,固定于冠頂梁側(cè)的3條電纜仍掛在梁上。坡頂兩根已廢除的水泥電線桿嚴重傾斜。
4、緊急措施
由于擋土墻變形較大,且變化速率很快,周邊環(huán)境出現(xiàn)了沉降和開裂,當時正逢雨季,如天氣起變化,破壞繼續(xù)加劇,可能引起倒塌或嚴重破壞。同時坡頂?shù)碾娎|如被損壞,將引起嚴重的停電事故,導(dǎo)致生產(chǎn)停產(chǎn),甚至人員傷亡。情況比較危急,立即采取了應(yīng)急措施,這些措施有:
(1)臨時加固,立即征調(diào)毛石堆積于墻腳被動區(qū),堆高3m;
(2)墻頂卸載,挖去擋土墻頂內(nèi)側(cè)主動區(qū)土,深度3m;
(3)抽除墻頂水池內(nèi)的水,防止水對墻后土的繼續(xù)浸潤;
(4)在墻上設(shè)置監(jiān)測點觀察墻體的發(fā)展。
采取以上措施后,基本已控制了墻體的變位,為下一步設(shè)計爭取了時間,創(chuàng)造了安全的施工條件。
5、原因分析
根據(jù)現(xiàn)場破壞情況,筆者通過定性分析,認為排樁傾斜的主要原因有以下幾點:
(1)由于墻腳電纜隧道開挖時比較靠近樁,被動區(qū)原狀土換成了人工填土,墻腳的被動土壓大幅度降低,樁嵌固作用減弱,抗傾覆力矩降低。
(2)墻上按設(shè)計留有排水孔,但墻后的土為原狀土,孔內(nèi)未采取有效的濾水措施,排水不理想。此外,地勘時為枯水季節(jié),土的內(nèi)摩擦角φ和粘聚力c值較大,但由于雨季或坡頂水池漏、溢水,設(shè)計未采取隔水措施,在排水不暢的情況下,墻后粘性土在浸水后,其φ值降低,c值為0,同時產(chǎn)生水壓力,墻后主動土壓力大幅度增大,傾覆力矩增大。
(3)按照參考文獻,樁間距一般不大于1.5D(D為樁徑),在地下水較低地區(qū),中心距可稍大,但不宜超過2D,而本工程樁距2500mm,稍大于2倍樁徑,安全儲備較小。
在上述原因的共同作用下,樁的傾覆力矩大于抗傾覆力矩,樁根部發(fā)生小角度轉(zhuǎn)動,墻頂土體沉降開裂,導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞而進一步加大主動區(qū)土壓力,使擋土墻破壞速率變快,出現(xiàn)嚴重險情。
六、加固處理
采取了臨時應(yīng)急措施后,組織了有關(guān)人員討論加固方案,提出了3種方案:最終采用筆者提供的方案,即墻頂卸載后,在現(xiàn)有墻后3m處,補挖一排樁,冠梁頂面低于現(xiàn)有擋墻頂3m,上砌3m重力式擋土墻,新老樁之間減載的土不再回填,形成了分段擋土墻。墻間表面用混凝土作地坪并設(shè)排水溝。新樁達到80%強度后,墻腳的臨時加固毛石頂面降低至原設(shè)計消防通道標高以上1m,其上作0.5m厚剛性路面與原擋土墻緊密結(jié)合,該段擬建消防通道抬高1.5m并以6%斜坡與原路面相接,這樣原樁有效嵌固深度比原設(shè)計加高了1.5m,老墻僅承受4.5m高,3m寬的有限土體的側(cè)壓力,原樁被降級使用。此外還采取了坡頂水池作防水處理;樁間墻用頂面0.5m寬,墻面垂直,墻背與現(xiàn)有樁斜度相同的片石砌體代替,消除現(xiàn)有擋墻的危險感;加強對墻體及周圍設(shè)施的監(jiān)測等一系列措施,該方案施工周期不長,同時利用了部分臨時加固措施,較為經(jīng)濟。
現(xiàn)該項目已竣工,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù),加固措施效果可達到設(shè)計要求,證明處理是成功。
七、結(jié)語
(1)支擋結(jié)構(gòu)作為永久性結(jié)構(gòu)時,在設(shè)計時應(yīng)注意地勘報告中的勘察條件,考慮氣候和墻頂、墻腳區(qū)域使用性質(zhì)等因素變化引起場地的水文、土質(zhì)變化,原有參數(shù)發(fā)生變化,甚至計算公式不再適用。對于其它類似的地基基礎(chǔ)設(shè)計時也應(yīng)注意這一點。
(2)地下設(shè)施定位和施工時,必須首先查明周圍現(xiàn)有構(gòu)筑物、設(shè)施、地下管線等隱蔽工程的分布和使用、受力條件,并和有關(guān)專業(yè)充分協(xié)商,切不可盲目施工或設(shè)計。
(3)對邊坡、擋土墻等支擋結(jié)構(gòu),必須重視施工及使用期間的監(jiān)測工作,嚴格按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的方法、項目、時間進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)安全隱患及時處理,避免小隱患變成大險情甚至釀成災(zāi)難,同時,處理難度和費用也將成倍甚至幾十倍、幾百倍增加。