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岩土研究院

树根桩支护工程实例

371 2022-05-17 10:02:28

工程概况

该工程为雨水管道埋设工程,开挖宽度为 4m,深度7.5m,采用长度 9~10m 的钢板桩加5道支撑开挖施工方案。管道走向和黄浦江平行,间距约100m。1987年8月中旬,位于长江帽丝厂以北,3号井以南的标段开挖近底标高时,坑底土体急剧隆起。施工人员迅速逃离后,紧接着发生支撑断裂,钢板桩倾倒的典型的整体失稳工程事故。钢板桩后的地面下陷 1mn 左右。产生藏体失稳的主要原因是钢板桩太短。坑底下面为厚达 9m 的灰色淤泥质粘土。事故后用圆孤清动法核算土体的整体稳定,其安全系数为 0.48(来用直剪固快峰值打七折的强度指标)。


该工程位于棚户区,两侧均为危房,不能在墙后采用井点降水措施。事故处理方案来用了水泥土搅拌桩加固坑底泡接后。无备件精后讲行搅拌拼施工的地段和肾换开挖的长江螺丝厂前面。采用了树根桩防护墙。为确保工程安全和积累树根桩工程的设计经验,坦设量测仪器进行了现场监测。


设计和监测


一、树根桩防渗墙

该工程的钢板桩采用槽钢,接头是源水的,因墙后不允许进行井点降水,故而在墙后布置了水泥土搅拌桩增作为隔水。由于现场放工场地的限制,有相当一段长度无洪采用搅拌桩机施工,故而采用了由中心距 300mm桩径4200mm 的树根桩组成的防渗墙。墙深为15m,树根桩内不配钢筋,要求跳孔连续施工,以使墙体尽可能连续,如图 20-7(a)所示。为验证这类墙体在正常施工条件下的抗渗性能,现场埋设孔隙水压力计进行监测。图20-7(b)为测头的监测过程线,埋深为天然地而下7m;位于树根桩墙后,距钢板桩 2.5m。开接至坑底一7.5m 时,坑底水位约为一8.0m,钢板桩接量是张开的,测头的最低值尚有26kPa,即 2.6m 高水头。开挖期水头最大下跌量约 4m 水头,占开挖深度的53%。现场监测表明。树根桩撞不是不遗水体,但有显著减少水平向渗透系数的作用。本工程钢板桩接缝仍有一定的涂漏现象,但没有一处出现可能产生流砂的预兆。


二、高压电杆基础托换

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在距解板桩 2m处有一根高压电线杆,浅基础。为确保安全。在周围 lm 花围内布置 9 根少200mm;的树根桩,桩长.15m,顶端与承台连接,将原浅基改为进人稳定土层的桩基础。,使高压电杆在开挖期有足够的安金度。如图20-7(c)所示。开挖期高压电杆顶端水平位移变化极小(1~2cm)。


三、长江螺丝厂树根桩防护工程

该厂紧换工程事故发生段,为四层厂房。为确保该厂在开挖期正常生产,在厂门前设置了一道长13m 的树根桩防护墙,如图 20-8 所示,树根桩桩长 15m,拼径少200mms,配筋为4少20mm,桩顶用~顶梁连接,梁宽1m,二端用φ40mm 的拉杆图定在15m 外的锚桩上。在防护墙和二端树根桩位置埋设测斜仪、土压力计和孔隙水压力计进行现场监测。


(一)树根桩防护墙设计要点

自 1987年延安东路隧道(北线)盾构抵达浦西时,采用这类树根桩墙成功地保护了原天文台之后,这种类型的保护墙先后在一些类似工程中应用,其设计要点如下∶

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(二)现场监测资料


1.树根桩挠曲资料由测斜仪测得,如图 20~9 所示。


图 20-9(a)为厂前树根桩防护墙的变形发展情况,由于五道支撑均为方木,长度略大于槽宽,用锤击法就位,使得上部墙体向厂房方向位移1~2cm。

图 20-9(b)为厂南面位置树根桩变形情况,该位置是单排树根桩,3m 以下出现鼓肚子(1~2cm)现象。

图20-9(c)为厂北面位置树根桩变形情况,该位置已进入事故段,开挖时板桩侧向位移较大(10cm左右),树根桩在深度 2~3m 位置开裂。

图 20-9(d)为切塌段钢板桩墙后1.5m处土体的侧向变形情况,该位置有一根不断潇水的上水管通过,钢板桩不规则使得支撑安装困难,开挖期墙后土体最大位移量达11.7cm。


2.树根桩墙所受的土压力由土压力计测得,图 20-10为深度 9m 处墙前、后一组土压力实侧资料。从图中可看出,土压力随开挖而不断减小,墙二侧最大土压力差为20kPa,土压力的实测值远小于计算采用的理论值,无论在测试技术或理论上都有待于进一步研究和提高。


3.南、北二根拉杆应力由钢筋计测得,如图 20-11所示。在安装时。预紧拉力为 30~50kN,开挖初期拉力增加幅度为 10~20kN,但随着支撑安装应力的施加,拉杆应力不断减小,不断松弛,实际上已不起作用。说明采用这种支撑方式时,拉杆是多余的。

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