灌注樁結(jié)合水泥土攪拌樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

郭 旭 波

(山西省第三建筑工程公司，山西 長(zhǎng)治 046011)

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灌注樁結(jié)合水泥土攪拌樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用

郭 旭 波

(山西省第三建筑工程公司，山西 長(zhǎng)治 046011)

基于某建筑工程深基坑毗鄰周邊建筑物較近，地下水位較高的特點(diǎn)，提出了采用鋼筋混凝土灌注樁結(jié)合咬合式水泥土攪拌樁進(jìn)行支護(hù)和降水施工的方案，并對(duì)咬合式水泥攪拌樁咬合施工、灌注樁施工泥漿護(hù)壁、預(yù)應(yīng)力錨索施工的關(guān)鍵技術(shù)作了論述，通過(guò)施工實(shí)踐監(jiān)測(cè)證明，基坑圍護(hù)穩(wěn)定，降水效果良好，解決了挖土作業(yè)難的問(wèn)題。

基坑支護(hù)，降水方案，鋼筋混凝土灌注樁，水泥土攪拌樁

1 工程概況

1.1 建筑工程概況

擬建場(chǎng)地位于太行西街北側(cè)，東臨公交公司，南臨新華書店，西靠規(guī)劃緯六路，北臨規(guī)劃緯七路，地下3層，建筑面積31 614 m2，地上12層，地上建筑面積24 091 m2。

本工程±0.000絕對(duì)標(biāo)高為925.800 m，施工現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)地面標(biāo)高為924.800 m，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該工程從現(xiàn)地面向下開(kāi)挖深度地下車庫(kù)為9.4 m，平面范圍上，基坑開(kāi)挖的南北方向長(zhǎng)度150 m，東西方向?qū)挾葹?00 m。

1.2 地質(zhì)勘察報(bào)告

擬建場(chǎng)地土層共分為五層：第①層：第四系全新統(tǒng)(Q4)雜填土：主要以粉土為主，褐色，含磚屑、炭屑等雜質(zhì)，松散。該層厚1.90 m～3.10 m，平均厚度為2.35 m；第②層：第四系上更新統(tǒng)(Q3)粉土：沖洪積成因，黃色、黃褐色，可見(jiàn)鈣紋，偶見(jiàn)鈣質(zhì)小結(jié)核。無(wú)光澤，搖振反應(yīng)中等，干強(qiáng)度低，韌性低，該層厚1.30 m～3.90 m，平均厚度為2.39 m；第③層：第四系上更新統(tǒng)(Q2)粉質(zhì)粘土：沖洪積成因，黃紅色，含錳質(zhì)斑點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊密，稍有光滑，搖振反應(yīng)中等，干強(qiáng)度中等，韌性中等，局部夾有粉土。該層厚9.95 m～13.9 m，平均厚度為11.82 m；第④層：第四系下更新統(tǒng)(Q1)粉質(zhì)粘土：沖洪積成因，灰綠、褐紅色，色雜，稍有光滑，無(wú)搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等。該層厚2.30 m～8.60 m，平均厚度為6.54 m；場(chǎng)地規(guī)定水位標(biāo)高為-5.6 m(自然地坪下4.6 m)。

1.3 周邊環(huán)境

本工程基坑開(kāi)挖線南邊離已建2號(hào)住宅樓(7F1D)最近處13 m，北邊離已建住宅樓(7F1D)最近處27.5 m，西邊離現(xiàn)狀道路6 m，東邊距公交公司圍墻約5 m～11 m。

2 基坑支護(hù)和降水方案設(shè)計(jì)

根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件、周邊環(huán)境條件以及與周邊建筑的關(guān)系，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高及其實(shí)際情況，即自然地坪標(biāo)高平均為-1.000 m，開(kāi)挖深度為現(xiàn)自然地坪下9.4 m(局部10.4 m)。平面范圍上，基坑開(kāi)挖的南北方向長(zhǎng)度150 m，東西方向?qū)挾葹?00 m?；用娣e大，深度較深，土方開(kāi)挖工作量大。結(jié)合工程具體實(shí)踐和計(jì)算結(jié)果，在基坑四周布置一排樁徑800 mm，樁長(zhǎng)20 m，間距1.6 m鉆孔灌注樁支護(hù)，支護(hù)外側(cè)設(shè)樁徑500 mm，樁長(zhǎng)14 m，排距300 mm，間距330 mm咬合式水泥土攪拌樁止水帷幕。

為了防止懸臂樁產(chǎn)生較大的側(cè)向位移和彎矩，分別從上至下設(shè)置錨索2道，對(duì)懸臂樁進(jìn)行有效拉結(jié)灌注樁頂部設(shè)800 mm×600 mm的C30混凝土冠梁。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)闡述

3.1 咬合式水泥攪拌樁咬合施工方法

咬合式水泥土攪拌樁的施工工藝及操作規(guī)程在規(guī)范和其他工藝標(biāo)準(zhǔn)中都有詳細(xì)的論述，在這里重點(diǎn)闡述一下咬合的方法和種類。

咬合的方法主要有以下幾類：

1)前后推進(jìn)式咬合，施工順序?yàn)?→2→3→4→5，施工時(shí)需控制施工速度，保證1，3水泥土攪拌樁未達(dá)到終凝前施工4，5水泥土攪拌樁(見(jiàn)圖1)。

2)前后搭接式咬合，由于施工時(shí)間間歇過(guò)長(zhǎng)，不能采用前后推進(jìn)式咬合施工時(shí)，可采用前后搭接咬合，咬合搭接樁數(shù)不少于3根(見(jiàn)圖2)。

3)交圈搭接式咬合，在施工完畢或兩臺(tái)設(shè)備施工交圈時(shí)，需要采用交圈搭接咬合，咬合搭接樁數(shù)不少于5根(見(jiàn)圖3)。

3.2 灌注樁施工泥漿護(hù)壁

泥漿是樁孔施工中的沖刷液，主要作用是清洗孔底，攜帶鉆渣、平衡土壓力，護(hù)壁防塌、潤(rùn)滑和冷卻鉆頭。泥漿配置時(shí)應(yīng)注意控制四個(gè)方面：

1)控制泥漿液面。

要控制護(hù)筒內(nèi)液面標(biāo)高高于河水面1 m多，必要時(shí)可以安裝水位檢測(cè)燈，由專人看管，以保證足夠水頭壓力，維護(hù)下部孔壁安全。

2)控制泥漿比重。

泥漿比重過(guò)大，失水量大，孔壁易剝落、崩解的可能性就大。泥漿比重過(guò)小，孔內(nèi)水壓力就小，易造成塌孔。泥漿比重控制在1.05～1.15之間。

3)控制泥漿粘度。

粘度過(guò)高會(huì)使泵壓升高，排量顯著減少，鉆速下降，排粉困難，壓力增長(zhǎng)，泥漿粘度控制在18 s～22 s，一般為20 s。

4)控制泥漿pH值。

泥漿pH值的大小，表示了泥漿酸堿性的強(qiáng)弱。pH<7時(shí)，泥漿為酸性，pH值越小，酸性越強(qiáng)；pH>7為堿性，pH值越大，堿性越強(qiáng)；pH=7時(shí)，泥漿為中性。如果pH>11，則泥漿會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象，失去固壁作用。

3.3 預(yù)應(yīng)力錨索施工

1)成孔。在樁頂加設(shè)一道預(yù)應(yīng)力錨索，錨索成孔采用D150型鉆機(jī)進(jìn)行套管跟進(jìn)成孔，套管邊注水邊跟進(jìn)鉆入到成孔設(shè)計(jì)深度，成孔直徑150 mm，與水平面成12°傾角，成孔后鋼絞線由套管放入，第一次注漿完成后拔出套管，如水泥漿下沉則進(jìn)行補(bǔ)漿，直至孔內(nèi)飽滿。

2)錨索。錨索采用直徑7股鋼絞線，自由段要涂黃油防銹，并用塑料薄膜包裹，以保證注漿材料不對(duì)其產(chǎn)生約束。錨索放入時(shí)要確保設(shè)計(jì)深度，沿錨索軸線方向每隔1.5 m設(shè)置1個(gè)定位支架，保護(hù)層厚度不小于20 mm。

3)注漿。注漿采用二次注漿施工工藝，注漿材料采用普硅42.5水泥，水泥用量為60 kg/m3左右，水灰比控制在0.5∶1左右，注漿壓力控制在0.6 MPa～0.9 MPa,漿體強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)達(dá)到M15。一次注漿用φ20的聚氯乙烯管，隨錨索一起放入孔中，管底距孔底0.5 m左右。注漿過(guò)程中，一次注漿管可以逐漸拔出。二次注漿管(φ20的聚氯乙烯管)每隔1 m打2個(gè)對(duì)稱的出漿孔(6 mm)，自由段不打孔。二次注漿出漿孔用雙層防水膠帶封牢，防止一次注漿時(shí)漿液進(jìn)入。一次注漿漿液初凝后(約24 h)進(jìn)行二次注漿，二次注漿壓力控制在1 MPa～2 MPa。

4)錨索的張拉與鎖定。

a.注漿完畢5 d～10 d后，錨固體強(qiáng)度大于20 MPa并不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%時(shí)，方可張拉，張拉前首先處理好腰梁表面錨索孔口使其平整，避免張拉應(yīng)力集中，加墊-300×300×16的鋼板，用60 kN的拉力進(jìn)行預(yù)拉。

b.設(shè)計(jì)要求張拉荷載要達(dá)到設(shè)計(jì)拉力，而鎖定荷載為設(shè)計(jì)拉力的75%，因此張拉時(shí)的錨頭處不放鎖片，張拉荷載達(dá)設(shè)計(jì)拉力后，卸荷到0，在錨頭安插鎖片，張拉到鎖定荷載。

c.張拉過(guò)程中，張拉荷載分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)加荷等級(jí)觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，測(cè)讀錨頭位移不應(yīng)少于3次。當(dāng)張拉等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)拉力時(shí)，保持10 min(砂土)～15 min(粘性土)，在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)測(cè)讀錨頭位移3次，每次測(cè)讀位移值不大于1 mm才算變位趨于穩(wěn)定，否則繼續(xù)觀察其變位直至趨于穩(wěn)定方可。

錨桿與錨索的節(jié)點(diǎn)見(jiàn)圖4。

近些年隨著高層建筑的興起，加上擬建物周邊狀況愈加復(fù)雜，所以不能將深基坑支護(hù)工程僅僅當(dāng)作一個(gè)臨時(shí)性工程，應(yīng)將其作為一個(gè)建筑工程項(xiàng)目重要的措施分項(xiàng)工程，故在實(shí)施施工中要拋棄不愿多投入、湊合將就的心態(tài)，否則一旦基坑支護(hù)工程發(fā)生事故，其所帶來(lái)的影響及損失是十分巨大的，所以基坑支護(hù)施工在建筑工程施工中的重要性毋庸置疑。該工程在基坑支護(hù)施工過(guò)程中嚴(yán)格按照深基坑專家論證方案施工，重點(diǎn)把控上述三點(diǎn)施工關(guān)鍵技術(shù)，最終基坑支護(hù)和降水效果良好，為工程土方開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工提供了有力的安全保障，確保了工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

The application of bored pile combining with cement soil mixing pile in deep foundation pit supporting

Guo Xubo

(ShanxiThirdConstructionEngineeringCompany,Changzhi046011,China)

Based on the characteristics of a construction engineering deep foundation pit adjacent to the surrounding buildings, underground water level was high, using reinforced concrete bored pile combining with occlusion type cement soil mixing pile scheme to make support and precipitation construction is proposed, and discussed the key technology of occlusion type cement mixing pile occlusion construction, bored pile construction mud wall protection, pre-stressed anchor construction, through the construction practice proved that stability foundation pit monitoring, good precipitation effect, solved the difficult problem of excavation works.

foundation pit support, precipitation scheme, reinforced concrete bored pile, cement soil mixing pile

1009-6825(2015)01-0073-03

2014-10-23

郭旭波(1980- )，男，工程師

TU463

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