下面是山东利达小型旋挖钻机厂家给大家带来关于某排桩挡土墙桩倾斜加固处理情况,以供参考。
某排桩挡土墙桩倾斜加固处理情况如何呢?
1、工程概况
湖南某特大企业的火力发电厂,场地标高123m,场地南面以挡土墙顶退后约5m的围墙外为当地一钢管厂土地,场地标高132m。
由于场地狭窄,原设计采用排桩挡土墙,桩径1.2m,桩距2.5m,为人工挖孔灌注桩,钢筋砼护壁。地面以上桩长最高9m,地面以下小于7m,嵌岩1m。桩顶冠梁截面1200×900,桩间靠近外侧240厚砖墙砌筑,表面水泥砂浆粉刷。由于场地地下水位低,未采取隔水措施。挡土墙竣工后,中段墙脚附近加了一条地下电缆隧道,电缆隧道基坑深4m。电缆隧道上拟建一条4m宽消防通道。挡土墙顶内侧有一条电缆沟,沟一面以墙顶冠梁为壁,另一面为砖砌体,内有重要工业电力电缆,绝对不允许断电。距挡土墙顶外侧约6m是两个水池,水池深约4m,由于使用问题常有水溢出并常年漏水。
2、地质情况
场地原始地貌属剥蚀残丘,略呈北高南低态势,勘孔内未见地下水,土层从上至下为(孔口标高132.2m):
人工填土层:褐色或杂色,干~稍湿、稍密状态,层厚0~3m;含砾石粘土:褐黄~褐红色,硬塑状态,层厚8~14m;粘土:褐黄~棕红色,饱和,硬塑状态,层厚约2m;含角砾粘土:棕红色,饱和,可塑~软塑状态,层厚约4m;灰岩:青灰~灰白色,中等风化。
3、事故现象
事故发生后,笔者应邀迅速前往参与处理,在现场从挡土墙下可看到,桩间墙开了大量通长斜裂缝,部分桩间墙与桩相接处开有从上至下的竖直通长裂缝,缝宽20~40mm,墙根部砌体有两处已完全塌落形成墙洞,孔口内土体涌出,桩体地上部分除有两处粉刷层开裂外,未见明显破坏。整个挡土墙中段向外倾斜,经现场简单测量,桩顶最大位移约1m。桩顶冠梁在转角处附近应力集中导致外侧面完全压碎,顶面可见斜裂缝贯穿截面。
在挡土墙顶上可看到,墙顶围墙向挡土墙方向倒下,围墙后至水池间土体大面积塌陷,并有裂缝,最宽处缝宽达500mm以上。挡土墙内侧面的电缆沟砖砌体壁已倒塌,其上的4条电缆被埋入土中,固定于冠顶梁侧的3条电缆仍挂在梁上。坡顶两根已废除的水泥电线杆严重倾斜。
4、紧急措施
由于挡土墙变形较大,且变化速率很快,周边环境出现了沉降和开裂,当时正逢雨季,如天气起变化,破坏继续加剧,可能引起倒塌或严重破坏。同时坡顶的电缆如被损坏,将引起严重的停电事故,导致生产停产,甚至人员伤亡。情况比较危急,立即采取了应急措施,这些措施有:
(1) 临时加固,立即征调毛石堆积于墙脚被动区,堆高3m;
(2) 墙顶卸载,挖去挡土墙顶内侧主动区土,深度3m;
(3) 抽除墙顶水池内的水,防止水对墙后土的继续浸润;
(4) 在墙上设置监测点观察墙体的发展。
采取以上措施后,基本已控制了墙体的变位,为下一步设计争取了时间,创造了安全的施工条件。
5、原因分析
根据现场破坏情况,笔者通过定性分析,认为排桩倾斜的主要原因有以下几点:
(1) 由于墙脚电缆隧道开挖时比较靠近桩,被动区原状土换成了人工填土,墙脚的被动土压大幅度降低,桩嵌固作用减弱,抗倾覆力矩降低。
(2) 墙上按设计留有排水孔,但墙后的土为原状土,孔内未采取有效的滤水措施,排水不理想。此外,地勘时为枯水季节,土的内摩擦角φ和粘聚力c值较大,但由于雨季或坡顶水池漏、溢水,设计未采取隔水措施,在排水不畅的情况下,墙后粘性土在浸水后,其φ值降低,c值为0,同时产生水压力,墙后主动土压力大幅度增大,倾覆力矩增大。
(3) 按照参考文献,桩间距一般不大于1.5D(D为桩径),在地下水较低地区,中心距可稍大,但不宜超过2D,而本工程桩距2500mm,稍大于2倍桩径,安全储备较小。
在上述原因的共同作用下,桩的倾覆力矩大于抗倾覆力矩,桩根部发生小角度转动,墙顶土体沉降开裂,导致土体结构破坏而进一步加大主动区土压力,使挡土墙破坏速率变快,出现严重险情。
六、加固处理
采取了临时应急措施后,组织了有关人员讨论加固方案,提出了3种方案:最终采用笔者提供的方案,即墙顶卸载后,在现有墙后3m处,补挖一排桩,冠梁顶面低于现有挡墙顶3m,上砌3m重力式挡土墙,新老桩之间减载的土不再回填,形成了分段挡土墙。墙间表面用混凝土作地坪并设排水沟。新桩达到80%强度后,墙脚的临时加固毛石顶面降低至原设计消防通道标高以上1m,其上作0.5m厚刚性路面与原挡土墙紧密结合,该段拟建消防通道抬高1.5m并以6%斜坡与原路面相接,这样原桩有效嵌固深度比原设计加高了1.5m,老墙仅承受4.5m高,3m宽的有限土体的侧压力,原桩被降级使用。此外还采取了坡顶水池作防水处理;桩间墙用顶面0.5m宽,墙面垂直,墙背与现有桩斜度相同的片石砌体代替,消除现有挡墙的危险感;加强对墙体及周围设施的监测等一系列措施,该方案施工周期不长,同时利用了部分临时加固措施,较为经济。
现该项目已竣工,根据监测数据,加固措施效果可达到设计要求,证明处理是成功。
七、结语
(1)支挡结构作为永久性结构时,在设计时应注意地勘报告中的勘察条件,考虑气候和墙顶、墙脚区域使用性质等因素变化引起场地的水文、土质变化,原有参数发生变化,甚至计算公式不再适用。对于其它类似的地基基础设计时也应注意这一点。
(2)地下设施定位和施工时,必须首先查明周围现有构筑物、设施、地下管线等隐蔽工程的分布和使用、受力条件,并和有关专业充分协商,切不可盲目施工或设计。
(3)对边坡、挡土墙等支挡结构,必须重视施工及使用期间的监测工作,严格按有关规范规定的方法、项目、时间进行监测,发现安全隐患及时处理,避免小隐患变成大险情甚至酿成灾难,同时,处理难度和费用也将成倍甚至几十倍、几百倍增加。