灌注樁結合水泥土攪拌樁在深基坑支護中的應用

郭 旭 波

(山西省第三建筑工程公司，山西 長治 046011)

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灌注樁結合水泥土攪拌樁在深基坑支護中的應用

郭 旭 波

(山西省第三建筑工程公司，山西 長治 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，提出了采用鋼筋混凝土灌注樁結合咬合式水泥土攪拌樁進行支護和降水施工的方案，并對咬合式水泥攪拌樁咬合施工、灌注樁施工泥漿護壁、預應力錨索施工的關鍵技術作了論述，通過施工實踐監測證明，基坑圍護穩定，降水效果良好，解決了挖土作業難的問題。

基坑支護，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

擬建場地位于太行西街北側，東臨公交公司，南臨新華書店，西靠規劃緯六路，北臨規劃緯七路，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絕對標高為925.800 m，施工現場現地面標高為924.800 m，根據設計要求，該工程從現地面向下開挖深度地下車庫為9.4 m，平面范圍上，基坑開挖的南北方向長度150 m，東西方向寬度為100 m。

1.2 地質勘察報告

擬建場地土層共分為五層：第①層：第四系全新統(Q4)雜填土：主要以粉土為主，褐色，含磚屑、炭屑等雜質，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(Q3)粉土：沖洪積成因，黃色、黃褐色，可見鈣紋，偶見鈣質小結核。無光澤，搖振反應中等，干強度低，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(Q2)粉質粘土：沖洪積成因，黃紅色，含錳質斑點，結構緊密，稍有光滑，搖振反應中等，干強度中等，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(Q1)粉質粘土：沖洪積成因，灰綠、褐紅色，色雜，稍有光滑，無搖振反應，干強度中等，韌性中等。該層厚2.30 m～8.60 m，平均厚度為6.54 m；場地規定水位標高為-5.6 m(自然地坪下4.6 m)。

1.3 周邊環境

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

2 基坑支護和降水方案設計

根據場地地質條件、周邊環境條件以及與周邊建筑的關系，結合現場地面標高及其實際情況，即自然地坪標高平均為-1.000 m，開挖深度為現自然地坪下9.4 m(局部10.4 m)。平面范圍上，基坑開挖的南北方向長度150 m，東西方向寬度為100 m。基坑面積大，深度較深，土方開挖工作量大。結合工程具體實踐和計算結果，在基坑四周布置一排樁徑800 mm，樁長20 m，間距1.6 m鉆孔灌注樁支護，支護外側設樁徑500 mm，樁長14 m，排距300 mm，間距330 mm咬合式水泥土攪拌樁止水帷幕。

為了防止懸臂樁產生較大的側向位移和彎矩，分別從上至下設置錨索2道，對懸臂樁進行有效拉結灌注樁頂部設800 mm×600 mm的C30混凝土冠梁。

3 施工關鍵技術闡述

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程在規范和其他工藝標準中都有詳細的論述，在這里重點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)前后推進式咬合，施工順序為1→2→3→4→5，施工時需控制施工速度，保證1，3水泥土攪拌樁未達到終凝前施工4，5水泥土攪拌樁(見圖1)。

2)前后搭接式咬合，由于施工時間間歇過長，不能采用前后推進式咬合施工時，可采用前后搭接咬合，咬合搭接樁數不少于3根(見圖2)。

3)交圈搭接式咬合，在施工完畢或兩臺設備施工交圈時，需要采用交圈搭接咬合，咬合搭接樁數不少于5根(見圖3)。

3.2 灌注樁施工泥漿護壁

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，護壁防塌、潤滑和冷卻鉆頭。泥漿配置時應注意控制四個方面：

1)控制泥漿液面。

要控制護筒內液面標高高于河水面1 m多，必要時可以安裝水位檢測燈，由專人看管，以保證足夠水頭壓力，維護下部孔壁安全。

2)控制泥漿比重。

泥漿比重過大，失水量大，孔壁易剝落、崩解的可能性就大。泥漿比重過小，孔內水壓力就小，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。

粘度過高會使泵壓升高，排量顯著減少，鉆速下降，排粉困難，壓力增長，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弱。pH<7時，泥漿為酸性，pH值越小，酸性越強；pH>7為堿性，pH值越大，堿性越強；pH=7時，泥漿為中性。如果pH>11，則泥漿會產生分層現象，失去固壁作用。

3.3 預應力錨索施工

1)成孔。在樁頂加設一道預應力錨索，錨索成孔采用D150型鉆機進行套管跟進成孔，套管邊注水邊跟進鉆入到成孔設計深度，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，如水泥漿下沉則進行補漿，直至孔內飽滿。

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其產生約束。錨索放入時要確保設計深度，沿錨索軸線方向每隔1.5 m設置1個定位支架，保護層厚度不小于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,漿體強度等級應達到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個對稱的出漿孔(6 mm)，自由段不打孔。二次注漿出漿孔用雙層防水膠帶封牢，防止一次注漿時漿液進入。一次注漿漿液初凝后(約24 h)進行二次注漿，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，錨固體強度大于20 MPa并不小于設計強度的80%時，方可張拉，張拉前首先處理好腰梁表面錨索孔口使其平整，避免張拉應力集中，加墊-300×300×16的鋼板，用60 kN的拉力進行預拉。

b.設計要求張拉荷載要達到設計拉力，而鎖定荷載為設計拉力的75%，因此張拉時的錨頭處不放鎖片，張拉荷載達設計拉力后，卸荷到0，在錨頭安插鎖片，張拉到鎖定荷載。

c.張拉過程中，張拉荷載分級進行，每級加荷等級觀測時間內，測讀錨頭位移不應少于3次。當張拉等級達到設計拉力時，保持10 min(砂土)～15 min(粘性土)，在觀測時間內測讀錨頭位移3次，每次測讀位移值不大于1 mm才算變位趨于穩定，否則繼續觀察其變位直至趨于穩定方可。

錨桿與錨索的節點見圖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雜，所以不能將深基坑支護工程僅僅當作一個臨時性工程，應將其作為一個建筑工程項目重要的措施分項工程，故在實施施工中要拋棄不愿多投入、湊合將就的心態，否則一旦基坑支護工程發生事故，其所帶來的影響及損失是十分巨大的，所以基坑支護施工在建筑工程施工中的重要性毋庸置疑。該工程在基坑支護施工過程中嚴格按照深基坑專家論證方案施工，重點把控上述三點施工關鍵技術，最終基坑支護和降水效果良好，為工程土方開挖和基礎施工提供了有力的安全保障，確保了工程項目的順利進行。

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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