宾馆小管棚-锚索护坡桩-锚杆加固方案报告
宾馆小管棚-锚索护坡桩-锚杆加固方案报告 新建铁路兰州至中川机场线 机场隧道宾馆 锚索护坡桩加固方案 (里程:DK62+000-DK62+120) 中铁二十一局集团中川铁路工程项目经理部 二〇一四年七月二十九日 一、编制目的 本方案依据现场调查和施工的总体要求,依据设计文件、技术规范、标准与专家方案评审看法编制而成,确保宾馆房屋结构平安与施工顺当的实施。 二、编制依据 1. 中铁第一勘察设计院机场隧道施工图; 2. 2014年7月24日宾馆加固方案专家评审看法; 3. 《铁路隧道设计规范》TB10003-2005 J449-2005; 4. 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002; 5. 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011; 6. 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012; 7. 《建筑结构荷载规范》GB50009-2012; 8. 《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010; 9. 《地下工程防水技术规范》GB50108-2008; 10.《铁路隧道监控量测技术规范》TB10121-2007; 三、设计背景 机场隧道DK62+000-DK62+120段线路左侧宾馆占地面积10.88亩,主体为二层砖混加一层彩钢房,基础为条形独立基础。宾馆靠东侧部分位于铁路征地线内,宾馆栅栏侵入隧道主体结构0.54-0.68m,隧道埋深1.8-2.4m。因拆迁费用问题地方政府多次组织同产权单位商谈未果,经地方政府和中川铁路公司协商,建议在宾馆不拆除的状况下,实行加固措施进行机场隧道施工。具体位置见下图: 四、现场概况 (一)工程概况 机场隧道地处黄土高原的陇中地区,工程位于甘肃省兰州市永登县中川镇境内。该隧道地处倾斜冲洪积平原区,地面高程一般为1927~1951m。洞身地形平坦开阔,表层植被较发育。隧道起止里程DK60+700~DK63+089.1(全长2389.1m)。隧道全部采纳明挖法施工,结合战线布设,分单箱、双箱、三箱、四箱等矩形断面。洞身纵坡依次为-18%、9%、1%。隧道位于兰州市中川机场旁边,交通便利。 (二)工程地质、水文特征 该隧道地处倾斜冲洪积平原区,地面高程为1927~1951m。洞身地形平坦开阔,表层植被较发育。隧道洞身通过区的地层主要为第四系全新统杂填土,冲积砂质黄土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土。隧道在构造上位于祁连褶皱系的中祁连隆起带,但隧道通过区岩性较单一,地质构造相对简洁。 地下水位埋深15.6米,属第四系松散层孔隙潜水,主要赋存于砂类土中,含水层厚度大于4米。主要靠大气降水、浇灌等方式补给。地下水对混凝土具硫酸盐和氯盐侵蚀性,侵蚀等级为H1、L1。 (三)原设计施工方案 机场隧道设计起止里程为DK60+700~DK63+089.1,全长2389.1m,采纳明挖法施工。宾馆段里程为DK62+000~DK62+120,共计120m,隧道主体设计为全明洞结构,隧道两侧均为边坡防护放坡开挖,开挖深度11.8米。其中,左侧采纳喷锚防护,坡率为1:0.75;喷C20混凝土厚10cm,内设Φ8钢筋网,网格尺寸为150×150mm,Φ22砂浆锚杆长3m,间距1.5×1.5m,梅花形布置;右侧采纳土钉墙防护,边坡坡率为1:0.5,土钉钻孔直径为100mm,采纳Φ25的土钉,长11.5m,注浆材料采纳水泥浆,其强度等级为M10。该段基坑开挖高度大于10m,边坡中间8m处分一台阶,台阶宽1.5m。 原设计开挖支护断面图 (四)现场概貌 见下照片。 五、变更设计方案 DK62+100-DK62+120段线路右侧边坡防护维持原设计土钉墙+挂网+喷锚方案不变,土钉钻孔直径为100mm,注浆材料采纳水泥浆,其强度等级为M10土钉防护边坡坡率为1:0.5,基坑高度小于10m时,采纳Φ25的土钉,长8m;基坑高度大于10m时边坡中间分一台阶,台阶宽1.5m,采纳Φ25的土钉,长11.5m。 该段线路左侧边坡因宾馆房屋制约,放坡必需拆除既有宾馆,历经数次谈判无果而终。鉴于此,原设计放坡开挖方案无法实施,不得不采纳垂直开挖方式,既便如此,隧道仍有54-68cm侵入宾馆基础。为保证宾馆正常营业,以与确保宾馆房屋不产生裂缝和变形破坏,必需采纳超强的基坑支护措施。考虑到采纳大管棚+灌浆加固与水平旋喷桩加固两个方案对宾馆地基有较大的挠动,且很难确保房屋不开裂变形。确定采纳小管棚+锚索护坡桩+锚杆为主的支护方案。详见附件:深基坑加固工程立面图与断面图。 (一)小管棚 在房屋基础下面肯定距离设置一道管棚,长9m,间距0.3m,倾角5°。钻孔直径130mm,内置φ108mm无缝钢管,钢管内置Φ32钢筋,以增加管棚刚度,孔内灌注M30水泥砂浆,在端头用Φ32钢筋纵向与内置钢筋相焊接,对栅栏外暴露的土体边坡采纳挂网喷射混凝土封闭。该措施增加基础的整体性,并撑托栅栏等一部分悬空土体。 (二)冠梁(或者托梁) 冠梁基坑开挖后,在开挖面范围喷射C20混凝土封闭,然后在管棚下面与桩顶位置处浇筑一道C25钢筋混凝土梁,高60cm,宽100cm,长度约120m。一是增加管棚刚度与整体性,形成了准筏形基础;二是可起到桩顶冠梁的作用,将桩连成整体。冠梁施工完成待混凝土达到肯定强度后,对冠梁与小管棚之间的缝隙采纳分段注浆的方法处理。详见附件:冠梁结构图。 (三)预应力锚索护坡桩 在托梁下面即隧道边墙外侧,设置一道钢筋混凝土护坡桩,桩径0.8m(加上护壁为1.0m),上端与冠梁相连,下端嵌入隧道底面以下稳定地层6.0m,桩中设置两道型钢腰梁,腰梁与桩节点处设置两排预应力锚索,上下排锚索长度分别为20m和18m,锚固段为10m,嵌入稳定岩体内,锚索由5Φs15.24钢绞线组成,设计荷载500kN,锁定荷载400kN。护坡桩本身就可以约束土体横向变形,加之锚索可预先对桩施加一个向坡内的主动力,阻挡桩体或土体向外变位。这样双重作用,可严格限制地基土体向外位移,只要土体不向外侧变形,房屋基础就不会产生下沉。详见附件:深基坑加固立面图与预应力锚索结构图。 (四)桩间锚杆与挂网 为限制桩间土体的变形,在桩间自上而下设置多道玻璃纤维锚杆,长11.5m,纵横间距1m。外面挂钢筋网并喷射混凝土封闭,以阻挡桩间土体侧向变形。 纤维锚杆施工方法与工艺流程如下: No Yes No Yes 钻 孔 补 注 配制浆液 结束注浆 …… 安设玻纤锚杆 注水试验 注浆作业 全部段达到要求 注其次段浆 第一段注浆达到要求 工艺流程 具体施工工艺为: 1.放线定位 按设计要求放线定孔位,误差不大于2cm,并精确测量孔外插角。 2.钻孔 采纳多功能地质钻机钻到设计深度。在钻孔过程中,做好具体的钻孔记录,对钻孔进行地质描述,经过同原设计地质图相比较,进行变更和指导下一步的注浆作业施工。 3.钻孔至设计深度后,将玻纤锚杆下入孔内至设计深度,然后封孔一次性注浆。 4.浆液配制