全套管咬合砂漿止水樁在基坑工程中的應(yīng)用

黃康人

(1.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司 福建龍巖 364000；2.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心 福建龍巖 364000)

全套管咬合砂漿止水樁在基坑工程中的應(yīng)用

黃康人1,2

(1.福建永強(qiáng)巖土股份有限公司 福建龍巖 364000；2.福建省巖土與環(huán)境企業(yè)工程技術(shù)研究中心 福建龍巖 364000)

隨著地下空間開發(fā)和高層建筑的發(fā)展，深基坑施工與日俱增。大部分深基坑工程處于城市中密集的高層建筑群內(nèi)，不僅施工場(chǎng)地狹小，工程基礎(chǔ)與周邊建筑物基礎(chǔ)緊密相連，基坑開挖過程容易造成周邊地下水滲漏，引發(fā)周圍土體變形，引起周圍建筑物的沉降，嚴(yán)重的影響地下工程的施工質(zhì)量、施工效率、施工環(huán)境、施工安全。針對(duì)以上問題，本文結(jié)合實(shí)際工程案例，提出一種新型的基坑止水方式—全套管咬合砂漿止水樁基坑止水技術(shù)，并對(duì)全套管咬合砂漿止水樁性能、施工工藝及實(shí)際工程應(yīng)用效果進(jìn)行研究，以供類型工程借鑒。

全套管咬合砂漿樁；止水效果；施工工藝；基坑支護(hù)

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引 言

隨著地下空間開發(fā)和高層建筑的發(fā)展，深基坑施工與日俱增，深基坑工程支護(hù)止水效果的要求也越來越高。目前，我國(guó)常見的基坑支護(hù)止水方法有攪拌水泥土樁法、旋噴注漿法、鉆孔素混凝土(鋼筋混凝土)樁止水帷幕等幾種止水形式。上述幾種基坑支護(hù)方法可以根據(jù)需要單獨(dú)或組合使用，但總體上均不能用于硬質(zhì)土層，施工范圍受到局限，且消耗的水泥量大，成本高，還因凝結(jié)短，早期強(qiáng)度高，當(dāng)出現(xiàn)機(jī)械故障、停水、停電等情況后，無法按計(jì)劃咬合成樁施工，往往需要另外補(bǔ)樁，增加施工成本。而全套管咬合砂漿止水樁結(jié)合以上常見基坑支護(hù)止水方法優(yōu)點(diǎn)，充分利用全套管里取土的砂石，配以水、少量的水泥或石灰攪拌成砂漿作為樁體材料，樁體相互咬合形成整體樁墻，具有較高的強(qiáng)度及抗?jié)B、擋土能力。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目場(chǎng)地地質(zhì)概況

場(chǎng)地位于龍巖市曹溪鎮(zhèn)，場(chǎng)地西側(cè)為曹溪中路(距離紅線處有一寬約3m的排水溝)，東側(cè)為現(xiàn)住校區(qū)(空地)，南側(cè)為閩大路(距離紅線處有一寬約2m的排水溝)，北側(cè)為本工程其他兩棟建筑及規(guī)劃用地，現(xiàn)為空地。基坑平面見(圖1)。基坑開挖面積3985.29m2，設(shè)有一層地下室，開挖深度6-7m。基坑平面見(圖2)。

圖1 基坑平面圖

場(chǎng)地主要土層分布如下：①人工雜填土：松散-稍密，厚1.0-5.8m；②粉質(zhì)粘土：濕-稍濕，厚0.7-5.0m；③圓礫：稍密-中密，厚0.5-7.10m；④含角礫粉質(zhì)粘土：可塑-濕，厚7.5-12.1m；⑤殘積土粘土：可塑-應(yīng)塑，厚7.5-12.1m；⑥殘積礫質(zhì)粘性土：可塑-濕，厚2.3-13.6m；⑦二疊系下統(tǒng)棲霞組灰?guī)r：薄層狀構(gòu)造。場(chǎng)地地下水主要為賦存于粘性土及圓礫的空隙中的孔隙水、賦存于灰?guī)r裂隙的網(wǎng)狀裂隙水及灰?guī)r溶洞溶隙的巖溶水，穩(wěn)定水位一般為1.30～4.13m。靠東側(cè)地下徑流及大氣降水入滲補(bǔ)給，通過蒸發(fā)及向西、北側(cè)逕流排泄。典型地質(zhì)剖面見(圖2)。

圖2 典型地質(zhì)剖面

1.2 主要技術(shù)難點(diǎn)

①擬建建筑物場(chǎng)地東、南兩側(cè)緊具有構(gòu)造物，不具備放坡開挖的條件。

②場(chǎng)地位于鬧市區(qū)，對(duì)振動(dòng)、噪音、變形、環(huán)保要求嚴(yán)格。

②場(chǎng)地地下水位高且正逢雨季施工，基坑開挖過程容易發(fā)生突涌、流砂、滲漏等工程質(zhì)量問題。

1.3 設(shè)計(jì)方案

本工程主要采用自然放坡+全套管咬合砂漿止水樁支護(hù)形式。

基坑西、北側(cè)：采用自然放坡結(jié)合噴射C20混凝土。水泥為32.5復(fù)合水泥，配合比為水泥∶砂∶石子=1∶2∶2，鋼筋采用HRB335(≥12mm)、HPB325(<12mm)兩種，鋼筋保護(hù)層厚≥20mm。

東、南兩側(cè)：采用全套管咬合砂漿樁(樁徑1000mm，咬合150mm)輔助擋土兼止水作用。砂漿樁的強(qiáng)度等級(jí)為M2.5，稠度取5～7cm，施工時(shí)所使用的配合比為水泥：石灰∶中砂∶水=0.175∶0.067∶1.015∶0.4。砂漿樁樁端應(yīng)穿透卵石層，并進(jìn)入不透水層不小于1500mm，且進(jìn)入基坑以下2000mm。

2 施工技術(shù)原理

采用大激振力中、高頻振動(dòng)錘進(jìn)行全套管的沉入施工，通過旋挖鉆機(jī)進(jìn)行管內(nèi)取土，取土完成后，將取土的砂土配以水、水泥或石灰投入攪拌機(jī)攪拌均勻形成混合砂漿，然后倒入鋼套管內(nèi)，拔出鋼套管形成單根A砂漿樁，移動(dòng)樁機(jī)至第二樁位處，施工第二根樁B，第二樁與第一樁相互咬合以便形成整體樁墻。施工順序見(圖3)。

圖3 施工順序示意圖

3 主要施工流程及技術(shù)質(zhì)量控制

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程為：場(chǎng)地平整→測(cè)量放樣→樁機(jī)就位→高頻振動(dòng)沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→旋挖鉆機(jī)管內(nèi)取土→測(cè)量孔深→孔底沉渣檢查→灌注砂漿→高頻振動(dòng)拔管成樁→移動(dòng)樁機(jī)至臨近樁位→重復(fù)沉管至灌注砂漿拔管成樁。主要施工順序見(圖4)。

圖4 主要施工順序圖

3.2 主要技術(shù)質(zhì)量控制

①沉管：場(chǎng)地地下水水位較高，施工過程中容易發(fā)生孔底隆起和涌砂現(xiàn)象，導(dǎo)致土方的超挖而引起水土流失。施工采用高頻液壓振動(dòng)錘夾住單層套管對(duì)中后緩緩將其壓入土中，套管應(yīng)穿過土層進(jìn)入不透水下1.5m處。施工過程保持套管的垂直度，如遇樁傾斜或地下障礙物時(shí)，應(yīng)及時(shí)將樁管拔出,待處理后方可繼續(xù)施工。

②取土：場(chǎng)地土質(zhì)細(xì)小，采用抓斗沖擊取土，在提升過程中，抓斗內(nèi)的細(xì)小土體從縫隙中滑落造成樁底沉渣多。取土過程中，抓斗在套管內(nèi)進(jìn)行周期豎向振動(dòng)，對(duì)周邊土體的反復(fù)擾動(dòng)，容易造成周邊較高的持續(xù)孔隙水壓力(這種壓力在軟粘土地基中中消散困)，降低周邊土承載力，引起鄰近構(gòu)造物沉降。本工程采用旋挖鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)取土。

③灌注砂漿：將取出的砂土配以水、水泥或石灰攪拌成砂漿，倒入鋼套管。

④高頻振動(dòng)拔套管：在高頻振動(dòng)錘拔套管的過程中，管內(nèi)砂漿因高平激振力，振搗密實(shí)，從而達(dá)到更好的止水效果。

⑤移動(dòng)樁機(jī)至臨近樁位，重復(fù)沉管至灌注砂漿拔管成樁。

4 基坑檢測(cè)效果

4.1 咬合止水情況

咬合樁施工完成后進(jìn)行土方開挖，未見明顯滲漏水現(xiàn)象，坑內(nèi)滯水抽干后，整個(gè)基坑僅用1臺(tái)水泵抽水，止水效果良好。

4.2 基坑變形情況

土方開挖回填整個(gè)施工過程，基坑監(jiān)測(cè)如下(表1)所示，最大變形值符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

表1 基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

4.3 基坑周邊環(huán)境情況

咬合樁施工采用高頻液壓振動(dòng)錘樁機(jī)進(jìn)行全套管的沉入、拔出。施工過程中，套管樁周土體產(chǎn)生振動(dòng)小，不容易激發(fā)周邊建筑物的震動(dòng)以致危及周圍建筑物及地下管線設(shè)施等的穩(wěn)定與安全。且套管內(nèi)的土體采用旋挖鉆機(jī)取土，不發(fā)生擠土效應(yīng)，周邊環(huán)境構(gòu)造物無出現(xiàn)地面沉降、裂縫等現(xiàn)象。施工過程無噪音、振動(dòng)污染，未產(chǎn)生擾民引起的投訴。

5 結(jié)語

全套管咬合砂漿止水樁，作為基坑支護(hù)止水整體形式，跟傳統(tǒng)的水泥攪拌樁、高壓旋噴樁相比，砂漿的凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，早期強(qiáng)度低，用高頻振動(dòng)樁基結(jié)合全套管，對(duì)砂漿的切割能力強(qiáng)，能有效咬合，在高頻振動(dòng)下，形成密實(shí)的砂漿體，整體性好、止水效果顯著。適用于除巖石意外任何地質(zhì)情況的防滲止水和擋土墻施工。

施工過程中不產(chǎn)生擠土效應(yīng)，對(duì)周圍環(huán)境影響小，保證周圍建筑的安全。工期可控，且無泥漿污染、噪音小，環(huán)保。利用套管內(nèi)取土的砂、石作為原材料，節(jié)約造價(jià)，環(huán)保。

[1]JGJ 120-2012，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[2]林奇.水泥粘土砂漿樁應(yīng)用研究.福建工程學(xué)院學(xué)報(bào).2010.1(2)：9-11,86.

[3]吳際.老城區(qū)復(fù)雜地質(zhì)道路改造基坑圍護(hù)咬合樁施工.山西建筑，2013.39(6)：33-35.

[4]王遠(yuǎn)志.解析軟土地層咬合樁成樁施工引起的鄰近建筑沉降.城市建筑.2013.5.

[5]王立新，薛斌.粘土膏做為水泥混合砂漿參加料的實(shí)驗(yàn)與研究.河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào).2005.23(2)：67-69.

All casing bite mortar water stop the application of the pile in excavation engineering

HUANGKangren1,2

(1.Fujian Yongqiang Geotchnical Engineering Co., Ltd., Longyan, 364000;2. Geotechnical and Environmental Enterprises in Fujian Province Engineering Research Center, Longyan 364000)

With the development of high-rise buildings and the underground space exploitatio, Most of the deep foundation pit engineering located at intensive high-rise buildings in the city .Not only the foundation of the engineering closely linked to the surrounding buildings foundation ,but also excavation process easy to cause the surrounding groundwater seepage, deformation of surrounding soils, cause settlement of surrounding buildings, seriously affected the construction quality of underground engineering, the construction efficiency, construction environment, the construction safety.,the paper combined with the practical engineering examples, Put forward a new way of foundation pit water stop - full casing bite slurry pile foundation pit water technology, water stop and check on the casing bite mortar water performance of pile, construction technology and practical application effect, to provide reference for the type of project. To solve above problems.

All casing bite slurry pile；The sealing effect Construction technology；Foundation pit support

黃康人(1981.12- )，男，工程師。

2015-02-10

TU47

A

1004-6135(2015)04-0074-03