下面是山東利達小型旋挖鉆機廠家給大家帶來關于某排樁擋土墻樁傾斜加固處理情況,以供參考。
某排樁擋土墻樁傾斜加固處理情況如何呢?
1、工程概況
湖南某特大企業的火力發電廠,場地標高123m,場地南面以擋土墻頂退后約5m的圍墻外為當地一鋼管廠土地,場地標高132m。
由于場地狹窄,原設計采用排樁擋土墻,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。擋土墻頂內側有一條電纜溝,溝一面以墻頂冠梁為壁,另一面為磚砌體,內有重要工業電力電纜,絕對不允許斷電。距擋土墻頂外側約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、地質情況
場地原始地貌屬剝蝕殘丘,略呈北高南低態勢,勘孔內未見地下水,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,層厚0~3m;含礫石粘土:褐黃~褐紅色,硬塑狀態,層厚8~14m;粘土:褐黃~棕紅色,飽和,硬塑狀態,層厚約2m;含角礫粘土:棕紅色,飽和,可塑~軟塑狀態,層厚約4m;灰巖:青灰~灰白色,中等風化。
3、事故現象
事故發生后,筆者應邀迅速前往參與處理,在現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,經現場簡單測量,樁頂最大位移約1m。樁頂冠梁在轉角處附近應力集中導致外側面完全壓碎,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。擋土墻內側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,周邊環境出現了沉降和開裂,當時正逢雨季,如天氣起變化,破壞繼續加劇,可能引起倒塌或嚴重破壞。同時坡頂的電纜如被損壞,將引起嚴重的停電事故,導致生產停產,甚至人員傷亡。情況比較危急,立即采取了應急措施,這些措施有:
(1) 臨時加固,立即征調毛石堆積于墻腳被動區,堆高3m;
(2) 墻頂卸載,挖去擋土墻頂內側主動區土,深度3m;
(3) 抽除墻頂水池內的水,防止水對墻后土的繼續浸潤;
(4) 在墻上設置監測點觀察墻體的發展。
采取以上措施后,基本已控制了墻體的變位,為下一步設計爭取了時間,創造了安全的施工條件。
5、原因分析
根據現場破壞情況,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) 墻上按設計留有排水孔,但墻后的土為原狀土,孔內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,土的內摩擦角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,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,樁根部發生小角度轉動,墻頂土體沉降開裂,導致土體結構破壞而進一步加大主動區土壓力,使擋土墻破壞速率變快,出現嚴重險情。
六、加固處理
采取了臨時應急措施后,組織了有關人員討論加固方案,提出了3種方案:最終采用筆者提供的方案,即墻頂卸載后,在現有墻后3m處,補挖一排樁,冠梁頂面低于現有擋墻頂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計加高了1.5m,老墻僅承受4.5m高,3m寬的有限土體的側壓力,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,墻背與現有樁斜度相同的片石砌體代替,消除現有擋墻的危險感;加強對墻體及周圍設施的監測等一系列措施,該方案施工周期不長,同時利用了部分臨時加固措施,較為經濟。
現該項目已竣工,根據監測數據,加固措施效果可達到設計要求,證明處理是成功。
七、結語
(1)支擋結構作為永久性結構時,在設計時應注意地勘報告中的勘察條件,考慮氣候和墻頂、墻腳區域使用性質等因素變化引起場地的水文、土質變化,原有參數發生變化,甚至計算公式不再適用。對于其它類似的地基基礎設計時也應注意這一點。
(2)地下設施定位和施工時,必須首先查明周圍現有構筑物、設施、地下管線等隱蔽工程的分布和使用、受力條件,并和有關專業充分協商,切不可盲目施工或設計。
(3)對邊坡、擋土墻等支擋結構,必須重視施工及使用期間的監測工作,嚴格按有關規范規定的方法、項目、時間進行監測,發現安全隱患及時處理,避免小隱患變成大險情甚至釀成災難,同時,處理難度和費用也將成倍甚至幾十倍、幾百倍增加。