水泥攪拌樁、灌注樁與內(nèi)支撐梁組合支護技術(shù)在深基坑中的應(yīng)用

陳 瓊

廣東德封建設(shè)工程有限公司 廣東廣州 510507

1 工程概況

某工程設(shè)有地下室三層，本項目基坑開挖深度約13.6m，基坑周長約280m，場地±0.000 相當于絕對標高8.750m，本基坑側(cè)壁安全等級為一級。

地質(zhì)情況為：1- 1 雜填土，1- 2 素填土，2- 1 淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，2- 2 淤泥質(zhì)砂土，3- 1 可塑狀粉質(zhì)黏土，3- 2 硬塑狀粉質(zhì)黏土，4- 1 全風化泥質(zhì)粉砂巖帶，4- 2 強風化泥質(zhì)粉砂巖帶，4- 3 中風化泥質(zhì)粉砂巖帶，4- 4 微風化泥質(zhì)粉砂巖帶。

本工程場地地下水類型主要有孔隙水、基巖裂隙水，主要賦存于第四系填土層中；地下水位埋深為3.1～5.1m，平均4m，地下水位埋深標高為3.7～5.5m，平均4.6m。

2 施工工藝

施工流程：攪拌樁施工→旋挖灌注樁施工→鋼格構(gòu)柱施工→冠梁、腰梁、內(nèi)支撐施工→開挖至基坑底。

2.1 攪拌樁施工

2.1.1 攪拌樁施工工藝三軸攪拌樁樁機定位→水泥漿制作→上、下噴漿并攪拌→二次上、下噴漿并攪拌→清洗→樁機移位。

2.1.2 施工方法

（1）定位：三軸水泥攪拌樁機到達作業(yè)樁位附近，若地面凹凸不平，高低落差較大的先用機械平整，若高低落著不太的則采用三軸攪拌樁機的液壓平衡裝置讓起吊設(shè)備保持水平。然后對鉆桿長度、鉆頭直徑等進行作業(yè)前檢查，待機械通過檢查與驗收后將樁機移到指定位置并對好樁位。

（2）制備水泥漿：水泥采用強度為P.O42.5R，水泥用量為220kg/ m3，1～1.5 的水灰比，水泥漿制作過程中加水要使用定量的容器或器具，以控制用水量。三軸攪拌機下沉到設(shè)計標高后方可配制水泥漿。

（3）水泥攪拌樁機下沉、噴漿、攪拌：水泥攪拌樁機的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)正常后方可啟動攪拌樁機電機，均速放松攪拌樁機的吊索，攪拌樁機會沿導向架進行攪拌切土下沉，下沉的速度于電機的電流監(jiān)測表進行控制。下沉的速度小于或等于0.8m/ min，當攪拌樁進入土層后開始噴漿、攪拌，在噴漿的過程中，需不斷地進行攪拌。施工過程中需對設(shè)備運行及地層變化的情況進行觀察，當鉆頭下沉到攪拌樁樁底設(shè)計標高時，必須立即停止鉆進。

（4）水泥攪拌樁機提升、噴漿、攪拌：攪拌樁樁機提升鉆頭時需進行噴漿、攪拌，提升的速度為0.6～1.0m/ min。攪拌樁于噴漿過程中時，必須不斷地進行攪拌，以防止水泥漿離析，提升至離地面50cm 處，立刻停止噴漿，噴漿量通過電腦自動計錄后記錄存檔。

（5）二次下沉、提升及噴漿、攪拌：第一次下沉、提升及噴漿、攪拌完成之后，繼續(xù)進行再次下沉鉆頭進行補漿的噴漿，攪拌至設(shè)計標高位置。進行再次提升噴漿、攪拌，進一步均勻拌和?？咨罘秶鷥?nèi)的各段補漿量均由電腦自動控制，各段噴漿量均相等，水泥漿亦使用完畢。

（6）清洗攪拌樁機管道的水泥漿及粘附的軟土：樁機停止施工或施工之間的間歇時間過長，則向水泥漿攪拌桶內(nèi)加入清水，灰漿泵開啟運行，清洗所有管中殘留的水泥漿，同時將粘附于攪拌頭的軟土清洗。

2.1.3 水泥攪拌樁工程質(zhì)量保證措施

（1）三軸攪拌樁所使用的材料與用量均需按照設(shè)計要求，如水泥的品種、等級標號、水泥漿水灰比。

（2）攪拌樁的樁身強度、質(zhì)量、斷面尺寸、深度、搭接情況整體穩(wěn)定等 必須符合設(shè)計要求。

（3）水泥：設(shè)計要求采用P.O42.5R 普通硅酸鹽散裝水泥，水泥進場時必須配備出廠合格證、檢驗報告單，并按要求進行監(jiān)理見證取樣送第三方正規(guī)檢測機構(gòu)復試并合格后方使用。

（4）灰量：不得超過設(shè)計或規(guī)范要求的規(guī)定值的±5%。

（5）攪拌樁樁徑：需采用與樁徑相應(yīng)大小的鉆頭，如已磨損至無法達到要求的必須更換。

（6）為保證壓漿過程中不發(fā)生斷漿的現(xiàn)象，必須嚴格控制噴漿與攪拌的速度，并控制重復下沉與提升速度。

（7）攪拌樁施工完成且達到齡期之后，需采用人工鑿除攪拌樁樁頂?shù)母{段，方能實施下一道工序的施工。需填筑路堤或施加荷載，必須待樁體施工完成一個月且驗收合格后。

（8）水泥攪拌樁、所有施工機械均由技術(shù)負責人進行編號，安排專職施工員負責水泥攪拌樁的施工，旁站水泥攪拌樁的施工全過程。將現(xiàn)場技術(shù)員、施工員、鉆機長、班組負責人、水泥攪拌樁的樁長及樁距等制成標牌懸掛在鉆機最明顯的位置，確保人員到位與責任到人。

2.2 旋挖灌注樁（含鋼格構(gòu)柱）施工

2.2.1 施工工藝流程

施工準備（鋼筋籠制作、泥漿制備等）→鉆機就位、鉆進→驗孔→吊裝鋼筋籠（鋼格構(gòu)柱）→灌注水下混凝土

2.2.2 鋼筋籠制作

鋼筋、直螺紋套筒等原材料進場必須具備產(chǎn)品質(zhì)保書、出廠合格證，鋼筋經(jīng)復試合格后使用。鋼筋下料必須符合設(shè)計圖紙要求的規(guī)格、長度。鋼筋籠主筋長度允許偏差為±50mm，連接采用直螺紋套筒連接；加強箍筋采用雙面焊，螺旋筋和主筋連接采用點焊連接。為確保鋼筋籠保護層厚度，設(shè)置保護墊塊固定于鋼筋籠外徑主筋上，間距不大于2m，同一截面內(nèi)不少于三個。

2.2.3 泥漿制備

采用原土進行造漿，新配制泥漿必須進行試驗檢測，合格后方可使用。

2.2.4 鉆機就位及鉆進

（1）護筒埋設(shè)：鉆孔開始前埋設(shè)護筒，以保證鉆機沿樁位垂直方向順利工作，同時保護孔口和提高樁孔內(nèi)的泥漿面。護筒采用鋼板卷制，角鋼加固，內(nèi)徑比設(shè)計樁徑大100mm，中心位置與樁心偏差不大于20mm。護筒埋設(shè)與坑壁之間用粘土分層夯填密實，以防漏漿，并在護筒的上口邊緣開設(shè)溢漿口，便于泥漿溢出流回泥漿池，進行回收和循環(huán)。

（2）鉆機就位檢查：鉆機就位時要求機身保持平穩(wěn)，磨盤中心、鉆桿中心、樁位中心必須保證三點一線。鉆桿垂直度，采用測錘及經(jīng)緯儀在相互垂直的方向上進行檢測[1]。

（3）泥漿護壁鉆進：鉆機在成孔過程中，需經(jīng)常進行泥漿檢測，性能指標：比重1.1～1.3g/ cm3、粘度18～22s、含砂率4%～8%。

（4）當達到設(shè)計孔深時，采用測錘檢查孔深，并采用測斜儀或超聲波測井儀進行成孔垂直度檢查。

（5）終孔驗收、清孔：成孔深度必須符合設(shè)計要求，沉渣厚度不得大于200mm。

2.2.5 鋼筋籠吊放

（1）入孔：鋼筋籠應(yīng)吊直扶穩(wěn)，對準孔位緩慢下沉，不得搖晃碰撞孔壁和強行入孔，入孔后將鋼筋籠固定，以防在安裝導管及灌注混凝土時發(fā)生搖晃或上、下浮籠等現(xiàn)象。

（2）二次清孔：鋼筋籠入孔后，進行二次清孔以確?；炷凉嘧①|(zhì)量，二次清孔質(zhì)量指標：沉渣厚度≤200mm、泥漿比重：1.10～1.30g/ cm3、黏度：18～22s、含砂率：4%～8%。

2.2.6 格構(gòu)柱安裝

（1）格構(gòu)柱制作：按設(shè)計施工圖紙，在現(xiàn)場進行加工，格構(gòu)柱由400×200×10mm 綴板和4L200×20mm 角鋼焊接而成，角鋼與綴板連接處全部滿焊。

（2）在鋼格構(gòu)柱鉆孔施工時，必須保證鉆孔的垂直度，以保證鋼格構(gòu)柱吊裝時的垂直度。

2.2.7 混凝土灌注

（1）導管安裝：混凝土灌注導管采用φ250 導管，管間采用絲扣聯(lián)結(jié)牢固并加設(shè)密封圈，內(nèi)壁光滑無阻，組拼后采用球塞、檢查錘作通過實驗，順利通過為合格。導管安裝前應(yīng)做水密試驗，試驗過程中不得有泌水現(xiàn)象，水頭壓力不小于實際灌注時的壓力。導管置于樁孔中間，并在管內(nèi)臨近泥漿面位置用鐵絲吊掛隔水栓。管口與孔底保持30～50cm 間距，確保隔水栓及混凝土通暢。

（2）混凝土灌注：灌注首批混凝土量應(yīng)使導管埋入混凝土中深度不小于1.0m，首批混凝土不得少于1.5m3?；炷凉嘧⒈仨毐３诌B續(xù)進行，始終保持導管埋深在2～3m 左右，為確保樁頭砼質(zhì)量達到設(shè)計要求，樁頂標高應(yīng)超澆50cm 以上，澆注過程應(yīng)做好詳細記錄?；炷凉嘧⑦^程中，確?；炷辆哂辛己玫暮鸵仔?，坍落度控制在180～220mm，并按照相關(guān)規(guī)范要求留置試塊及養(yǎng)護，每根樁不少于1 組。實際澆筑混凝土量與理論混凝土量之比不得小于1，即混凝土充盈系數(shù)不得小于1。

2.3 內(nèi)支撐施工

2.3.1 灌注樁頂破除

冠梁采用分段施工，表層土開挖至灌注樁頂位置時用風鎬破除樁頂?shù)幕炷粮{層，清理干凈，露出實樁混凝土面和鋼筋，彎曲鋼筋采用機械調(diào)直。

綁扎冠梁和第一道混凝土支撐鋼筋，支模，澆筑混凝土，每段混凝土支撐與相連冠梁應(yīng)一次澆筑完成。

基坑開挖至第二道混凝土支撐0.5m 后，清理平整圍護結(jié)構(gòu)和基坑底面，鑿出并扳直灌注樁中預(yù)埋的腰梁連系筋。其余部分同冠梁中混凝土支撐施工[2]。

2.3.2 墊層（底模）施工

在混凝土支撐位置挖至相應(yīng)標高，夯平后，澆筑10cm 厚C15 混凝土墊層，并涂上脫模劑（或鋪貼塑料薄膜作隔離層），支撐梁寬度兩邊加大200mm 為墊層寬度，墊層的表面需平整且標高一致。

2.3.3 支撐梁側(cè)模施工

按照支撐梁的設(shè)計平面圖，將支撐梁的位置軸線于墊層上彈出來，立模的位置也一并彈出，模板用厚18mm的木板以及φ48mm 的鋼管進行支設(shè)，于模板高度的1/ 2處加設(shè)φ12 對拉螺桿一道，以防模板出現(xiàn)漲模。

立模前，應(yīng)將鋼筋內(nèi)的雜物、泥漿清理干凈，模板的拼縫要嚴密，支撐要牢固，以防止爆板及漏漿，立模要保證混凝土支撐的形狀、尺寸、位置和標高符和設(shè)計要求，模板的支撐系統(tǒng)應(yīng)有足夠的強度和剛度。模板安裝前應(yīng)刷好脫模劑，應(yīng)在混凝土表面及棱角不因拆模而受損壞的情況下拆除模板。

3 結(jié)語

鉆孔灌注樁保證了基坑支護的剛度，水泥攪拌樁保證了基坑支護的止水性，支撐消除了基坑開挖后出現(xiàn)的土層傾向壓力，三者結(jié)合大大提高了基坑支護的質(zhì)量及安全性，為基坑開挖創(chuàng)造了有利條件。