H型鋼水泥土攪拌樁在基坑支護工程中的應(yīng)用探究

許豐富

福建省瀧澄建設(shè)集團有限公司，福建 漳州 363100

0 引言

當(dāng)前，地下空間得到深入開發(fā)，為基坑支護技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用創(chuàng)造了更好條件。依托在基坑支護工程中引入H 型鋼水泥土攪拌樁，能夠?qū)崿F(xiàn)加勁復(fù)合樁體結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，促使基坑支護工程的施工質(zhì)量提升。此時，主要發(fā)揮出了H 型鋼剛度較大、水泥土攪拌樁抗?jié)B性強的優(yōu)勢，實現(xiàn)了基坑整體抗傾覆能力的增強。

1 項目概述

龍海領(lǐng)秀錦地工程位于漳州龍海市榜山鎮(zhèn)柯坑社，平寧路與紫云路交叉口東南側(cè)，由7 棟25～27 層的住宅樓，1～2 層商業(yè)裙房，設(shè)一層地下室，擬采用樁基礎(chǔ)。本工程現(xiàn)狀整平后場地不高于4.50m、5.00m 和5.60m（黃海高程），基坑開挖計算深度為至承臺墊層底高程-1.20m 和筏板墊層底調(diào)和-1.40m（黃海高程），基坑邊線周長約526m，基坑面積約17078m2，土方開挖量約11 萬m3。該工程中，施工現(xiàn)場的淤泥層較厚，因此主要引入了H 型鋼水泥土攪拌樁。

2 基坑支護工程施工方案

（1）施工設(shè)備。本工程施工中使用的機械設(shè)備主要有：三軸攪拌機，型號為JBJ160A850，最大攪拌深度為38m；挖掘機，型號為PC-200；注漿泵，型號為W-2.8/5；液壓壓樁機；自動拌漿系統(tǒng)；空壓機；液壓起拔機；吊車。

（2）工藝要求。對項目內(nèi)容以及施工現(xiàn)場地質(zhì)條件進行分析可得出，本工程的基坑位于淤泥層中，使用H 型鋼水泥土攪拌樁作為豎向支護結(jié)構(gòu)。實踐中，相應(yīng)樁端需要穿過淤泥層，并進入硬土層中。因此，本工程主要使用了SMW 工法樁+錨桿支護的模式，引入的材料包括鋼筋、水泥、商品砼、鋼絞線、鋼絲網(wǎng)、中砂等。

（3）工藝步驟。在本工程中，SMW 工法樁+錨桿支護的施工流程主要為：坡頂3m 范圍內(nèi)高于整平標(biāo)高的土方必須整平，低于整平標(biāo)高的區(qū)域可以不處理；基槽開挖；單軸水泥攪拌樁施；三軸水泥土攪拌樁施工；插H 型鋼；冠梁施工；施工錨桿；分層分段土方開挖；土方分層、分段開挖至基坑底設(shè)計標(biāo)高；地下室結(jié)構(gòu)施工；土方回填。

3 基于H 型鋼水泥土攪拌樁的基坑支護工程施工技術(shù)要點探究

3.1 施工參數(shù)的確定

在展開大面積施工前，為了更好保證施工質(zhì)量以及施工方案的可行性，必須先展開試樁操作，并同時完成施工參數(shù)的確定。在此過程中，需要確定的施工參數(shù)主要包括：制備水泥漿的水灰比、泵送壓力、泵送時間、復(fù)攪深度等等［1］。通過試樁中上述參數(shù)的分析與記錄，可以明確后續(xù)大規(guī)模水泥土攪拌樁施工的優(yōu)化參數(shù)。

3.2 測量放線與布網(wǎng)

在進行測量放線的過程中，需要調(diào)取由建設(shè)單位提供的平面控制樁和水準(zhǔn)點，在復(fù)測達到規(guī)定精度后方以此為參考實施測量放線，并對施工控制網(wǎng)實施定期復(fù)測。處于測量放線準(zhǔn)確性的考量，必須在實際操作前對所使用的測量儀器展開校驗，保證其始終穩(wěn)定在良好狀態(tài)下。

3.3 導(dǎo)溝開挖

導(dǎo)溝的位置設(shè)定在基坑圍護內(nèi)邊控制線附近，在其外側(cè)進行開挖操作。此時，使用的機械設(shè)備為挖掘機。在本工程中，主要將導(dǎo)溝的尺寸控制在1.2 m×1.2m。完成導(dǎo)溝開挖后，需要對距離導(dǎo)溝槽3m以內(nèi)的區(qū)域展開清理操作，包括雜物、障礙物、余土等等，避免對后續(xù)施工產(chǎn)生不良影響。

3.4 水泥漿注入

完成上述操作后，即可落實樁機就位以及水泥漿注入操作。當(dāng)將樁基運輸至工作區(qū)域后，必須安排專人樁機位置實施復(fù)核，將樁基的位置偏差穩(wěn)定在20mm 的范圍內(nèi)；將鉆桿垂直度誤差穩(wěn)定在0.5%的范圍內(nèi)［2］。在施工前，需要標(biāo)記鉆桿，并將攪拌樁的樁長度控制在設(shè)計樁長的長度之上。

在進行水泥漿的注入前，必須要完成水泥漿的高質(zhì)量充足制備，并對其參數(shù)、強度、配比等展開重點控制。在本工程的實踐中，主要應(yīng)用了普通硅酸鹽水泥，并將水泥漿中的水灰比穩(wěn)定在1.5～2的范圍內(nèi)。在完成水泥漿制備之后，應(yīng)當(dāng)立即展開注漿操作，防止水泥漿失效。實踐中，將注漿壓力穩(wěn)定在2.5MPa 及以上。

3.5 鉆進攪拌

在流量計的支持下控制水泥漿注入量，水泥攪拌樁下沉與提升施工的質(zhì)量。在本工程中，主要將攪拌下沉的速度穩(wěn)定在每分鐘0.5～1m的范圍內(nèi)；將提升速度穩(wěn)定在1～2m/min的范圍內(nèi)；控制下沉與提升操作始終處于勻速狀態(tài)。需要注意的是，水泥土攪拌樁搭接施工的時間間隔應(yīng)當(dāng)控制在24h 以內(nèi)，一旦超出24h，則必須要適當(dāng)降低攪拌速度，以此保證水泥土攪拌樁搭接施工的質(zhì)量。

3.6 插入H 型鋼

在本工程中，選用的H型鋼型號為NH700mm×300mm×13mm×24mm，在攪拌樁施工結(jié)束后，于30min 內(nèi)落實H 型鋼的插入。在展開H 型鋼的實際插入前，必須提前對其表面的鐵銹、污漬等實施全面清理操作，并均勻涂刷減摩劑，保證內(nèi)插H型鋼施工順利展開的同時提升施工質(zhì)量［3］。實踐中，在液壓壓樁機的支持下吊起H 型鋼，將其運輸至制定區(qū)域，并壓入水泥土攪拌樁內(nèi)。在此過程中要注意的是，嚴(yán)禁在H 型鋼壓入過程中實施重復(fù)起吊插入操作，應(yīng)當(dāng)保證一次插入成功。與此同時，需要關(guān)注H 型鋼在插入過程中的垂直度與平整度，防止扭曲現(xiàn)象的發(fā)生。

3.7 擴孔式預(yù)應(yīng)力錨桿施工

預(yù)應(yīng)力錨桿的拉桿采用15.2 有粘結(jié)鋼絞線，有粘結(jié)鋼絞線采用專用承載體，自由段外層涂黃油后套A20 塑料管；將純水泥漿灌注于錨桿內(nèi)部，此時可以選用強度為P.O 42.5 的普通偏硅酸水泥，并在實際的水泥漿配置中將水灰比穩(wěn)定在0.5:1 左右；出于對強化早期強度的考量，需要在水泥漿中加入適量的早強劑。重點將漿體無側(cè)限抗壓強度保持在30MPa 及以上；在對預(yù)應(yīng)力錨桿展開實際施工處理前，必須參考典型巖土層的不用引入錨桿抗拔基本試驗，此時，要將每種錨固段的巖土層基本試驗根數(shù)控制在3 根及以上，并將試驗時間設(shè)定在錨固漿體達到28d 齡期。需要注意的是，若是在之間的水泥漿制備中在其中加入了早強劑，則要將試驗時間設(shè)定在錨固漿體達到15d齡期、且錨墩砼強度達到80%后展開。桿體插入孔內(nèi)時，應(yīng)避免鋼絞線在孔內(nèi)彎曲或扭轉(zhuǎn)，沿拉桿長度每隔1.5m 布設(shè)一個定位器（架線環(huán)）。

錨桿注漿宜采用兩次注漿工藝，若一次注漿錨桿承載力可滿足設(shè)計要求，那么就可以應(yīng)用一次注漿工藝完成施工。在本工程的實踐中，主要應(yīng)用了單管高壓旋噴注漿的施工工藝，在高壓旋噴在擴孔段，依托高壓注漿促使具備較大直徑的錨固體形成，此時產(chǎn)生的錨固體直徑一般穩(wěn)定在400mm 及以上。在此過程中，主要工藝參數(shù)需要落實如下控制：設(shè)定高壓泵的泵壓在15MPa及以上；水泥漿的水灰比穩(wěn)定在1:1即可；水泥用量控制在200kg/m3及以上；擴孔注漿鉆進速度維持在150～250mm/min 的范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

綜合所述，H 型鋼水泥土攪拌樁的引入可以提升基坑支護工程的質(zhì)量。在明確施工要求、流程的基礎(chǔ)上，通過施工參數(shù)的確定、測量放線、導(dǎo)溝開挖、水泥漿注入、鉆進攪拌、插入H型鋼，完成了H 型鋼水泥土攪拌樁施工，強化了基坑支護效果。