鋼花管噴錨復(fù)合支護(hù)技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

[摘要]鋼花管支護(hù)是土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種方法。它的基本原理是借助于加固材料在主動(dòng)區(qū)(滑動(dòng)區(qū))所產(chǎn)生的拉力傳到阻抗區(qū)以增加滑動(dòng)面上的垂直應(yīng)力，進(jìn)而提高土層的抗剪強(qiáng)度，且在滑動(dòng)面上加固材料可借助于土層提供的被動(dòng)土壓力，產(chǎn)生剪力和彎矩以抵抗主動(dòng)區(qū)的滑動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定開(kāi)挖面的目的，廣為弱質(zhì)圍巖所應(yīng)用。本文根據(jù)鋼花管支護(hù)技術(shù)原理，闡述了深層水泥攪拌樁-鋼花管噴錨復(fù)合支護(hù)技術(shù)在建筑基坑工程中的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]深層水泥攪拌樁；鋼花管噴錨；建筑基坑；監(jiān)測(cè)

一、工作原理

1.深層水泥攪拌樁工作原理

深層水泥攪拌樁是一種應(yīng)用較廣泛的地基加固、基坑支護(hù)止水的方法，它是利用水泥等材料作為固化劑，通過(guò)特定的攪拌機(jī)械，就地將軟土和水泥漿液強(qiáng)制攪拌，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性和一定強(qiáng)度的水泥加固體，從而提高地基土強(qiáng)度和物理力學(xué)性能、增大變形模量。鋼花管采用標(biāo)準(zhǔn)原料、專業(yè)工藝制作，花費(fèi)同等費(fèi)用條件下，由于技術(shù)先進(jìn)，鋼花管具有外觀精細(xì)、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，專業(yè)的加工流程，產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)規(guī)范，批量制作從而滿足工地大批量使用的需要。

2.鋼花管原料的組成和作用

應(yīng)用于破碎巖層、軟弱圍巖、高地應(yīng)力大變形等復(fù)雜地質(zhì)條件，進(jìn)行支護(hù)、搶險(xiǎn)、治理坍方等自鉆注漿的一切場(chǎng)合，適用范圍更廣，功能更高。它在中空錨桿體頭部裝上硬質(zhì)合金鉆頭，用錨桿體代替鉆桿進(jìn)行鉆進(jìn)，釬尾連接桿把錨桿體和鑿巖機(jī)相連，用鑿巖機(jī)鑿孔至設(shè)計(jì)錨桿深度后，安裝止?jié){塞、墊板、螺母后，進(jìn)行注漿。當(dāng)在邊坡支護(hù)或水電站施工中，也可用大直徑錨桿代替潛孔鉆鉆桿，進(jìn)行鉆孔注漿，威力更大，作用比錨索更強(qiáng)，更快捷方便，施工成本更低。自鉆錨桿作為一種有效的錨固手段，被大量地應(yīng)用在隧道的超前支護(hù)，徑向支護(hù)，邊坡加固，路基加固以及隧道病整治工程，在各類地下工程中普遍存在著軟弱圍巖、斷層破碎帶、高地應(yīng)力大變形等復(fù)雜地質(zhì)條件，給巖錨施工帶來(lái)了極大的困難，特別是在坍孔嚴(yán)重和需要特長(zhǎng)錨桿的情況下，普遍的錨桿無(wú)能為力。自鉆錨桿將鉆孔、注漿及錨固等功能一體化，在隧道超前支護(hù)及各類邊坡處理，高地應(yīng)力大變形等病害的整治工程中均能很好地改良圍巖，達(dá)到理想的支護(hù)效果。

二、工程應(yīng)用實(shí)例

灌漿鋼花管和排水鋼花管打管質(zhì)量驗(yàn)收完畢后，進(jìn)行灌漿鋼花管的壓力灌漿。其中注漿泵要選用額定壓力6MPa以上的可調(diào)控進(jìn)漿壓力的注漿泵，且泵上的壓力表一定要安裝正確，能正常顯示準(zhǔn)確讀數(shù)。還要有額定壓力為20MPa的高壓注漿膠管若干米，洗孔用的噴水頭及攪拌池等設(shè)備。灌漿前先要對(duì)管壁進(jìn)行洗壁注漿，對(duì)鋼花管內(nèi)壁進(jìn)行低濃度水泥漿清洗，當(dāng)管口冒漿濃度與注漿濃度差不多時(shí)，則停止洗壁。然后用帶噴頭的洗孔水管插入到鋼花管底部，用高壓水邊沖洗邊上提，沖洗留在鋼花管內(nèi)的水泥漿，以疏通出漿孔。清洗完畢后開(kāi)始正式灌漿，灌漿分多次，灌漿壓力依次提高，初始?jí)毫σ话憧刂圃?.5MPa左右，每注完一定量(大約10kg/m)的水泥漿，需要休息片刻，然后繼續(xù)灌注。一般注5次左右，水泥用量約水泥用量約200kg/m左右，每次灌注完需要休息半小時(shí)左右，再用壓力水沖洗管壁，再進(jìn)行下依次灌漿。

灌漿順序一般采用間隔灌注，但由于本設(shè)計(jì)中每?jī)筛酀{鋼花管中均有一根排水鋼花管，所以依次灌注即可。排水鋼花管雖然不用灌漿，但也需要清洗管內(nèi)壁，用帶噴頭的洗孔水管插入到排水鋼花管底部，用高壓水邊沖洗邊上提，排出打管時(shí)進(jìn)入管內(nèi)的雜質(zhì)，并起到清洗排水孔的作用，利于排水。在施工過(guò)程中還需將在邊坡底部修一條排水明溝將邊坡上流下的水排入指定集水坑。

（1）鋼花管錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)

根據(jù)建筑物地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基坑支護(hù)采用鋼花管錨固支護(hù)結(jié)構(gòu)類型，其基坑側(cè)壁重要性系數(shù)為1.0，基坑深度為5.5m，地下水位為-1.5m，墻面坡角90O；

（2）深層水泥攪拌樁施工

工藝流程：測(cè)量定位→深層攪拌樁機(jī)就位→預(yù)攪下鉆→噴漿攪拌提升→重復(fù)攪拌下鉆→重復(fù)攪拌提升→至孔口→關(guān)閉攪拌機(jī)械→樁機(jī)就位；施工技術(shù)措施。樁機(jī)對(duì)中：施工時(shí)鉆頭嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)樁位（誤差≤20mm）；調(diào)整樁機(jī)，保證起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架的垂直度（垂直度偏差不得超過(guò)1%）樁位偏差不得大于50mm；漿液配制：嚴(yán)格按0.50-0.55的水灰比配制漿液，水泥摻入比10%-12%，以土層平均比重約1.6T/m³，樁徑Φ600mm進(jìn)行計(jì)算：0.28m3/m×1.6T/m³×10%≈45kg/m，摻粘土粉10kg/m；按每樁一池漿的要求，一次性配制及使用；鉆頭檢查：每班開(kāi)工前檢查鉆頭一次，當(dāng)其直徑<560mm時(shí)應(yīng)及時(shí)更換或補(bǔ)焊；攪拌樁應(yīng)采用“四攪四噴”工藝，即噴漿過(guò)程中按：“兩下兩上”的順序進(jìn)行，下和升的速度符合施工設(shè)計(jì)要求；使用32.5R普通硅酸鹽水泥，每批水泥應(yīng)有合格證及材料性能試驗(yàn)報(bào)告。

（3）鋼花管錨桿支護(hù)施工

鋼花管注漿錨桿及其加固圍巖技術(shù)在中等以下強(qiáng)度的圍巖軟弱破碎帶泥夾石不良地質(zhì)巖體中是大跨度、高空間地下工程的新型支護(hù)形式和治理塌方行之有效的產(chǎn)品和方法。它以“ＮＡＴＭ”理論為依據(jù)，利用漿液固結(jié)巖塊，錨桿組合圍巖水泥砂漿以１／４桿長(zhǎng)的固結(jié)半徑圍繞錨桿產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定地帶，錨桿間的巖石以穩(wěn)定地帶為支柱，構(gòu)成自承載拱承受山體壓力。管體開(kāi)有射漿孔且能分節(jié)組合，根據(jù)工程需要，可靈活組合成不同長(zhǎng)度的錨桿加固圍巖技術(shù)包括兩種方法，一為聯(lián)合加固法，二為頂管法。錨桿拉拔力有１５Ｔ、２５Ｔ、５０Ｔ、１００Ｔ不等。管體開(kāi)有射漿孔，在較大范圍有同樣深度的注漿效果，受力性能好，有較大的抗彎、抗剪和抗拔力。工程實(shí)踐證明，該產(chǎn)品、技術(shù)是推廣應(yīng)用“ＮＡＴＭ”法的好手段。

三、施工效果評(píng)價(jià)與總結(jié)

本工程采用深層水泥攪拌樁與鋼花管錨桿結(jié)合施工，充分發(fā)揮兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖監(jiān)控、位移觀測(cè)，A區(qū)的最大位移量為6mm，B區(qū)的最大位移量為5mm。本基坑支護(hù)工程在確定采用深層水泥攪拌樁結(jié)合鋼花管噴錨支護(hù)的方法前，曾詳細(xì)論證其它支護(hù)結(jié)構(gòu)的方法，如深層水泥攪拌樁結(jié)合排樁支護(hù)的方法，方法對(duì)比可節(jié)約35%的工程成本。在松散、疏松的砂層、粉砂層中，采用深層水泥攪拌樁作止水帶時(shí)，適當(dāng)滲入水泥粉和水泥攪拌，止水效果好，降低成本。

結(jié)束語(yǔ)

深基坑支護(hù)雖屬臨時(shí)工程，但技術(shù)復(fù)雜卻遠(yuǎn)甚于永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或上部結(jié)構(gòu)，稍有不慎，不僅危及基坑本身安全，而且會(huì)殃及臨近的建筑物、道路、橋梁等，它涉及到圍護(hù)工程、土方開(kāi)挖與支撐工程、降水工程、結(jié)構(gòu)工程等，因此其支護(hù)結(jié)構(gòu)類型的選擇至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

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