水泥土樁復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)施工應(yīng)用技術(shù)

孫 鶴 明

(中交一公局第三工程有限公司，北京 101102)

水泥土樁復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)施工應(yīng)用技術(shù)

孫 鶴 明

(中交一公局第三工程有限公司，北京 101102)

結(jié)合太原市西中環(huán)南段打通工程中大井峪通道深基坑支護(hù)工程，對(duì)施工中所采用的水泥土樁復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了分析，總結(jié)了打設(shè)水泥攪拌樁、開挖與支護(hù)等技術(shù)要點(diǎn)，并提出了質(zhì)量控制措施，以供參考。

水泥土樁，土釘墻，支護(hù)，基坑

0 引言

復(fù)合土釘支護(hù)是基于傳統(tǒng)土釘支護(hù)的適用范圍受一定局限下應(yīng)運(yùn)而生的。它在保持土釘支護(hù)的特點(diǎn)上擴(kuò)大了使用范圍。水泥土樁復(fù)合土釘墻支護(hù)是復(fù)合土釘支護(hù)的一種方式，它利用水泥攪拌樁作為止水帷幕與傳統(tǒng)土釘復(fù)合，因此而具有造價(jià)低，變形小，縮短工期，環(huán)境影響小等特點(diǎn)，同時(shí)具有止水與支護(hù)雙重作用，在地下水位高，土質(zhì)較軟地區(qū)的基坑支護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。本文以太原西中環(huán)南段打通工程中大井峪通道的深基坑支護(hù)為依托，對(duì)水泥土樁復(fù)合土釘墻的支護(hù)形式及其施工要點(diǎn)進(jìn)行分析與研究。

1 工程概況及特點(diǎn)

1.1 工程簡介

太原市西中環(huán)南段打通工程中大井峪通道的主箱體采用單箱雙室結(jié)構(gòu)，分節(jié)長度為22 m+22 m，結(jié)構(gòu)寬為27.6 m，高為7.18 m，箱體兩側(cè)各為一節(jié)20 m長的遮光段，遮光段外分別為2×20 m的U槽，U槽外為擋土墻，通道總長560 m，最大開挖深度為9 m。

1.2 水文地質(zhì)

該范圍內(nèi)的地下土主要由第四系全新統(tǒng)沉積的粉質(zhì)粘土、粉土等構(gòu)成。根據(jù)勘察揭露地下水情況與工程地質(zhì)剖面圖綜合分析，勘察期間為平水期，其靜止水位埋深介于6.6 m～8.3 m之間，豐水期水位可提高0.5 m，地下水類型為孔隙潛水與微承壓水的混合水，主要接受大氣降水和側(cè)向補(bǔ)給。

2 水泥土樁復(fù)合土釘墻概念

水泥土樁復(fù)合土釘墻是由水泥攪拌樁，土釘群、混凝土面層組成。攪拌樁作為止水帷幕和臨時(shí)擋墻，阻止開挖后土體滲水，減少基坑底部隆起。

3 施工設(shè)計(jì)

通過理正軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并結(jié)合通道箱體位置標(biāo)高最低，U槽及擋墻段路面逐漸上抬，最大開挖深度9 m，水位位于原地面下6.6 m，土質(zhì)主要為粉土、粉質(zhì)粘土及細(xì)砂的特點(diǎn)，對(duì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)如下：當(dāng)深度為7.5 m～9 m時(shí)，采取降水、打設(shè)水泥攪拌樁、斷面布置5層錨桿支護(hù)；當(dāng)深度為6 m～7.5 m時(shí)，采取降水、打設(shè)水泥攪拌樁、斷面布置4層錨桿支護(hù)；當(dāng)深度為5 m～6 m時(shí)，采取降水、打設(shè)水泥攪拌樁、斷面布置3層錨桿支護(hù)；當(dāng)深度為小于5 m時(shí)，直接開挖1∶0.75放坡。水位以下采用打入錨管土釘。

第一、二層采用直徑分別為18，22螺紋鋼，長9 m；第三、四層采用鋼絞線錨桿，長18 m(自由段6 m，錨固段12 m)，布置3束φs15.2，自由段設(shè)置隔離套管，張拉加載速率不宜大于0.1 kN/min張拉鎖定值150 kN(拉力210 kN)；第五層采用直徑為48的花管，長9 m。

基坑內(nèi)部開挖中采用輕型井點(diǎn)降水。

4 施工工藝

1)工藝流程。

測量放樣→打設(shè)水泥攪拌樁→開挖→降水→坡面修整→成孔→置桿→注漿→掛網(wǎng)→噴射混凝土→腰梁安裝→張拉→循環(huán)施工。

2)打設(shè)水泥攪拌樁。

按測量放樣確定打設(shè)水泥攪拌樁邊線，打設(shè)樁徑為0.5 m，之間咬合0.15 m(定位間距0.35 m)，水灰比1∶0.55，水泥用量50 kg/m，將區(qū)域內(nèi)封閉打設(shè)。

a.施工準(zhǔn)備。將場地整平，整平標(biāo)高比設(shè)計(jì)確定的樁頂標(biāo)高高出0.3 m～0.5 m，整平后用壓路機(jī)靜壓2遍。然后用石灰或打入竹片樁做好樁位標(biāo)識(shí)，同時(shí)檢查攪拌機(jī)、壓漿機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，各種材料是否準(zhǔn)備到位，等樁機(jī)就位后，開始按配合比制漿。

b.樁機(jī)就位。將機(jī)架放到底座軌道上，通過水平儀及底座支墊調(diào)整水平，安裝塔身和鉆桿時(shí)要求其垂直度允許偏差不大于1.5%，做好相關(guān)標(biāo)高標(biāo)識(shí)及鉆桿上的鉆進(jìn)深度標(biāo)識(shí)。

c.攪拌下沉。在啟動(dòng)攪拌機(jī)后將起吊鋼繩放松，使鉆桿邊攪拌邊切土下沉。如若存在下沉較慢情況，則補(bǔ)給一定清水以減小摩擦。一般提升或下沉速度不超過1.0 m/min，確保充分?jǐn)嚢琛?/p>

d.配制水泥漿。配制的漿液不得離析，供漿應(yīng)連續(xù)，并且記錄固化劑、外摻劑、泵送漿液時(shí)間。

e.邊噴邊攪。在攪拌機(jī)到達(dá)設(shè)計(jì)樁底后，開啟水泥漿泵，邊噴漿邊攪拌，同時(shí)按設(shè)計(jì)確定的提升速度提升攪拌機(jī)(一般為0.3 m/min～0.5 m/min)，當(dāng)攪拌機(jī)提升至設(shè)計(jì)樁頂下0.5 m時(shí)，應(yīng)慢速提升和旋轉(zhuǎn)，噴漿攪拌10 s～20 s，以保證樁頭密實(shí)。再重復(fù)以達(dá)到四攪二噴，要求過程中均勻噴漿，連續(xù)進(jìn)行。

3)開挖與支護(hù)。

測量放樣后按確定的邊線進(jìn)行開挖，每次開挖深度至錨桿下0.5 m，待噴射混凝土一定養(yǎng)護(hù)期(鋼筋錨桿層至少4 d，預(yù)應(yīng)力錨桿層至少8 d)后再進(jìn)行下一層開挖，直至開挖至設(shè)計(jì)基底。

a.孔位確定。事先確定出孔位并做好標(biāo)記及編號(hào)。一般孔位偏差不大于100 mm。

b.鉆孔。采用機(jī)械成孔，間距1.5 m，成孔直徑150 mm，傾角為15°，出現(xiàn)塌孔時(shí)需要及時(shí)處理以免存在隱患。

c.置桿。設(shè)置定位架，保證鋼筋處于孔中心部位，支架沿釘長的間距為1.5 m左右，支架的構(gòu)造應(yīng)不防礙注漿時(shí)漿液的自由流動(dòng)。土釘大樣圖如圖1所示，錨索大樣圖見圖2。

d.注漿。注漿宜采用525R水泥并加入一定的早強(qiáng)劑和膨脹劑，其能夠提高早期強(qiáng)度和增大與土體的摩擦力，水灰比宜為1∶0.55。

注漿導(dǎo)管應(yīng)先插入孔底，以低壓方式注漿，同時(shí)勻速緩慢撤出，出漿口需在漿體的表面以下。導(dǎo)管距孔口1 m時(shí)采用高壓注漿，并持續(xù)3 min～5 min。

在固結(jié)強(qiáng)度達(dá)到5 MPa時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿二次劈裂注漿，注漿順序由內(nèi)向外，注漿出漿孔沿錨固段的2/3布置。

e.掛網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)片可用鋼筋頭固定，確保噴射混凝土?xí)r不振動(dòng)。保護(hù)層不小于20 mm，宜采用Ⅰ級(jí)Φ6.5 mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為200 mm。

f.噴射混凝土層。噴射總厚度80 mm，分兩次進(jìn)行，每次不宜小于40 mm，強(qiáng)度等級(jí)為C20早強(qiáng)。噴射應(yīng)分段進(jìn)行，每段需自下而上，噴頭與土體坡面距離宜控制在1 m～1.5 m，且垂直于坡面。在第二次噴射前，應(yīng)清除結(jié)合面上的浮漿及碎屑并噴水使之濕潤，為搭接方便，每層下部300 mm可噴成45°的斜面形狀。

可用固定鋼筋網(wǎng)片的鋼筋作為標(biāo)志確保混凝土厚度。

在混凝土終凝后2 h，應(yīng)進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。

錨噴支護(hù)中最后一步的噴射混凝土面層宜插入基坑底部以下，深度不小于 0.2 m。

g.腰梁安裝。腰梁施工宜在錨桿注漿完成7 d后開始，采用25b槽鋼，槽鋼之間連接需滿焊并符合規(guī)范要求。

h.張拉。張拉作業(yè)應(yīng)在錨固體達(dá)到75%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行。張

拉前應(yīng)對(duì)張拉設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，作為張拉的依據(jù)，并在正式張拉前用10%～20%的設(shè)計(jì)拉力進(jìn)行張拉，錨索各部位接觸緊密，索體完全順直，然后再按五級(jí)張拉(即設(shè)計(jì)噸位的25%,50%,75%,100%,110%五級(jí))。前四級(jí)穩(wěn)定時(shí)間為6 min，后一級(jí)為30 min，最后進(jìn)行鎖定。

張拉順序需考慮對(duì)鄰近錨索的影響，為避免相鄰錨索張拉的應(yīng)力損失，可采用“跳張法”施工，即隔一拉一的方法。錨索張拉時(shí)應(yīng)對(duì)地表面加強(qiáng)觀測，同時(shí)應(yīng)作詳細(xì)的施工記錄。

i.翻邊截水溝。在基坑外設(shè)置翻邊截水溝(見圖3)，需按0.5 m間距設(shè)置錨筋及在基坑拐點(diǎn)處設(shè)置通長加強(qiáng)筋。

5 施工控制要點(diǎn)

1)水泥攪拌樁偏差見表1。

表1 水泥攪拌樁控制偏差

2)錨桿施工偏差見表2。

表2 錨桿施工偏差值

6 結(jié)語

實(shí)踐證明，水泥土樁復(fù)合土釘墻支護(hù)在復(fù)雜地質(zhì)的基坑支護(hù)中，施工止水作用明顯，基坑穩(wěn)定，具有止水與支護(hù)雙重作用，應(yīng)用效果良好并且其施工應(yīng)用技術(shù)較成熟，造價(jià)低，是一種較為理想的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，具有較大的推廣前景。

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

[2] GJB 5055—2006，土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[3] GB 50739—2011，復(fù)合土釘墻基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

On application technique of composite nailing wall foundation pit construction of cement piles

Sun Heming

(No.3EngineeringCo.Ltd,CCCC,Beijing101102,China)

Combining with Dajingyu deep foundation pit project at the digging project of the Southern Section of Xizhonghuan Ring in Taiyuan, the paper analyzes the cement pile composite nailing wall’s foundation pit protection, sums up the technical points of the erection of the cement mixing pile, its excavation and support, and points out its quality control measures, so as to provide some reference.

cement pile, nailing wall, support, foundation pit

2015-01-21

孫鶴明(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)10-0066-02

TU463

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