旋噴攪拌加勁樁在市政線型基坑工程中的應用

王磊

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海200092）

1 引言

旋噴攪拌加勁樁作為一種新型的支護形式，在我國東部省市已經有了豐富的應用經驗，但是在呼和浩特市市政行業的應用尚屬首次。本文針對該方法在呼和浩特砂性土層地質條件下的首次應用進行了分析，通過該方法的優缺點對比、驗算分析、施工效果，為同類工程基坑設計方案設計提供依據。

2 工程概況

本地道工程是呼和浩特市南二環快速路的重要節點工程，地道結構設計的里程起點K14+035，終點為K15+450，總長1.415km，其中暗埋段長度共計560m。主體結構采用鋼筋混凝土閉合框架結構，暗埋段箱體結構寬度29.8m，高度7.9m。根據地勘報告，本工程建設范圍內的地層分布及工程性質如下：擬建場地在地面下16.40~25.80m 埋深范圍內以沖洪積粉質黏土、粉細砂、礫砂為主，地基土基本容許承載力一般為100~260kPa，中等—低壓縮性。

場地內地下水屬潛水，穩定水位8.80~11.00m（勘察期間），絕對高程1045.73~1048.05m，因受周邊工程基坑降水影響，該地下水位可能非真實水位，抗浮設防水位按1045.40m設計。擬建場地地下水類型為潛水，賦存于砂層中，其補給來

源主要為大氣降水與地表徑流，地下水位隨氣候、季節及環境影響而變化，年變幅在1.00~1.50m。

3 基坑支護方案比選

本工程基坑最大深度為10.7m，基坑設計等級為二級。基坑邊緣距離建筑物最近距離約16m。

按照常規的排樁-支撐結構設計，則支擋結構采用Φ600mm 鉆孔灌注樁，樁長18m，鉆孔灌注樁水平間距1.2m。樁頂設置800mm×1000mm 冠梁，共設置3 道水平內支撐，第1 道為800mm×800mm 鋼筋混凝土支撐，第2 道和第3 道支撐采用609mm×16mm 鋼管內支撐，設置標高為-1.55m、-5.45m、-9.95m（相對標高）。排樁-支撐結構支護方案如圖1 所示。

圖1 排樁- 支撐結構支護方案

本工程是呼和浩特市的重點工程，本節點又是工程的重要節點，由于開挖作業面大，對現狀道路交通影響嚴重，現場工期壓力非常大。如果地道工程全線按照內支撐方案實施，基坑內部支撐密集，將會對后期主體施工產生一系類不利影響，由于作業空間局促，機械作業無法施展，還會帶來較多的人工作業，工程投資也相應提高。為了解決上述矛盾，需要取消內部混凝土支撐和鋼支撐。可以考慮的支護體系有：懸臂式排樁、雙排樁、拉錨式排樁。

綜上所述，本工程中的基坑深度較大且對基坑結構變形要求較高，現場工期及施工要求不適于使用支撐式排樁。因此，在周邊建筑物及地下管線條件容許的情況下，優先考慮采用排樁-錨桿支護結構，可以有效解決內支撐影響內部施工作業空間的問題。

4 旋噴攪拌加勁樁方案的應用

常規的錨拉式排樁主要采用預應力錨桿，通過對錨桿施加一定的預應力，以減小基坑的水平變形。錨桿的布置位置和數量根據工程實際情況予以調整，以達到內力的均勻分布，保證基坑的合理性和安全性。最終形成一個穩定的坑內無障礙的環境，方便土方開挖外運，以及后期主體結構的順利實施。

我國每年有數千噸的鋼絞線因基坑支護工程或其他用途被埋在地下，不僅造成極大的材料浪費，同時影響了不可再生的地下資源的開發與利用[1]。為了避免桿體長期留置為后期地下空間的開發和利用帶來不利影響，采用灌注樁結合可回收式加勁樁的圍護型式，待地下結構完成后可回收加勁樁筋體，無地下障礙物，不影響遠期建構筑物的施工。

基坑計算簡圖及計算結果如圖2~圖4 所示。基坑整體穩定性驗算安全系數1.59，大于規范中要求的1.3。加勁樁的抗拉拔安全系數，也均滿足不小于1.6 的要求。

現場的基坑監測內容主要包括：支護結構頂部最大位移、地面最大沉降、錨桿拉力。現場支護結構頂部最大位移及地面沉降控制情況良好，旋噴攪拌加勁樁具有良好的穩定性和安全性。

綜上所述，旋噴攪拌加勁樁應用于本工程基坑支護中，可以有效解決內支撐形式影響施工作業面的問題，同時也解決了錨桿應用在粉土和細砂地層中，容易造成塌孔問題。

圖2 支護方案計算簡圖

圖3 水土壓力計算結果簡圖

圖4 內力變形結果計算簡圖

5 旋噴攪拌加勁樁應用經驗總結

水泥土旋噴攪拌加勁樁基坑圍護結構中加勁樁的主要施工過程如下：首先，是成孔作業，使用螺旋鉆機在土體中按照設計要求的角度在土體中成孔，同時旋噴機向土體中噴射高壓水泥漿，并不斷攪拌使得土體與水泥漿充分攪拌混合，形成較大體積的水泥土錨固體。進行成孔及噴射攪拌高壓水泥漿的同時，及時插入鋼絞線加筋體。當樁體達到設計長度時，將螺栓鉆桿退出，最終加筋錨固體實施完成。