勁性復(fù)合樁在深基坑支護(hù)工程中的運用

何錦華

（江西省土木建筑設(shè)計院有限公司， 江西 南昌 330038）

近年來，城市地下空間利用高速發(fā)展，越來越多的深基坑工程涌現(xiàn)，勁性復(fù)合樁是一種適用于軟土地區(qū)的裝配式新樁型，本文以南昌市小藍(lán)公共地下停車場深基坑工程的設(shè)計方案為例，介紹勁性復(fù)合樁在深基坑支護(hù)工程中的運用。用同濟(jì)啟明星基坑開挖環(huán)境影響分析軟件JK-3E1.0軟件進(jìn)行有限元分析。本基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為二級?；禹斶叺孛娉d 20kPa均布荷載。樁頂水平位移及沉降位移計算結(jié)果均在30mm以內(nèi)。

1 工程概況

擬建工程位于南昌小藍(lán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，場地中間以鑫維大道為界，將地下室分為兩個部分。工程總面積10448.18m2，為地下一層，框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為淺基礎(chǔ)，設(shè)計室外地坪標(biāo)高約為 19.50m，地下室底板面標(biāo)高為 14.250m，基坑開挖深度為6.1m，A區(qū)基坑開挖面積約5814m2，周長約323m，B區(qū)開挖面積約5845m2，周長約為336m，基坑北面為富山大道，南側(cè)為已建管委會辦公樓，東西二側(cè)為原廣場圍墻，圍墻外側(cè)沿基坑邊線方向分布有幾棟多層建筑，周邊道路兩側(cè)分布有市政管網(wǎng)。

擬建工程場地地勢平坦，據(jù)其巖性及工程地質(zhì)特征，共劃分為 6個工程地質(zhì)層，自上而下為雜填土、雜填土、中砂、粗砂、礫砂、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。勘察期間測得穩(wěn)定水位埋深：1.90～2.70m，主要賦存于中砂、粗砂、礫砂層，基坑開挖標(biāo)高范圍內(nèi)土層以中砂層為主，透水性強(qiáng)，極易發(fā)生流砂、管涌現(xiàn)象。

2 方案比選

依據(jù)本場地巖土工程勘察報告及結(jié)合現(xiàn)場實際踏勘情況，基坑多數(shù)段面空間不足，砂層放坡性較差，不具備天然放坡條件與空間，且本基坑周邊特別是基坑南側(cè)為小藍(lán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)辦公樓及綜合行政大樓，建筑對基坑開挖產(chǎn)生的位移較為敏感，建筑受影響后果嚴(yán)重，故本方案未考慮采用“天然放坡”方式； 基坑四周為道路及多層建筑，且本工程土質(zhì)以砂層為主，地下水位較高極易發(fā)生流砂、管涌造成基坑邊坡塌陷危害周邊建筑安全。通過對各類支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比選，結(jié)合南昌地區(qū)的工程經(jīng)驗，采用單排樁支護(hù)加止水帷幕的支護(hù)形式。樁頂 1450mm范圍輔以1：1.25放坡，坡面噴射混凝土面層，以充分利用周邊空間，減小造價。設(shè)計過程中選擇了二種方案進(jìn)行綜合比選，一種是采用鉆孔灌注樁加水泥攪拌樁止水帷幕，另一種是采用勁性復(fù)合樁，即先用深層攪拌樁機(jī)成孔注漿攪拌，在攪拌后的水泥土初凝前，植入剛性樁構(gòu)成勁性復(fù)合樁。

勁性復(fù)合樁主要特點：可有效提高土體承載力；樁的施工工藝為非擠土樁工藝（即攪拌成孔后植入預(yù)制樁），對周邊環(huán)境影響小；施工減少泥漿排放，使施工現(xiàn)場文明，整潔；成樁速度快，質(zhì)量好，有效縮短工期；預(yù)制樁由預(yù)制工廠生產(chǎn)，質(zhì)量比較可靠，避免了傳統(tǒng)灌注樁的?？?、縮孔、沉渣等質(zhì)量問題。勁性復(fù)合樁相比與傳統(tǒng)鉆孔灌注樁具有施工速度快、造價低、對周邊環(huán)境污染小等特點，且符合國家推廣裝配式的政策，故最終選擇勁性復(fù)合樁的支護(hù)形式。

3 方案設(shè)計

水泥土三軸攪拌樁直徑φ850間距650咬接200，剛性樁采用預(yù)應(yīng)力管樁，直徑800間距1300，即隔一插一，管樁采用預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋混合配筋樁型，既保留了傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力管樁的高強(qiáng)性能，又提高了管樁的水平承載力和延性，管樁型號為PRC-Ⅰ800B110。

地下水穩(wěn)定水位為17.00高于基坑底部約 3.6m，咬合的三軸水泥攪拌樁既可引孔插入管樁形成勁性復(fù)合樁，又可形成止水帷幕，水泥攪拌樁進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化不透水層，可將基坑內(nèi)外水系隔斷，基坑內(nèi)設(shè)置疏干井，將坑內(nèi)水抽干排出，避免因坑內(nèi)降水引起周邊道路建筑沉降，基坑外側(cè)可設(shè)置減壓井，保證外側(cè)水位和設(shè)計水位相符，確?；邮┕ぜ爸苓吔ㄖ踩?/p>

基坑坡頂外側(cè)和基坑底部各修筑截水溝一條，通過對坑的截水、止水、坑內(nèi)疏干設(shè)計，可基本保證基坑在較干狀態(tài)下作業(yè)，止水及必要時利用基坑外觀測井進(jìn)行地下水回灌措施，可較容易將基坑周邊地下水位保持在較為穩(wěn)定狀態(tài)，確?；蛹爸苓叚h(huán)境安全。

基坑設(shè)計采用同濟(jì)啟明星深基坑支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件FRWS8.2版進(jìn)行計算，采

4 施工技術(shù)要求

4.1 三軸攪拌樁施工技術(shù)要求

(1)三軸攪拌樁的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿在施工的全過程，施工中必須碎石檢查施工記錄和計量記錄，重點檢查水泥用量、樁長、鉆頭提升速度、復(fù)攪次數(shù)和噴漿深度、停漿處理方法等。采用“兩噴兩攪”（即攪拌樁主軸正轉(zhuǎn)噴漿攪拌下沉至樁底標(biāo)高，再反轉(zhuǎn)噴漿復(fù)攪提升，下沉和提升時應(yīng)勻速）；

(2)正式開工前應(yīng)做試驗樁，確定合理的施工參數(shù);

(3)施工前，根據(jù)施工圖紙對所有樁體進(jìn)行編號，施工時按編號進(jìn)行施工并及時做好施工記錄。

(4)三軸攪拌樁在下沉和提升過程中保持螺桿勻速轉(zhuǎn)動，勻速下鉆，勻速提升，攪拌下沉速度不超過1米/分鐘，提升速度不超過1.5米/分鐘；

(5)水泥漿的漿液比須通過現(xiàn)場試驗測定，且不低于規(guī)范要求，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制水泥漿漿液配比，為了防止?jié){液離析，水泥漿配置好后不得超過兩小時；

(6)攪拌樁施工時不得出現(xiàn)冷縫，搭接施工的相鄰樁的施工間歇不應(yīng)超過10小時；

(7)為了確保攪拌樁樁位的準(zhǔn)確度和垂直度，須使用定位卡，并注意起吊設(shè)備的平整度和導(dǎo)向架對地面的垂直度；

(8)嚴(yán)禁使用過期水泥，受潮水泥，對每批水泥質(zhì)量進(jìn)行復(fù)核，合格后方能使用；

4.2 混合配筋預(yù)應(yīng)力管樁施工技術(shù)要求

(1按有關(guān)規(guī)范及相應(yīng)圖集對樁進(jìn)行驗收，對其制作資料進(jìn)行驗簽，經(jīng)驗簽后的樁才能堆放投入使用，施工前應(yīng)再次逐根檢查，即檢查樁有無嚴(yán)重質(zhì)量問題。

(2)攪拌樁制作后應(yīng)立即插入管樁，時間間隔不超過20分鐘；管樁插入必須保證管樁垂直度，管樁插入誤差按相應(yīng)的規(guī)程控制；

(3)支護(hù)樁應(yīng)由有專門資質(zhì)的施工單位組織施工，水泥土攪拌采用三軸攪拌樁設(shè)備進(jìn)行施工，采用“兩噴兩攪”施工工藝，攪拌樁應(yīng)采用套接一孔法施工，在樁體范圍內(nèi)必須做到水泥攪拌均勻。

5 結(jié)語

勁性復(fù)合樁是一種適用于軟土地區(qū)的裝配式新樁型，具有施工速度快、造價低、對周邊環(huán)境污染小等特點，近年來在沿海地區(qū)運用比廣泛，主要運用于工程樁，在支護(hù)樁中也有運用，遇到較深的基坑可增加錨索或內(nèi)支撐形成錨拉式支擋結(jié)構(gòu)或支撐式支擋結(jié)構(gòu)。外芯一般采用水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁，外芯樁互相咬接可作為止水帷幕，內(nèi)芯一般采用延性更好的混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。

[1]JGJ120-2012.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[M].中國建筑工業(yè)出版社

[2]JGJ94-2008.建筑樁基設(shè)計規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社

[3]GB50010-2010.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[M].中國建筑工業(yè)出版社

[4]JGJ/T327-2014.勁性復(fù)合樁技術(shù)規(guī)程[M].中國建筑工業(yè)出版社